[实用新型]一种高周循环冷热冲击的试验系统

说明书

本实用新型涉及一种高周循环冷热冲击的试验系统，其特征在于，包括真空腔体、真空系统、测温热电偶、加热系统、降温系统和控制系统；封装有待测试验样品的真空腔体的一端连接真空系统；用于测量待测试验样品温度的测温热电偶的一端接触待测试验样品；真空腔体上开设有用于向真空腔体内充入保护气体的进气口；真空腔体的外侧设置有加热系统和降温系统；控制系统分别连接测温热电偶、加热系统和降温系统，本实用新型加热快速且高效，能够有效模拟高能粒子束流对待测试验样品的加热方式，可以广泛应用于高周循环冷热冲击试验中。

技术领域

本实用新型涉及一种试验系统，特别是关于一种高周循环冷热冲击的试验系统，属于实验设备领域。

背景技术

加速器驱动洁净嬗变系统(ADS)为未来裂变核能的发展开辟了新的路线，它可以有效解决核废料处理的瓶颈问题，其中，高功率散裂靶是ADS中非常关键的部分。现有技术中公开了一种高功率颗粒流散裂靶，是一种由大量尺寸约为Φ1mm的金属靶球组成的流化固体靶，中子学性能好，与结构材料兼容性好，可在重力诱导下连续流动，成为非常有应用潜力的散裂靶靶型。这些金属靶球在He气氛围下运行，将受到严酷工况的考验，在流经束靶耦合区时，高能粒子束将直接轰击金属靶球，引起温度急剧上升，在数秒钟内达到450℃以上；在金属靶球流经换热区时，快速降温，将热量置换出去；散裂靶运行一年内，金属靶球将经受几万次上述冷热冲击过程。

因此，为充分评估束流轰击引起金属靶球的抗冷热冲击性能，急需开展相关的高周循环冷热冲击实验进行验证。目前，相关的研究材料冷热冲击性能的实验设备很多，但是均采用常规的加热手段，热源均设置在实验样品外部，因此加热过程均是从材料表面向内加热，需要指出的是，粒子束流轰击材料引起的加热不同于上述常规的加热方式，高能粒子在入射材料内部逐渐损失能量，因此它引起的加热方式是对材料内外同时整体加热，不存在由表向内或逆向的加热过程。

鉴于高能粒子束流加热的特殊性，现有的循环热冲击实验设备很难实现高能粒子束流加热的效果，且这些设备的设计方案主要是实现冷热冲击样品在高低温区频繁循环转移，其可动部件较多，结构设计和程序控制较复杂，如果开展高周循环实验对其运行的可靠性也提出很大的挑战。另外，如果直接采用高能粒子束轰击加热的方法开展靶球的热冲击试验，则成本高、周期长，且容易在材料中产生放射性活化效应，后续分析非常不便。因此，开发一种能够模拟颗粒流散裂靶运行过程中靶球在经受高能粒子轰击引起热冲击和后续快速降温冷冲击的试验系统则显得十分重要。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种高周循环冷热冲击的试验系统，能够模拟颗粒流散裂靶运行过程中试验样品在经受高能粒子轰击引起热冲击和后续快速降温的冷冲击。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种高周循环冷热冲击的试验系统，包括真空腔体、真空系统、测温热电偶、加热系统、降温系统和控制系统；

封装有待测试验样品的所述真空腔体的一端连接所述真空系统，所述真空系统用于对所述真空腔体抽真空以及检测所述真空腔体的真空度；用于测量待测试验样品温度的所述测温热电偶的一端接触待测试验样品；所述真空腔体上开设有用于向所述真空腔体内充入保护气体的进气口；所述真空腔体的外侧设置有所述加热系统和降温系统；

所述控制系统分别连接所述测温热电偶、加热系统和降温系统。

优选地，所述包括电磁感应线圈和加热电源；

所述电磁感应线圈围设固定在所述真空腔体的外侧，所述电磁感应线圈连接所述加热电源；

所述控制系统分别连接所述电磁感应线圈和加热电源，所述控制系统用于通过所述加热电源经所述电磁感应线圈为所述真空腔体内的待测试验样品进行加热。

优选地，所述加热电源采用中频电磁加热电源。

优选地，所述真空腔体的外侧还设置有用于固定所述电磁感应线圈的框架结构。