本發(fā)明涉及一種電工工具，具體涉及一種模擬核反應(yīng)堆燃料棒的電加熱裝置及裝配工藝。

背景技術(shù)：

提高反應(yīng)堆運(yùn)行的安全性是核能應(yīng)用發(fā)展過程中始終不變的任務(wù)。福島事故后，國(guó)際上核技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家諸如美國(guó)、法國(guó)等紛紛提出緩解與預(yù)防同等重要，尤其對(duì)于一些小概率大風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)重事故現(xiàn)象必須要引起足夠重視。嚴(yán)重事故管理中，注水淹沒堆芯是很重要的應(yīng)對(duì)策略，它對(duì)終止事故發(fā)展，緩解事故后果起到重要作用，這種策略的重要性在福島核事故中得到了體現(xiàn)。但是，在成功冷卻燃料組件之前，水的注入可能會(huì)導(dǎo)致鋯合金與水發(fā)生放熱的鋯水反應(yīng)，從而引起堆芯溫度快速上升以及氫氣的產(chǎn)生。這一現(xiàn)象在三里島事故后分析以及隨后開展的多項(xiàng)國(guó)際性合作實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證。

為了掌握注水時(shí)機(jī)、注水流量以及材料類型等的影響，為壓水堆失水事故的正確干預(yù)提供參考，必須開展壓水堆用燃料元件高溫降質(zhì)及再淹沒行為實(shí)驗(yàn)。因此，需要一種模擬核反應(yīng)堆燃料棒的電加熱裝置，以實(shí)現(xiàn)電加熱功率精確可控，實(shí)現(xiàn)嚴(yán)重事故下核反應(yīng)堆燃料棒發(fā)生的鋯水反應(yīng)、表層破裂等現(xiàn)象的模擬，在模擬燃料棒表層破損條件下，仍可繼續(xù)發(fā)熱用于模擬衰變熱，可耐受2400℃以上高溫同時(shí)實(shí)時(shí)測(cè)量壁溫等。

以關(guān)鍵詞高溫(High temperature)、模擬裝置(Simulator)、電加熱(Electric Heating)、鋯水反應(yīng)(zirconium-steam/water reaction)、再淹沒(Reflooding)、燃料棒(Fuel Rod)、驟冷(Quench)在專利網(wǎng)和中英文期刊網(wǎng)上進(jìn)行了檢索，沒有檢索到涉及該方面技術(shù)的記載。實(shí)現(xiàn)電加熱功率精確可控，實(shí)現(xiàn)嚴(yán)重事故下核反應(yīng)堆燃料棒發(fā)生的鋯水反應(yīng)、表層破裂等現(xiàn)象的模擬技術(shù)是本領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸，亟待解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種模擬核反應(yīng)堆燃料棒的電加熱裝置及裝配工藝，實(shí)現(xiàn)電加熱功率精確可控，實(shí)現(xiàn)嚴(yán)重事故下核反應(yīng)堆燃料棒發(fā)生的鋯水反應(yīng)、表層破裂等現(xiàn)象的模擬，達(dá)到在模擬燃料棒表層破損條件下，仍可繼續(xù)發(fā)熱用于模擬衰變熱，可耐受2400℃以上高溫同時(shí)實(shí)時(shí)測(cè)量壁溫的目的。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種模擬核反應(yīng)堆燃料棒的電加熱裝置，包括模擬包殼，在模擬包殼內(nèi)設(shè)置有在模擬包殼的軸向上疊放的多個(gè)模擬燃料元件芯塊，模擬燃料元件芯塊的橫截面為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在模擬燃料元件芯塊上設(shè)置有沿其軸向延伸的16個(gè)通孔，在部份所述的通孔內(nèi)安裝有熱電偶絲正極、在部份所述的通孔內(nèi)安裝有熱電偶絲負(fù)極，在其余的所述通孔內(nèi)存儲(chǔ)惰性氣體；在模擬燃料元件芯塊的內(nèi)部空腔中安裝有電加熱棒；在模擬包殼外側(cè)安裝有多個(gè)外置式壁溫?zé)犭娕?。本發(fā)明的電加熱裝置電加熱功率精確可控，加熱器可耐受3000℃高溫，在模擬燃料棒表層包殼破損條件下，仍可繼續(xù)發(fā)熱用于模擬衰變熱，模擬燃料芯塊無放射性且與二氧化鈾物理性質(zhì)相似，可以較好的模擬燃料芯塊的熱特性，可以模擬嚴(yán)重事故下核反應(yīng)堆燃料棒發(fā)生的鋯水反應(yīng)、表層破裂等現(xiàn)象；在包殼發(fā)生破損時(shí)會(huì)發(fā)生特殊惰性氣體泄漏，泄漏出的特殊惰性氣體可用于表層破損的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在模擬燃料棒包殼外焊接設(shè)置壁溫?zé)犭娕?，同時(shí)采用嵌入式熱電偶，可設(shè)置的測(cè)點(diǎn)更多，耐溫更高，實(shí)時(shí)測(cè)量0℃～2400℃壁面溫度。本發(fā)明主要用于實(shí)驗(yàn)室模擬核反應(yīng)燃料棒，開展嚴(yán)重事故條件下壓水堆用燃料棒高溫降質(zhì)及再淹沒行為實(shí)驗(yàn)。工作介質(zhì)為水介質(zhì)、蒸汽介質(zhì)或惰性氣體介質(zhì)，工作壓力常壓～5MPa，長(zhǎng)期工作溫度為常溫～1800℃，短期工作溫度為常溫～2400℃。

所述的電加熱棒采用鎢、鉬、鎢鉬合金或鉬銅合金制成棒狀結(jié)構(gòu)，其一端為平面，另一端為球形端面，從棒狀結(jié)構(gòu)的平面端進(jìn)行切割加工形成間隙，在該間隙內(nèi)安裝絕緣層。進(jìn)一步講，本發(fā)明金屬棒采用分瓣式結(jié)構(gòu)，受熱條件下會(huì)增大膨脹量，使得金屬棒和模擬燃料芯塊接觸更為緊密，減小傳熱熱阻，在相同模擬包殼溫度條件下降低金屬棒溫度，延長(zhǎng)電加熱棒壽命，擴(kuò)大工作溫度范圍；本發(fā)明的金屬棒作為電加熱器，采用分瓣式中間設(shè)置絕緣層的結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)電纜單端進(jìn)出，降低模擬燃料棒的密封難度。

采用ZrO₂材料模擬燃料芯塊，無放射性且物理性質(zhì)相似，可以較好的模擬燃料芯塊的熱特性。表層包殼采用模擬燃料棒包殼同種材料，可以模擬嚴(yán)重事故下核反應(yīng)堆燃料棒發(fā)生的鋯水反應(yīng)、表層破裂等現(xiàn)象；模擬包殼內(nèi)設(shè)置有特殊惰性氣體儲(chǔ)存空間，在包殼發(fā)生破損時(shí)會(huì)發(fā)生特殊惰性氣體泄漏，泄漏出的特殊惰性氣體可用于表層破損的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；在模擬燃料棒包殼外焊接設(shè)置壁溫?zé)犭娕?，同時(shí)采用嵌入式熱電偶，可設(shè)置的測(cè)點(diǎn)更多，耐溫更高，實(shí)時(shí)測(cè)量0℃～2400℃壁面溫度。

一種模擬核反應(yīng)堆燃料棒的電加熱裝置的裝配工藝，包括以下步驟：

(a)模擬包殼的加工；

(b)模擬燃料元件芯塊的加工；

(c)電加熱棒及絕緣層的加工；

(d)模擬燃料元件芯塊與高溫?zé)犭娕冀z的裝配；

(e)電加熱棒的裝配；

(f)惰性氣體的填充；

(g)外置式壁溫?zé)犭娕嫉难b配。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種模擬核反應(yīng)堆燃料棒的電加熱裝置的裝配工藝，基于上述的新裝置，以及其特定的使用環(huán)境和要求，故創(chuàng)造性的提出和優(yōu)化了該裝置的生產(chǎn)工藝，按照上述工藝可以高重復(fù)率地再現(xiàn)本發(fā)明的目的，通過該方法，生產(chǎn)出來的加熱裝置可重復(fù)性高，具有很高的實(shí)用價(jià)值。

所述步驟(a)模擬包殼的加工包括以下步驟：

(a1)確定要進(jìn)行模擬的核反應(yīng)堆燃料棒，設(shè)其包殼外徑為D，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，外徑公差為T_D，外表面粗糙度為Ra；

(a2)選取與其包殼相同材質(zhì)的材料加工制成薄壁管，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，薄壁管外徑為Do1，內(nèi)徑為Di1；薄壁管外徑Do1與D相等，內(nèi)徑Di1＝Do1-d1，d1為兩倍的薄壁管壁厚，取值范圍為1.0～1.8mm；

(a3)薄壁管外表面采用拋光工藝處理，粗糙度與Ra相同，內(nèi)表面采用拋光工藝處理，粗糙度不大于1.6μm；薄壁管外徑公差與T_D相同，內(nèi)徑公差不大于0.04mm，橢圓度不大于0.01mm。

所述步驟(b)模擬燃料元件芯塊的加工包括以下步驟：

(b1)模擬燃料元件芯塊的材料選取ZrO₂、HfO₂或Al₂O₃或三者混合物，將其加工制成環(huán)形芯塊，環(huán)形芯塊的外徑為Do2，內(nèi)徑為Di2；環(huán)形芯塊外徑Do2＝Di1-d12，內(nèi)徑Di2＝Do2-d2；d12為安裝間隙及熱膨脹預(yù)留間隙，取值范圍為0.1～0.2mm；d2為兩倍的環(huán)形芯塊壁厚，取值范圍為2.5～4.5mm；單節(jié)環(huán)形芯塊長(zhǎng)度為L(zhǎng)xin，根據(jù)模擬燃料棒總長(zhǎng)度及所需安裝溫度測(cè)點(diǎn)位置確定Lxin的取值，確保溫度測(cè)點(diǎn)位置處于兩節(jié)環(huán)形芯塊的交界面，Lxin取值范圍為50～200mm；環(huán)形芯塊端部表面采用噴砂處理，粗糙度不大于0.8μm；

(b2)每節(jié)環(huán)形芯塊在直徑D_存儲(chǔ)的圓上均勻加工出16個(gè)直徑D_孔的通孔；D_存儲(chǔ)＝Do2-D_孔，D_孔為通孔的直徑，D_孔＝d_熱偶絲+d_間隙，d_熱偶絲為高溫?zé)犭娕冀z的直徑，取值范圍為0.1～0.5mm；d_間隙為安裝間隙，取值范圍為0.15～0.3mm；

(b3)環(huán)形芯塊外表面采用噴砂處理，粗糙度不大于3.2μm，內(nèi)表面也采用噴砂處理，粗糙度不大于3.2μm；環(huán)形芯塊外徑公差不大于0.04mm，內(nèi)徑公差不大于0.04mm，橢圓度不大于0.01mm。

所述步驟(c)電加熱棒及絕緣層的加工包括以下步驟：

(c1)選取鎢、鉬、鎢鉬合金或鉬銅合金作為電加熱棒材料，并加工制成棒狀，其一端為平面，另一端為球形端面，金屬棒外直徑為D3，長(zhǎng)度為L(zhǎng)+D3/2，金屬棒球形端面的直徑為D3；D3＝Di2-d23，d23為安裝間隙及熱膨脹預(yù)留間隙，取值范圍為0.1～0.2mm，金屬棒外表面采用拋光工藝處理，粗糙度不大于3.2μm；

(c2)從金屬棒平面的一端進(jìn)行切割加工，加工出一條間隙寬度為D_鎢間隙的間隙，間隙深度為L(zhǎng)，間隙底部端頭加工成直徑為(0.5×D_鎢間隙+0.2mm)的半圓形，D_鎢間隙＝0.2～0.5mm；

(c3)選取ZrO₂、HfO₂或Al₂O₃或三者混合物作為絕緣層材料，將絕緣層加工成寬度為(D3-0.05mm)，厚度為(D_鎢間隙-0.05mm)，長(zhǎng)度為(L-0.1mm)的平板，將加工好的絕緣層嵌裝入電加熱棒的間隙，使得絕緣層和電加熱棒兩者上端部保持平齊。

所述步驟(d)模擬燃料元件芯塊與高溫?zé)犭娕冀z的裝配包括以下步驟：

(d1)將模擬燃料元件芯塊嵌裝入模擬包殼，每次安裝一節(jié)模擬燃料元件芯塊，使用直徑D_定位的金屬棒作為定位銷，確保各節(jié)模擬燃料芯塊16個(gè)直徑D_孔通孔的位置一一對(duì)應(yīng)，D_定位＝D_孔-0.15mm；

(d2)將高溫?zé)犭娕冀z測(cè)溫端部彎成直角彎，直角彎段的中心線長(zhǎng)度為L(zhǎng)_測(cè)，L_測(cè)＝D_孔-0.5×d_熱偶絲+0.5×d12；先將模擬燃料芯塊安裝至需要設(shè)置溫度測(cè)點(diǎn)的高度，在需要設(shè)置溫度測(cè)點(diǎn)處附近的兩個(gè)熱電偶絲嵌裝孔位置，抽出定位銷并設(shè)置一對(duì)高溫?zé)犭娕冀z；在后續(xù)一節(jié)模擬燃料芯塊上對(duì)應(yīng)溫度測(cè)點(diǎn)處的兩個(gè)熱電偶絲的嵌裝孔位置，分別加工一個(gè)直徑D_孔、深0.5×D_孔的半圓孔，將該節(jié)模擬燃料芯塊嵌裝入模擬包殼，使得一對(duì)直徑D_孔、深0.5×D_孔的半圓孔對(duì)應(yīng)高溫?zé)犭娕冀z測(cè)溫端部直角彎的位置，一對(duì)高溫?zé)犭娕冀z分別通過對(duì)應(yīng)的兩個(gè)熱電偶絲嵌裝孔引出；然后再安裝后續(xù)的模擬燃料芯塊，一對(duì)高溫?zé)犭娕冀z分別通過對(duì)應(yīng)的兩個(gè)熱電偶絲嵌裝孔引出；

(d3)從低到高，依次安裝高溫?zé)犭娕冀z，直至所有溫度測(cè)量熱電偶絲安裝完成，然后安裝后續(xù)剩余模擬燃料元件芯塊，在所有模擬燃料元件芯塊安裝完成后，將剩余定位銷抽出，完成模擬燃料元件芯塊及高溫?zé)犭娕冀z的嵌裝。

所述步驟(e)電加熱棒的裝配包括以下步驟：在模擬燃料元件芯塊及高溫?zé)犭娕冀z的嵌裝完成后，將電加熱棒嵌裝入模擬燃料元件芯塊內(nèi)部的空腔，使得電加熱棒與模擬燃料元件芯塊、模擬包殼三者的上端部平齊。

所述步驟(f)惰性氣體的填充包括以下步驟：

(f1)使用焊接方式將電加熱棒模擬燃料元件芯塊、模擬包殼三者共同端部的兩端封住，僅在另一端留出注氣孔；

(f2)從注氣孔注入特殊惰性氣體，注入惰性氣體的純度不低于95％；

(f3)在特殊惰性氣體注入完成后，通過焊接方式，將注氣孔密封，完成惰性氣體填充。

所述步驟(g)外置式壁溫?zé)犭娕嫉难b配包括以下步驟：

(g1)在滿足測(cè)量精度需求和抗干擾能力的前提下，根據(jù)熱電偶耐溫性能和測(cè)溫需求取值，選擇直徑最小的鎧裝熱電偶，鎧裝熱電偶直徑為d_熱偶，d_熱偶的取值范圍為0.5～3mm；

(g2)在需要設(shè)置溫度測(cè)點(diǎn)的位置，將鎧裝熱電偶測(cè)溫端部與被測(cè)點(diǎn)觸碰，保持鎧裝熱電偶其余部分遠(yuǎn)離被測(cè)物體，通過電脈沖焊接方式，將鎧裝熱電偶測(cè)溫端部與被測(cè)點(diǎn)焊接起來。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明一種模擬核反應(yīng)堆燃料棒的電加熱裝置及裝配工藝，電加熱裝置電加熱功率精確可控，加熱器可耐受3000℃高溫，在模擬燃料棒表層包殼破損條件下，仍可繼續(xù)發(fā)熱用于模擬衰變熱，模擬燃料芯塊無放射性且與二氧化鈾物理性質(zhì)相似，可以較好的模擬燃料芯塊的熱特性，可以模擬嚴(yán)重事故下核反應(yīng)堆燃料棒發(fā)生的鋯水反應(yīng)、表層破裂等現(xiàn)象；在包殼發(fā)生破損時(shí)會(huì)發(fā)生特殊惰性氣體泄漏，泄漏出的特殊惰性氣體可用于表層破損的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在模擬燃料棒包殼外焊接設(shè)置壁溫?zé)犭娕?，同時(shí)采用嵌入式熱電偶，可設(shè)置的測(cè)點(diǎn)更多，耐溫更高，實(shí)時(shí)測(cè)量0℃～2400℃壁面溫度。本發(fā)明主要用于實(shí)驗(yàn)室模擬核反應(yīng)燃料棒，開展嚴(yán)重事故條件下壓水堆用燃料棒高溫降質(zhì)及再淹沒行為實(shí)驗(yàn)。工作介質(zhì)為水介質(zhì)、蒸汽介質(zhì)或惰性氣體介質(zhì)，工作壓力常壓～5MPa，長(zhǎng)期工作溫度為常溫～1800℃，短期工作溫度為常溫～2400℃；

2、本發(fā)明一種模擬核反應(yīng)堆燃料棒的電加熱裝置及裝配工藝，金屬棒采用分瓣式結(jié)構(gòu)，受熱條件下會(huì)增大膨脹量，使得金屬棒和模擬燃料芯塊接觸更為緊密，減小傳熱熱阻，在相同模擬包殼溫度條件下降低金屬棒溫度，延長(zhǎng)電加熱棒壽命，擴(kuò)大工作溫度范圍；本發(fā)明的金屬棒作為電加熱器，采用分瓣式中間設(shè)置絕緣層的結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)電纜單端進(jìn)出，降低模擬燃料棒的密封難度；

3、本發(fā)明一種模擬核反應(yīng)堆燃料棒的電加熱裝置及裝配工藝，采用ZrO₂材料模擬燃料芯塊，無放射性且物理性質(zhì)相似，可以較好的模擬燃料芯塊的熱特性。表層包殼采用模擬燃料棒包殼同種材料，可以模擬嚴(yán)重事故下核反應(yīng)堆燃料棒發(fā)生的鋯水反應(yīng)、表層破裂等現(xiàn)象；模擬包殼內(nèi)設(shè)置有特殊惰性氣體儲(chǔ)存空間，在包殼發(fā)生破損時(shí)會(huì)發(fā)生特殊惰性氣體泄漏，泄漏出的特殊惰性氣體可用于表層破損的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；在模擬燃料棒包殼外焊接設(shè)置壁溫?zé)犭娕迹瑫r(shí)采用嵌入式熱電偶，可設(shè)置的測(cè)點(diǎn)更多，耐溫更高，實(shí)時(shí)測(cè)量0℃～2400℃壁面溫度。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明電加熱裝置橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明圖1中的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖

圖3為本發(fā)明圖1中的B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明圖1中的C-C剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中標(biāo)記及對(duì)應(yīng)的零部件名稱：

1-模擬包殼；2-模擬燃料元件芯塊；3-電加熱棒；4-高溫?zé)犭娕冀z正極；5-絕緣層；6-高溫?zé)犭娕冀z負(fù)極；7-外置式壁溫?zé)犭娕迹?-通孔。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例

如圖1至4所示，本發(fā)明一種模擬核反應(yīng)堆燃料棒的電加熱裝置，包括模擬包殼1，在模擬包殼1內(nèi)設(shè)置有在模擬包殼1的軸向上疊放的多個(gè)模擬燃料元件芯塊2，模擬燃料元件芯塊2的橫截面為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在模擬燃料元件芯塊2上設(shè)置有沿其軸向延伸的16個(gè)通孔8，在部份所述的通孔8內(nèi)安裝有熱電偶絲正極4、在部份所述的通孔8內(nèi)安裝有熱電偶絲負(fù)極6，在其余的所述通孔8內(nèi)存儲(chǔ)惰性氣體；在模擬燃料元件芯塊2的內(nèi)部空腔中安裝有電加熱棒3；電加熱棒3采用鎢、鉬、鎢鉬合金或鉬銅合金制成棒狀結(jié)構(gòu)，其一端為平面，另一端為球形端面，從金屬棒平面的一端進(jìn)行切割加工形成間隙，在該間隙內(nèi)安裝絕緣層5，在模擬包殼1外側(cè)安裝有多個(gè)外置式壁溫?zé)犭娕?。

本發(fā)明的一種模擬核反應(yīng)堆燃料棒的電加熱裝置是按照如下工藝裝配的：

(a1)確定要進(jìn)行模擬的核反應(yīng)堆燃料棒，設(shè)其包殼外徑為D，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，外徑公差為T_D，外表面粗糙度為Ra；

(a2)選取與其包殼相同材質(zhì)的材料加工制成薄壁管，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，薄壁管外徑為Do1，內(nèi)徑為Di1；薄壁管外徑Do1與D相等，內(nèi)徑Di1＝Do1-d1，d1為兩倍的薄壁管壁厚，取值范圍為1.0～1.8mm；

(a3)薄壁管外表面采用拋光工藝處理，粗糙度與Ra相同，內(nèi)表面采用拋光工藝處理，粗糙度不大于1.6μm；薄壁管外徑公差與T_D相同，內(nèi)徑公差不大于0.04mm，橢圓度不大于0.01mm；

(b1)模擬燃料元件芯塊的材料選取ZrO₂、HfO₂或Al₂O₃或三者混合物，將其加工制成環(huán)形芯塊，環(huán)形芯塊的外徑為Do2，內(nèi)徑為Di2；環(huán)形芯塊外徑Do2＝Di1-d12，內(nèi)徑Di2＝Do2-d2；d12為安裝間隙及熱膨脹預(yù)留間隙，取值范圍為0.1～0.2mm；d2為兩倍的環(huán)形芯塊壁厚，取值范圍為2.5～4.5mm；單節(jié)環(huán)形芯塊長(zhǎng)度為L(zhǎng)xin，根據(jù)模擬燃料棒總長(zhǎng)度及所需安裝溫度測(cè)點(diǎn)位置確定Lxin的取值，Lxin取值可變，確保溫度測(cè)點(diǎn)位置處于兩節(jié)環(huán)形芯塊的交界面，Lxin取值范圍為50～200mm；環(huán)形芯塊端部表面采用噴砂處理，粗糙度不大于0.8μm；

(b2)每節(jié)環(huán)形芯塊在直徑D_存儲(chǔ)的圓上均勻加工出16個(gè)直徑D_孔的通孔；D_存儲(chǔ)＝Do2-D_孔，D_孔為通孔的直徑，D_孔＝d_熱偶絲+d_間隙，d_熱偶絲為高溫?zé)犭娕冀z的直徑，取值范圍為0.1～0.5mm；d_間隙為安裝間隙，取值范圍為0.15～0.3mm；

(b3)環(huán)形芯塊外表面采用噴砂處理，粗糙度不大于3.2μm，內(nèi)表面也采用噴砂處理，粗糙度不大于3.2μm；環(huán)形芯塊外徑公差不大于0.04mm，內(nèi)徑公差不大于0.04mm，橢圓度不大于0.01mm；

(c1)選取鎢、鉬、鎢鉬合金或鉬銅合金作為電加熱棒材料，并加工制成棒狀，其一端為平面，另一端為球形端面，采用分度號(hào)為WRe3-WRe25的鎢錸高溫?zé)犭娕?，高溫?zé)犭娕冀z正極材質(zhì)名義成分為含鎢97％、錸3％，高溫?zé)犭娕冀z負(fù)極材質(zhì)名義成分為含鎢75％、錸25％，一支高溫?zé)犭娕冀z正極和一支高溫?zé)犭娕冀z負(fù)極為一對(duì)高溫?zé)犭娕冀z；金屬棒外直徑為D3，長(zhǎng)度為L(zhǎng)+D3/2，金屬棒球形端面的直徑為D3；D3＝Di2-d23，d23為安裝間隙及熱膨脹預(yù)留間隙，取值范圍為0.1～0.2mm，金屬棒外表面采用拋光工藝處理，粗糙度不大于3.2μm；

(c2)從金屬棒平面的一端進(jìn)行切割加工，加工出一條間隙寬度為D_鎢間隙的間隙，間隙深度為L(zhǎng)，間隙底部端頭加工成直徑為(0.5×D_鎢間隙+0.2mm)的半圓形，D_鎢間隙＝0.2～0.5mm；

(c3)選取ZrO₂、HfO₂或Al₂O₃或三者混合物作為絕緣層材料，將絕緣層加工成寬度為(D3-0.05mm)，厚度為(D_鎢間隙-0.05mm)，長(zhǎng)度為(L-0.1mm)的平板，將加工好的絕緣層5嵌裝入電加熱棒3的間隙，使得絕緣層5和電加熱棒3兩者上端部保持平齊；

(d1)將模擬燃料元件芯塊2嵌裝入模擬包殼1，每次安裝一節(jié)模擬燃料元件芯塊2，使用直徑D_定位的金屬棒作為定位銷，確保各節(jié)模擬燃料芯塊16個(gè)直徑D_孔通孔的位置一一對(duì)應(yīng)，D_定位＝D_孔-0.15mm；

(d2)將高溫?zé)犭娕冀z測(cè)溫端部彎成直角彎，直角彎段的中心線長(zhǎng)度為L(zhǎng)_測(cè)，L_測(cè)＝D_孔-0.5×d_熱偶絲+0.5×d12；先將模擬燃料芯塊安裝至需要設(shè)置溫度測(cè)點(diǎn)的高度，在需要設(shè)置溫度測(cè)點(diǎn)處附近的兩個(gè)熱電偶絲嵌裝孔位置，抽出定位銷并設(shè)置一對(duì)高溫?zé)犭娕冀z；在后續(xù)一節(jié)模擬燃料芯塊上對(duì)應(yīng)溫度測(cè)點(diǎn)處的兩個(gè)熱電偶絲的嵌裝孔位置，分別加工一個(gè)直徑D_孔、深0.5×D_孔的半圓孔，將該節(jié)模擬燃料芯塊嵌裝入模擬包殼，使得一對(duì)直徑D_孔、深0.5×D_孔的半圓孔對(duì)應(yīng)高溫?zé)犭娕冀z測(cè)溫端部直角彎的位置，一對(duì)高溫?zé)犭娕冀z分別通過對(duì)應(yīng)的兩個(gè)熱電偶絲嵌裝孔引出；然后再安裝后續(xù)的模擬燃料芯塊，一對(duì)高溫?zé)犭娕冀z分別通過對(duì)應(yīng)的兩個(gè)熱電偶絲嵌裝孔引出；

(d3)從低到高，依次安裝高溫?zé)犭娕冀z，直至所有溫度測(cè)量熱電偶絲安裝完成，然后安裝后續(xù)剩余模擬燃料元件芯塊2，在所有模擬燃料元件芯塊2安裝完成后，將剩余定位銷抽出，完成模擬燃料元件芯塊2及高溫?zé)犭娕冀z的嵌裝；

在模擬燃料元件芯塊2及高溫?zé)犭娕冀z的嵌裝完成后，將電加熱棒3嵌裝入模擬燃料元件芯塊2內(nèi)部的空腔，使得電加熱棒3與模擬燃料元件芯塊2、模擬包殼1三者的上端部平齊；

(f1)使用焊接方式將電加熱棒3模擬燃料元件芯塊2、模擬包殼1三者共同端部的兩端封住，僅在另一端留出注氣孔；

(f2)從注氣孔注入特殊惰性氣體，注入惰性氣體的純度不低于95％；

(f3)在特殊惰性氣體注入完成后，通過焊接方式，將注氣孔密封，完成惰性氣體填充，特殊惰性氣體需要不同于模擬核反應(yīng)堆燃料棒外部流動(dòng)的惰性氣體，可選擇氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、氡氣等中的一種；

(g1)在滿足測(cè)量精度需求和抗干擾能力的前提下，根據(jù)熱電偶耐溫性能和測(cè)溫需求取值，選擇直徑最小的鎧裝熱電偶，鎧裝熱電偶直徑為d_熱偶，d_熱偶的取值范圍為0.5～3mm；

(g2)在需要設(shè)置溫度測(cè)點(diǎn)的位置，將鎧裝熱電偶測(cè)溫端部與被測(cè)點(diǎn)觸碰，保持鎧裝熱電偶其余部分遠(yuǎn)離被測(cè)物體，通過電脈沖焊接方式，將鎧裝熱電偶測(cè)溫端部與被測(cè)點(diǎn)焊接起來。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。