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红外热成像在核工业中的应用
发布时间:2021-06-09来源:双视红外

红外热成像在核工业中的应用

 

  红外热成像已广泛应用于核工业各个组成部分的状态监视。据报道,红外热成像已成功用于放射性废液罐,冷却水泵,渣浆泵,排气扇和电气组件(如面板,断路器,继电器等)顶部的环扇轴承和电动机故障的状态监测。美国的萨凡纳河边核设施详细描述了红外热成像在美国多个商业核装置中的各种应用。用大量详细的案例研究说明了红外热成像的应用,而这些案例研究了负压反应堆安全系统关键组件中使用的玻璃纤维增强塑料材料,以及较早的加拿大氘铀中用作密封剂的纤维增强橡胶材料(CANDU)反应堆。
  目前,已使用红外热成像监视核电站各个组件的状态,例如主变压器,开关站,涡轮机建筑物的混凝土墙等。使用红外热成像对运行期间重水反应堆的燃料通道封闭塞流出的重水泄漏进行早期检测和状态监测。使用红外热成像可以确定泄漏的位置,并可以在反应堆运行期间实时监测泄漏状态,并得出结论认为,红外热成像可被视为对运行中的核反应堆进行状态监测的有力工具。
  在核燃料运输容器的制造阶段,应用红外热成像实时监控铅屏蔽层的冷却过程。红外热成像已用于采用氨-氢同位素化学交换过程的重水厂的状态监测。氨裂化炉管应在其设计的最佳温度下运行,并且不得超过最高限制993K。这些管的高温运行可能会导致延展性损失,晶间开裂或蠕变损坏,从而可能导致管子失效,而低温操作会导致氨气不完全裂解,从而降低收率。红外热成像用于估算饼干管的表面温度,并可视化显示作为高度函数的整个钢管的热梯度。

图为红外热成像

 

  国际热核实验堆(ITER)的分流器开发了多重热成像技术,用于测量边缘局部模式(ELM)热通量的影响,这可能会导致分流器严重腐蚀。作者报告说,在等离子体放电和与再沉积有关的表面问题下的生存能力问题可能会带来重大的实验挑战。在维护停机期间,使用了锁定式红外热成像来对Tore-Supra(TS)环形泵的受控面向等离子体部件的健康状况进行监控。该技术已在实验室条件下成功测试,得出的结论是,红外热成像可被视为检测耐火装甲瓷砖和散热器界面上严重缺陷的定性方法。
  研究还表明,使用锁定红外热成像方法,在最近的现场运动中可以清楚地识别出一些有缺陷的瓷砖。法国原子能委员会(CEA)开发了一种称为站点获取等特征的瞬态红外热成像技术(SATIR),用于对聚变反应堆中制造的面向等离子体的组件进行状态监视和质量控制。使用SATIR方法来检查由欧洲工业制造的ITER垂直组件。红外热成像用于研究ITER类广角红外和反射光学诊断中的ELM热通量相互作用。所获得的红外热图像表明,主要的等离子体壁相互作用位于偏滤器上,但是在上限和外限幅器上也存在大量的相互作用。使用红外热成像对核电厂的各种安全关键系统进行在线监视将确保系统的结构完整性,并且在许多情况下可以避免重大的故障和损坏。