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铠装热电偶是核电仪控设备中的关键仪表,为核电站安全运行、异常工况处理、事故后监测提供重要信息依据。课题根据我国正在自主研发的三代核电技术需求,以严重事故级铠装热电偶、以及堆芯测量组件用核级铠装热电偶为研究对象,通过对热电偶的环境及工艺适应性开展研究,系统分析了辐照、温度以及冷加工变形对K型铠装热电偶电势稳定性的影响。研究了高剂量γ辐照对铠装热电偶电势漂移机理的影响。结果表明:在累积γ剂量为4500 kGy辐照后100℃~400℃范围内分度电势显著升高,与该样品辐照前相比,400℃时电势累积漂移+173μV(~4.16℃)。辐照引起的铠装热电偶电势变化由可逆漂移与不可逆漂移组成。辐照时热电偶正极合金发生短程有序结构转变,减小了热电偶升降温分度电势之差,改变了合金比热容,导致热电偶电势呈正向可逆漂移。正极KP合金中少量不均匀氧化以及时效是热电偶电势不可逆漂移的主要原因,200℃时热电势呈负漂移,而300℃和400℃的热电势呈正方向增加。研究了压水堆正常工况、异常工况以及严重事故工况温度下铠装热电偶的电势稳定性。研究发现:热电偶服役在堆芯正常运行温度时(约350℃),Seebeck系数对合金成分极为敏感,热电偶的电势漂移取决于偶丝合金中若含有改变合金居里温度的元素,如Fe等,合金材料中的不均匀性将引起电势较大漂移;在异常工况温度500℃,168h时效后热电偶电势呈朝正向变化。若采用微氧化态热电偶丝制备铠装热电偶时,偶丝表面形成的氧化膜可降低了O原子或金属阳离子的扩散速度,有效抑制时效过程中的氧化速率。500℃,168h时效后热电偶合金的可逆电势变化均呈正向漂移,在经稳定化处理后,正极KP合金中形成了有序的NiCr晶格时,其升降温电势回滞之差将大大减小。采用稳定化处理工艺后热电偶的升降温分度电势回滞差显著降低。严重事故工况温度条件下,铠装热电偶的稳定性取决于偶丝和套管合金间的兼容性。采用316L作为套管材料时,热电偶的电势漂移主要由偶丝的非均匀氧化造成,尤其是负极KN合金,氧化过程中伴随着溶质元素由偶丝内芯扩散向表面扩散与聚集,降低了未氧化区域中溶质元素含量,造成成分不均匀,导致时效一定时间后电势呈陡降趋势。采用Inconel 600为套管材料时,若溶质元素固溶在Ni基体中,形成晶格畸变能较高时,偶丝合金倾向于在晶界和晶粒内部沉淀析出富含溶质元素的颗粒,减少了Ni基体中溶质元素含量,造成热电偶的成分不均匀,导致热电势漂移。论文研究了冷加工变形对铠装热电偶分度特性及时效后电势长期稳定性的影响。结果表明:在冷加工变形后K型铠装热电偶分度电势和单极对铂电势均随温度升高逐渐降低,变形量越大电势负方向偏离量越大,而且正极合金KP的电势负向漂移量大于负极合金KN的负向漂移量。由于冷加工变形促进了Ni-Cr原子有序-无序转变,热电偶变形量越大升降温分度的电势回滞差越大。冷加工后偶丝合金的扩散激活能较低,在350℃,720h时效时,冷加工变形量越大的热电偶,元素扩散越快,造成电势的波动略有增大。而在500℃、600℃以及700℃时效时,随时效时间的延长,电势逐渐升高。500℃时效500h后,偶丝合金中已形成了最佳数量的有序结构,热电偶升降温分度电势之差最多仅有-6μV,冷加工变形对时效后升降温分度特性无影响。600℃以及700℃时效500h后时,变形量为28%和38%的铠装热电偶的电势仍低于时效前未进行冷加工热电偶的电势值,未能恢复冷加工变形对电势的影响,而且时效后升降温分度电势回滞差小于时效前的回滞差。