[发明专利]一种用于氚增殖剂球床热导率的测量平台

说明书

技术领域

本发明涉及反应堆工程技术领域，尤其涉及一种用于氚增殖剂球床热导率的测量平台。

背景技术

包层是可控磁约束核聚变堆中的核心部件，包层具有氚增殖及能量转移的功能。包层能否进行有效氚增殖是磁约束聚变堆能否走向能源利用的关键。在几种包层方案中，固态包层技术方案具有诸多优点，该方案主要采用球床结构增殖燃料氚，而氚增殖剂球床主要由直径0.6～1.2mm的锂陶瓷小球堆积而成；搭建氚增殖剂球床热导率测量平台，研究球床热导率的影响因素并建立球床热导率数据库，对聚变堆包层热工设计尤为重要。

热导率测量一般采用稳态法或瞬态法。稳态法测量物质的热导率，需要在待测样本内部保持稳定的温度梯度。使用稳态法测量热导率的方案很多，大多采用稳态平板法或稳态圆柱法，并对实验数据采用一维傅里叶定律计算；瞬态法法测量物质热导率，需要在样品内部某点加上瞬间的热脉冲，热脉冲引起热传导，热脉冲常由加热丝或加热板提供。瞬态法测热导率常见的有热线法、hotdisk法与热探针法。其中使用热探针法测量热导率的装置，相较于其他方法装置较少。

现有技术中，主要采用如下方案：1)采用瞬态探针法的热导率测量方案，该方案中所采用的热探针结构包括了一个细长的管道，内部封装有热电偶与加热丝，其中加热丝采用折回方式布置。但该热探针的尺寸过大，顶端未锐化，底端未安置底座，且测量温度受限，不能满足氚增殖剂球床热导率测量的要求。2)导热系数测量方案，该方案中热探针中加热丝对折插入针管，长度等于针管长度，使用壁面温升的导热微分方程与壁面温度及对应的测定时间反演处理得到热导率数据。但是，这些热探针装置主要运用于土壤、气体等方面的热导率测量。

对于球床的热导率，可能影响因素有：小球的直径、球床的填充因子、球床的温度、吹扫气体的压力、吹扫气体的流速等。关于球床热导率测量及影响因素的探究，国外已经建有几个装置，如：位于KIT的HECOP装置采用稳态平板法，探究了球床内部压力与有效热导率间的关系；日本原子能研究院的相关装置使用瞬态热线法，探究了交变应力下应力-应变、交变温度下球床的应变间的关系；SUPER-PEHTRA装置采用稳态圆柱法，探究了球床内部温度与轴向压力、交变温度与应变间的关系。已有相关装置均采用单一的测量方法、测量装置，系统误差不可忽略；若仅仅进行单次实验，考虑到偶然误差，大大降低了数据的可靠性；若进行多次重复实验测量，又要保证各次实验测量在相同的条件下进行，带来较大的操作难度及资源浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于氚增殖剂球床热导率的测量平台，提高了测量结果的可靠性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

(与权利要求相对应)。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，同时采用稳态法与瞬态法测量球床热导率，在球床内设计并安置两套相互影响可以忽略的测量装置，这两套装置可以在球床工作时高温、氦气吹扫的情况下稳定可靠运行，这样一次实验可以获得两组实验数据，且这两组实验数据相互独立，对这两组实验数据进行筛选，使用分析比较的方法处理数据，则可获得高置信度的热导率置信区间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于氚增殖剂球床热导率的测量平台的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种管式炉的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种热探针的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例

图1为本发明实施例一提供的一种用于氚增殖剂球床热导率的测量平台的结构示意图。如图1所示，该平台主要包括：