[发明专利]一种高温气冷堆陶瓷堆内构件热老化试验平台

说明书

本发明涉及一种高温气冷堆陶瓷堆内构件热老化试验平台，试验系统包括高温反应炉、为高温反应炉提供氦气的氦气供应单元、检测高温反应炉出口处气体成分的检测单元，试验系统还包括为高温反应炉提供氧气的氧气供应单元，氦气供应单元、氧气供应单元通过供应管道与高温反应炉连通，试验系统还包括设于供应管道上且用于将氦气供应单元、氧气供应单元供应的氦气和氧气混合后供应至高温反应炉中的混合单元；该试验系统能够模拟高温气冷堆运行工况条件，在冷却剂氦气中混入一定量杂质（H₂O、O₂），控制反应温度、反应时间，使气体与陶瓷堆内构件（石墨、碳砖）发生化学反应，检测反应前后气体含量变化，从而为建立氧化腐蚀模型提供基础。

技术领域

本发明涉及高温气冷堆热老化研究领域，具体涉及一种高温气冷堆陶瓷堆内构件热老化试验平台。

背景技术

高温气冷堆中的陶瓷堆内构件（石墨和碳砖）是由上万个石墨和碳堆内构件组成的有堆芯腔圆柱体，是高温气冷堆重要部件之一，运行中同时受温度、辐照、应力和腐蚀等因素影响。为研究高温气冷堆陶瓷堆内构件热老化规律，需搭建试验平台模拟实际工况条件，需具备温度、气体分压和流速的精确控制，满足高温堆冷却剂气氛杂质含量要求，并可在线原位测量反应炉出口气体中反应气体和生成气体的含量，另外还需具备气体循环净化功能，实现长周期热老化研究。目前国内尚无此类功能的试验平台。

发明专利201210564158.2公开了一种高温气冷堆温度及碳还原环境模拟装置，其特征在于，该装置包括：加热体、均温套筒、保温层和炉体，所述加热体套装于所述均温套筒内，所述加热体与所述均温套筒间存在缝隙，所述保温层包括上保温层、下保温层、侧保温层，所述均温套筒的顶端和底端分别与上保温层和下保温层接触，所述下保温层和侧保温层沿炉体的内壁设置，所述均温套筒侧壁与所述保温层之间形成密闭空腔。该高温气冷堆温度及碳还原环境模拟装置，能够模拟反应堆内部的高温碳还原环境，使测试区内能够覆盖高温气冷堆从正常运行到极限事故条件下的全部温度范围。该发明专利提供了一种针对高温气冷堆的材料测试平台，提供真空和氦气保护两种高温气冷堆工况。但是，未涉及H₂O、O₂等杂质混入高温堆冷却剂氦气的工况条件，且该专利所述加热体和均温套筒为石墨材料，不能承压，无法模拟蒸汽发生器换热管破裂进水事故工况条件。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种高温气冷堆陶瓷堆内构件热老化试验平台。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种高温气冷堆陶瓷堆内构件热老化试验平台，试验系统包括高温反应炉、为高温反应炉提供氦气的氦气供应单元、检测高温反应炉出口处气体成分的检测单元，试验系统还包括为高温反应炉提供氧气的氧气供应单元，氦气供应单元、氧气供应单元通过供应管道与高温反应炉连通，试验系统还包括设于供应管道上且用于将氦气供应单元、氧气供应单元供应的氦气和氧气混合后供应至高温反应炉中的混合单元。

优选地，试验系统还包括设于供应管道上的气体预热器，气体预热器位于混合单元的下游。

优选地，混合单元包括依次设于供应管道上的储气罐和反应气流量控制器，储气罐位于供应管道的远离高温反应炉的一侧，反应气流量控制器位于供应管道的靠近高温反应炉的一侧。

优选地，试验系统还包括与高温反应炉和气体预热器均连通的纯水供应单元，纯水供应单元包括纯水罐、泵动纯水罐中的纯水至高温反应炉或气体预热器的蠕动泵。

优选地，试验系统还包括用于对高温反应炉反应后气体中的氦气进行回收再利用的回收利用单元，回收利用单元包括连接在供应管道与高温反应炉之间的回收管道、设于回收管道上的循环泵和氦气纯化器，回收管道与供应管道的连接处位于储气罐上游，循环泵位于回收管道的靠近高温反应炉的一侧，氦气纯化器位于回收管道的远离高温反应炉的一侧。