(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211167498.1 (22)申请日 2022.09.23 (71)申请人 中国核动力研究设计院 地址 610213 四川省成 都市双流协和街道 办事处长顺大道1段328号 申请人 深圳市万 斯得自动化设备有限公司 (72)发明人 王朋飞　岳栋　张瑞谦　钟运涛　 陈乐　杨忠波　陈勇　李革林　 (74)专利代理 机构 深圳市中科创为专利代理有 限公司 4 4384 专利代理师 彭西洋　游强 (51)Int.Cl. G01N 3/18(2006.01) G01N 3/38(2006.01) G01N 3/02(2006.01)G01N 3/06(2006.01) G21C 17/00(2006.01) (54)发明名称 核燃料包壳管双轴蠕变测试系统 (57)摘要 本发明公开一种核燃料包壳管双轴蠕变测 试系统， 包括高温真空炉， 所述高温真空炉上还 安装有夹持模块， 夹持模块用于将布置于高温真 空炉内的待测试的包壳管夹持固定； 轴向拉压模 块， 用于对待测试的包壳管进行反复拉压； 内压 控制模块， 用于对包壳管内部进行增压； 3D蠕变 测量模块， 用于测量包壳管在经轴向拉压模块对 其拉压时的轴向变形量， 以及在经内压控制模块 对其内部进行增压时的周向上的变形量。 本发明 实现了包壳管内压疲劳和外拉压疲劳同步试验 的模拟工况， 获得了同步试验的实时研究数据， 完全实现了核电材料包壳管的疲 劳强度试验， 进 而可以优化包壳管的设计、 生成等等环节， 以提 高核电应用的安全 使用性。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 115524231 A 2022.12.27 CN 115524231 A 1.一种核燃料包壳管双轴蠕变测试系统， 其特 征在于， 包括： 高温真空炉， 所述高温真空炉上还安装有夹持模块， 夹持模块用于将布置于高温真空 炉内的待测试的包壳管夹持固定； 轴向拉压模块， 所述轴向拉压模块与夹持模块连接， 轴向拉压模块用于经夹持模块对 待测试的包壳管进行反复拉压； 内压控制模块， 所述内压控制模块与待测试的包壳管连接， 用于对包壳管内部进行增 压； 3D蠕变测量模块， 所述3D蠕变测量模块用于测量包壳管在经轴向拉压模块对其拉压时 的轴向变形量， 以及 在经内压控制模块对其内部进行增压时的周向上的变形量。 2.根据权利要求1所述的核燃料包壳管双轴蠕变测试系统， 其特征在于， 所述高温真空 炉的正面和背面还各布置一观察窗； 所述3D蠕变测量模块包括两个图像采集组件， 两图像 采集组件分别靠近一观察窗布置； 每一所述图像采集组件均包括安装支架、 以及安装于安 装支架上的照明灯和两个 摄像头。 3.根据权利要求1所述的核燃料包壳管双轴蠕变测试系统， 其特征在于， 所述夹持模块 包括两夹具， 且两 夹具分别布置 于高温真空炉的一端； 所述包壳管 连接于两夹具之间。 4.根据权利要求3所述的核燃料包壳管双轴蠕变测试系统， 其特征在于， 所述轴向拉压 模块包括伺服电机、 与伺服电机连接的减速机、 与减速机连接的同步带组件， 以及与其中一 夹具连接的丝杆组件； 所述伺服电机用于经同步带组件驱动丝杆组件运转， 所述丝杆组件 用于驱动夹具平 移以向包壳管施加拉力或压力。 5.根据权利要求4所述的核燃料包壳管双轴蠕变测试系统， 其特征在于， 所述丝杆组件 与夹具的连接处还安装有第一压力传感器。 6.根据权利要求1所述的核燃料包壳管双轴蠕变测试系统， 其特征在于， 所述内压控制 模块包括气源、 增压组件、 控压组件； 所述气源用于向包壳管提供增压用的气体介质； 所述 控压组件与气源连接， 控压组件用于调节气源提供 的气体介质的压力； 所述增压组件连接 于控压组件与包壳管之间， 增压组件用于对气体介质进行增压， 并将增压后的气体介质输 出至包壳管内。 7.根据权利要求6所述的核燃料包壳管双轴蠕变测试系统， 其特征在于， 所述增压组件 与包壳管之间还连接有保温组件， 保温组件用于对增压后的气体介质进行保温。 8.根据权利要求7所述的核燃料包壳管双轴蠕变测试系统， 其特征在于， 所述增压组件 包括连接于控压组件与保温组件之 间的气驱增压泵， 以及用于为气驱增压泵提供动力的气 驱组件； 所述气驱组件包括空压机、 电气比例阀； 所述空压机经电气比例阀与气驱增压泵连 接， 且空压 机与电气比例阀之间还连接有压力开关、 气体过 滤器。 9.根据权利要求8所述的核燃料包壳管双轴蠕变测试系统， 其特征在于， 所述控压组件 包括依次连接 于气源与气驱增压泵之间的第二压力传感器、 气控球阀、 减压阀。 10.根据权利要求9所述的核燃料包壳管双轴蠕变测试系统， 其特征在于， 所述保温组 件包括与气驱增压泵连接的恒温缓冲器， 以及安装于恒温缓冲器上 的加热器； 所述恒温缓 冲器与气驱增压泵之 间还连接有第一单向阀， 所述恒温缓冲器与包壳管之 间还依次连接有 第一气控针阀、 安全阀和第三压力传感器； 所述恒温缓冲器与第一单向阀的公共连接端还 连接有第二气控针阀、 第一消声器； 所述恒温缓冲器与第一气控针阀之间还连接有泄压阀、 第二消声器。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115524231 A 2核燃料包壳管双轴蠕变测试系统 技术领域 [0001]本发明涉及管件的内外压疲劳测试技术领域， 尤其涉及 一种核燃料包壳管双轴蠕 变测试系统。 背景技术 [0002]目前， 国内的核燃料棒包壳管的疲劳研究仅仅采用单一形式的内压疲劳试验， 进 而仅能了解到单一疲劳工况下 的材料特性能力， 随着核电技术的革新应用需求， 对包壳管 的疲劳特性研究条件越来越苛刻， 其实际工况环境下内压疲劳和外拉压疲劳 同时存在， 因 此， 也需要对包壳管进 行外拉压疲劳测试， 此外， 目前对于核燃料棒包壳管径向变形量的测 量大多采用接触式的方式， 即使用直径测微针进行直接接触测量， 当包壳管受外界因素震 动或移动时， 会影响测量精度， 且布置复杂、 安装维护不便 。 发明内容 [0003]本发明的目的是提供一种核燃料包壳管双轴蠕变测试系统， 以解决上述问题。 [0004]为实现上述目的， 采用以下技 术方案： [0005]一种核燃料包壳管双轴蠕变测试系统， 包括： [0006]高温真空炉， 所述高温真空炉上还安装有夹持模块， 夹持模块用于将布置于高温 真空炉内的待测试的包壳管夹持固定； [0007]轴向拉压模块， 所述轴向拉压模块与夹持模块连接， 轴向拉压模块用于经夹持模 块对待测试的包壳管进行反复拉压； [0008]内压控制模块， 所述内压控制模块与待测试的包壳管连接， 用于对包壳管内部进 行增压； [0009]3D蠕变测量模块， 所述3D蠕变测量模块用于测量包壳管在经轴向拉压模块对其拉 压时的轴向变形量， 以及 在经内压控制模块对其内部进行增压时的周向上的变形量。 [0010]进一步地， 所述高温真空炉的正面和背面还各布置一观察窗； 所述3D蠕变测量模 块包括两个图像采集组件， 两图像采集组件分别靠近一观察窗布置； 每一所述图像采集组 件均包括 安装支架、 以及安装于安装支 架上的照明灯和两个 摄像头。 [0011]进一步地， 所述夹持模块包括两夹具， 且两夹具分别布置于高温真空炉的一端； 所 述包壳管 连接于两夹具之间。 [0012]进一步地， 所述轴向拉压模块包括伺服电机、 与伺服电机连接的减速机、 与 减速机 连接的同步带组件， 以及与其中一夹具连接的丝杆组件； 所述伺服电机用于经同步带组件 驱动丝杆组件运 转， 所述丝杆组件用于驱动夹具平 移以向包壳管施加拉力或压力。 [0013]进一步地， 所述丝杆组件与夹具的连接处还安装有第一压力传感器。 [0014]进一步地， 所述内压控制模块包括气源、 增压组件、 控压组件； 所述气源用于向包 壳管提供增压用的气体介质； 所述控压组件与气源连接， 控压组件用于调节气源提供 的气 体介质的压力； 所述增压组件连接于控压组件与包壳管之间， 增压组件用于对气体介质进说　明　书 1/6 页 3 CN 115524231 A 3