一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集方法技术

本发明专利技术属于高放废物地质处置缓冲/回填材料技术领域，具体涉及一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集方法。本发明专利技术包括以下步骤：计量装置的调试；对储液控制装置加压；调试计量装置对液体流量测量；缓冲材料多场耦合试验台架运行；试验液体与气体测量；试验液体收集；试验气体收集。本发明专利技术的目的为：为试验台架的长期运行服务，并为揭示缓冲材料在多场耦合条件下的行为特征提供必要手段。

【技术实现步骤摘要】
一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集方法
本专利技术属于高放废物地质处置缓冲/回填材料
，具体涉及一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集方法。
技术介绍
高放废物含有放射性强、半衰期长、毒性大、发热量大的核素，需要与人类生活环境长期可靠的隔离。高放废物的安全处置是关系到国土环境、公众安全和核工业健康、可持续发展的重大问题，也是核工业活动必不可少的重要环节，必须对高放废物的处置问题进行研究并加以妥善解决。目前，深地质处置被认为是最可行的安全处置方式，高放废物地质处置采用多重屏障体系的方式进行处置，缓冲材料作为处置库多重屏障体系中重要的组成部分，是填充在废物罐和地质体之间的最后一道人工屏障，起着工程屏障、水力学屏障、化学屏障、传导和散失放射性废物衰变热等重要作用，是地质处置库安全运行的有效保障。处置库关闭后，处置库中的高放废物释放热量将引起缓冲材料温度升高，导致处置库内缓冲材料产生应力变化，以及材料矿物成分和性能的改变。同时，处置库围岩中的地下水在高压地下水流的作用下向处置库内发生渗透，导致高压实的膨润土块遇水吸湿引起土中吸力变化，并导致土体膨胀变形。因此，缓冲材料在辐射热、应力和地下水流等作用下将产生非常复杂的“热-水-力-化学”耦合现象。为了确保隔离屏障系统的长期安全性，必须对这个体系主要的现象进行科学的模拟试验，而建造缓冲材料多场耦合大型试验台架进行模拟试验，是探索处置库环境下缓冲材料的热-水-力-化学耦合特性和建立缓冲材料长期性能评价方法的有效手段。在缓冲材料多场耦合大型试验台架的设计中，一般使用电加热器代替废物罐，模拟高放废物的衰变热；使用进水系统模拟地下水渗透。在处置库中，为了获得缓冲材料的膨胀性能和渗透性能，精确控制试验台架的进水有助于缓冲材料的饱和过程。而在处置库的长期运行中，经过复杂的“热-水-力-化学”耦合作用，将产生一定量的气体和液体，气体的产生对整个处置系统的安全性影响较大，产生的高压气体可能破坏缓冲材料的整体性，因此，将试验台架反应产生的气体和液体进行量测收集并对其性质加以分析研究对整个处置库的安全运行至关重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集方法，该方法能够能够实现液气分离量测和收集，精确控制缓冲材料的进水过程，减少试验误差。本专利技术采用了如下技术方案：一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集方法，该方法包括以下步骤：步骤(1)、计量装置(4)的调试；步骤(2)、对储液控制装置(2)加压；步骤(3)、调试计量装置(4)对液体流量测量；步骤(4)、启动缓冲材料多场耦合试验台架(7)；步骤(5)、试验液体与气体测量；步骤(6)、试验液体收集；步骤(7)、试验气体收集。一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集方法，所述步骤(1)具体包括以下步骤：断开第二出液管线，将第一进液管线连接至储液控制装置；打开进液阀和第三出液阀，使承压容器内的承压液体流过，关闭第三出液阀、进液阀，使计量装置的整个进液通道充满液体，静置半小时后，将进液记录仪清零。一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集方法，所述步骤(2)具体包括以下步骤：加压控制装置通过进气管对储液控制装置加压，待压力表和称量装置显示的数值不变后，打开第一出液阀，承压容器内的承压液体通过出液管流出，流入计量装置中。一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集方法，所述步骤3具体包括以下步骤：将第二出液管线与缓冲材料多场耦合大型实验台架装置断开，将第一进液管线连接至储液控制装置后，打开进液阀和第三出液阀，对液体流量进行测量，并与称量装置进行对比。一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集方法，所述步骤(4)具体包括以下步骤：储液控制装置中的液体流入到缓冲材料多场耦合试验台架后，启动缓冲材料多场耦合试验台架。一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集方法，所述步骤(5)具体包括以下步骤：进液/气管线连接至缓冲材料多场耦合试验台架顶部的排泄孔，出液/气记录仪用于监测缓冲材料多场耦合试验台架反应后产生的液体和气体，一旦出液/气记录仪数据发生变化，即表明缓冲材料多场耦合试验台架内产生了液/气混合物。一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集方法，所述步骤(6)的具体包括以下步骤：液/气混合物冷却后经第二进液/气管线连接至液体量测收集瓶，液体经凹型半透膜渗入液体量测收集瓶内。一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集方法，所述步骤(7)具体包括以下步骤：将液体填充到储气囊中，然后关闭第五阀门、抽气阀、第七阀门、第八阀门，保持第四阀门、第六阀门处于打开状态，当进气管线有气流通过时，气流推动硅油，通过带刻度量管观测读取并记录液体的变化，同时传感器实时记录液体流过的质量、体积、流速和压力。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集方法，采用称量装置和计量装置同时同步运行的双重量测手段，能够精确控制缓冲材料的进水过程；(2)本专利技术的一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集方法，能够实现多参数全自动实时采集获取，减少工作量，各参数相互补充，全面掌握基础数据，有助于后期的试验结果分析；(3)本专利技术的一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集方法，能够实现液气分离量测和收集，减少试验误差；(4)本专利技术的一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集方法，量测和收集精度高、操作方便，能够保证试验数据的科学性和真实性，适用于高放废物地质处置缓冲材料多场耦合试验台架长期性能研究。附图说明图1为本专利技术提供的一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集装置的结构示意图；图2为本专利技术提供的储液控制装置示意图；图3为本专利技术提供的计量装置示意图；图4为本专利技术提供的液体量测收集装置示意图；图5为本专利技术提供的气体量测收集装置示意图。图中：1-加压控制装置、2-储液控制装置、3-称量装置、4-计量装置、5-液体量测收集装置、6-气体量测收集装置、7-缓冲材料多场耦合大型实验台架装置、8-第一出液阀、9-最高警戒线、10-出液管、11-承压液体、12-承压容器、13-最低警戒线、14-压力表、15-进气阀、16-进气管、17-第一出液管线、18-第一进液管线、19-进液阀、20-进液记录仪、21-支架、22-第二出液阀、23-出液/气管线、24-出液/气记录仪、25-进液/气管线、26-第三出液阀、27-第二出液管线、28-第二进液管线、29-第一阀门、30-半透膜、31-第二阀门、32-出气管线、33-第三阀门、34-溢气阀、35-液体量测收集瓶、36-进气管线、37-硅油、38-第四阀门、39-第五阀门、40-抽气阀、41-第六阀门、42-第七阀门、43-传感器、44-第八阀门、45-带刻度量管、46-量管、47-储气囊。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术所提供的一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集装置作进一步说明。如图1所示，本专利技术所提供的一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集装置，包括加压控制装置1、储液控制装置2、称量装置3、计量装置4、液体量测收集装置5、气体量测收集装置6和缓冲材料多场耦合大型试验台架装置7。加压控制装置1的出口通过出气管线与储液控制装置2的进液端相连通；储液控制装置2的出液端通过管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤(1)、计量装置(4)的调试；步骤(2)、对储液控制装置(2)加压；步骤(3)、调试计量装置(4)对液体流量测量；步骤(4)、启动缓冲材料多场耦合试验台架(7)；步骤(5)、试验液体与气体测量；步骤(6)、试验液体收集；步骤(7)、试验气体收集。

【技术特征摘要】
1.一种用于缓冲材料试验台架的液/气量测收集方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤(1)、计量装置(4)的调试；步骤(2)、对储液控制装置(2)加压；步骤(3)、调试计量装置(4)对液体流量测量；步骤(4)、启动缓冲材料多场耦合试验台架(7)；步骤(5)、试验液体与气体测量；步骤(6)、试验液体收集；步骤(7)、试验气体收集；所述步骤(1)具体包括以下步骤：断开第二出液管线(27)，将第一进液管线(18)连接至储液控制装置(2)；打开进液阀(19)和第三出液阀(26)，使承压容器(12)内的承压液体(11)流过，关闭第三出液阀(26)、进液阀(19)，使计量装置(4)的整个进液通道充满液体，静置半小时后，将进液记录仪(20)清零；所述步骤(2)具体包括以下步骤：加压控制装置(1)通过进气管(16)对储液控制装置(2)加压，待压力表(14)和称量装置(3)显示的数值不变后，打开第一出液阀(8)，承压容器(12)内的承压液体(11)通过出液管(10)流出，流入计量装置(4)中；所述步骤(3)具体包括以下步骤：将第二出液管线(27)与缓冲材料多场耦合试验台架装置(7)断开，将第一进液管线(18)连接至储液控制装置(2)后，打...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹胜飞，刘月妙，谢敬礼，马利科，宗自华，高敏，陈亮，赵星光，
申请(专利权)人：核工业北京地质研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11