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RIA模擬試驗裝置

一、 簡介：

RIA（Reactivity Initiated Accident，反應(yīng)性引入事故）模擬試驗為模擬核反應(yīng)堆RIA事故工況，RIA事故工況為反應(yīng)性引起的事故，一般是由反應(yīng)性快速增加導(dǎo)致，如彈棒、控制棒組件失控抽出等。其具體表現(xiàn)為燃料棒內(nèi)壓與包殼表面溫度均急速升高，最終導(dǎo)致包殼管軟化、膨脹、起泡然后爆裂。

模擬RIA試驗裝置就用來模擬燃料包殼管內(nèi)壓和溫度同時急劇升高的試驗裝置，即試樣管開始處于常溫常壓工況，然后同時以設(shè)定的速率升高試樣管內(nèi)壓和試樣管表面溫度，直至試樣管發(fā)生破壞，試驗結(jié)束。

在條件允許的情況下（如果可以做到溫度在毫秒內(nèi)升高幾十℃時，考慮同時升溫升壓才具有實際意義），可以考慮同步急速升高包殼管內(nèi)壓和包殼管表面溫度，從而更為真實的模擬核反應(yīng)堆內(nèi)的反應(yīng)性引入事故工況。一般而言，在堆外環(huán)境下很難做到內(nèi)壓與包殼表面溫度同步急速增加，此時可以考慮試驗簡化為恒溫快速增壓試驗和恒壓快速升溫試驗。恒溫快速增壓試驗為保持包殼管在一定溫度下，向包殼管內(nèi)部迅速打壓至包殼管破裂；恒壓快速升溫試驗為在一定壓力下，快速提升包殼溫度至包殼管破裂。

二、 試驗內(nèi)容：

（1）高溫快速增壓試驗

將包殼管試樣一端封死，另一端連接于壓力源裝置（也可考慮兩端均連接壓力源，但燃料棒包殼管不應(yīng)受到軸向的約束限制）。整個包殼管處于加熱爐內(nèi)部，爐膛內(nèi)通入保護性氣體，燃料棒包殼最高工作溫度在500℃。在保護性氣氛中將包殼管加熱至工作溫度，然后迅速加載壓力，壓強增加速率最大為5.5GPa/s，直至包殼管失效。記錄下包殼管試樣失效時的最大內(nèi)壓。

（2）高壓快速升溫試驗

將包殼管試樣一端封死，另一端連接于壓力源裝置（也可考慮兩端均連接壓力源，但燃料棒包殼管不應(yīng)受到軸向的約束限制），加壓至某一設(shè)定壓力。在包殼管充滿設(shè)定壓力下，可保持包殼管初始內(nèi)壓不變，然后進行加熱，加熱過程中不對包殼管內(nèi)部壓力進行限制；也可在加熱過程中通過技術(shù)手段維持內(nèi)壓恒定。通過電磁感應(yīng)或其他加熱方式迅速加熱包殼管表面，升溫速度最大為200℃/s，直至包殼管失效。記錄下包殼管試樣失效時的最大表面溫度。

三、 本試驗的關(guān)鍵技術(shù)點：

1、 可以高速增加包殼管內(nèi)壓的壓力裝置；

2、 耐高溫工作介質(zhì)；

3、 快速升高包殼管表面溫度的加熱裝置；

4、 包殼管試樣的有效密封。

四、 設(shè)備組成：

真空泵、真空表、相關(guān)閥門、管路等。

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