專利名稱：一種高通量研究堆堆芯容器的輻照監(jiān)督裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種研究堆堆芯容器輻照監(jiān)督技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高通量 研究堆堆芯容器的輻照監(jiān)督裝置。
背景技術(shù)：
研究堆堆芯容器是堆本體中極為關(guān)鍵的部件，在反應(yīng)堆運(yùn)行期間堆芯容器 要經(jīng)受較強(qiáng)的熱中子輻照。高通量研究堆堆芯容器在壽期內(nèi)接受1023 (n/cm2)量 級(jí)以上的中子輻照。中子輻照引起鋁合金的輻照損傷和合金元素嬗變引起材料組 織結(jié)構(gòu)變化，造成堆芯容器材料的脆化和使用性能降級(jí)。為了保障反應(yīng)堆運(yùn)行安 全和評(píng)估堆芯容器的使用壽命，必須對(duì)堆芯容器材料的輻照性能進(jìn)行在位監(jiān)督。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)于核電廠的壓水堆壓力容器普遍開(kāi)展輻照監(jiān)督，但是壓水堆
壓力容器材料是鐵素體鋼并在高溫高壓下運(yùn)行，因此它的輻照監(jiān)督裝置包括監(jiān)督 樣品和樣品輻照溫度監(jiān)測(cè)計(jì)不適用于研究堆。研究堆堆芯容器的服役溫度在100 t以下，監(jiān)督樣品溫度必須低于10(TC，但樣品和裝置材料的核發(fā)率高達(dá)1.5瓦 /克，同時(shí)反應(yīng)堆內(nèi)空間受到嚴(yán)格限制，因此樣品和裝置的體積應(yīng)盡量減小。樣 品容納裝置必須通透，進(jìn)而使冷卻劑直接流過(guò)樣品表面并盡量降低流動(dòng)阻力。樣 品溫度需在線監(jiān)督，保證樣品溫度不超過(guò)100'C。而目前現(xiàn)有的輻照監(jiān)督裝置無(wú) 法應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種適用于研究堆堆芯容器的結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、體積小的且能夠監(jiān)測(cè)樣品溫度的輻照監(jiān)督裝置，。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種高通量研究堆堆芯容器的輻照監(jiān)督裝置，包括吊環(huán)、樣品支承體、底柵板，關(guān)鍵在于，所述的樣品支承體內(nèi)設(shè)置小尺寸的CT樣品、拉伸樣品和溫度 監(jiān)測(cè)計(jì)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)所述的溫度監(jiān)測(cè)計(jì)的結(jié)構(gòu)為盒蓋脹接在盒體上， 盒體內(nèi)設(shè)置帶有套筒蓋的套筒體，套筒體內(nèi)放入合金錐，盒體內(nèi)抽真空且充入氦 氣。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是通過(guò)在樣品支承體內(nèi)設(shè)置溫度檢 測(cè)計(jì)可以對(duì)樣品溫度進(jìn)行監(jiān)督，同時(shí)能夠監(jiān)測(cè)出支承體內(nèi)樣品的溫度是否超標(biāo)。 同時(shí)該裝置中合金錐外形不易遭受機(jī)械損傷。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，而且樣 品的尺寸小，能很好的滿足空間和核發(fā)熱的要求。盒體內(nèi)抽真空且充入氦氣，改 善了合金堆的導(dǎo)熱。


圖1輻照監(jiān)督樣品容納裝置示意2溫度監(jiān)測(cè)計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖 圖3樣品支承體的立體圖 圖4樣品支承體的俯視圖 圖5CT樣品示意圖 圖6拉伸樣品示意圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述-一種高通量研究堆堆芯容器的輻照監(jiān)督裝置，包括吊環(huán)l、樣品支承體2、 底柵板3，所述的樣品支承體2內(nèi)放置CT樣品、拉伸樣品及溫度監(jiān)測(cè)計(jì)。該溫 度監(jiān)測(cè)計(jì)由盒蓋5和盒體6組成，其中盒蓋5脹接在盒體6上，盒體6內(nèi)設(shè)置帶 有套筒蓋7的套筒體8，套筒體8內(nèi)放入合金9，盒體6和套筒體8內(nèi)抽真空且 充入氦氣，氣壓為0.2MPa。其中，吊環(huán)1與支承體2的榫合處4焊接。底柵板 3通過(guò)埋頭螺釘固定在樣品支承體2上。本實(shí)施例優(yōu)選采用的合金9為錐形合金， 即合金錐9，套筒蓋7帶有錐形凹槽，使其與合金錐9匹配。盒體6、盒蓋5、 套筒體8、套筒蓋7的材質(zhì)為鋁或與被監(jiān)測(cè)的樣品材質(zhì)相同。本發(fā)明中溫度監(jiān)測(cè) 計(jì)可以采用多個(gè)熔點(diǎn)不同的合金9，根據(jù)研究堆的需要，本實(shí)施例采用了熔點(diǎn)為8(TC和10(TC的兩個(gè)合金錐9。
由于受空間和核發(fā)熱的限制，裝置和樣品的體積必須盡可能地減小。監(jiān)督 樣品包括斷裂韌度(Kle)測(cè)試樣品和拉伸樣品。Kk測(cè)試采用緊湊拉伸(CT) 型樣品，它的厚度、寬度和韌帶尺寸是國(guó)際上可查的同類測(cè)試樣品的最小尺寸， 對(duì)于中等強(qiáng)度的鋁材，應(yīng)用相關(guān)的規(guī)范準(zhǔn)則進(jìn)行檢驗(yàn)并經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，這種樣品 尺寸及其測(cè)試結(jié)果有效。拉伸樣品形狀采用圓形，在保障試驗(yàn)結(jié)果有效性和試驗(yàn) 可操作性的前提下，樣品尺寸降至最小。
輻照監(jiān)督裝置中放置1組CT樣品、1組拉伸樣品和1只樣品溫度監(jiān)測(cè)計(jì)。 樣品在裝置中取放自如，同時(shí)防止樣品因冷卻劑流動(dòng)而大幅晃動(dòng)或漏出。樣品之 間留有通道，確保樣品的四面能與流動(dòng)的冷卻劑直接接觸，因此樣品支承體2 除了保留必要的支撐柱和樣品導(dǎo)槽以外全部被掏空，如圖3所示。樣品支承體2 的材料為鋁或與樣品材料相同，具有較強(qiáng)的抗輻照性能和耐腐蝕性能，同時(shí)裝置 的結(jié)構(gòu)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，因?yàn)樽詈笠唤M監(jiān)督樣品要在堆內(nèi)放置二十幾年。裝
置上部設(shè)計(jì)一個(gè)吊環(huán)1，可利用真空抓鉤自如地將裝置放置和取出于輻照孔道。 裝置的安裝步驟如下
(1) 如圖2所示的溫度監(jiān)測(cè)計(jì)，將合金錐9放入套筒體8內(nèi)，蓋上套筒蓋 7，并置入盒體6內(nèi)。然后，抽真空和充氦氣至0.2MPa，蓋上盒蓋5，盒蓋5與 盒體6脹接，同時(shí)檢驗(yàn)氦氣是否漏出。
(2) 將樣品支承體2與吊環(huán)1榫合連接，在榫合處4采用焊接。
(3) 將樣品支承體2倒置(吊環(huán)1在下)，將CT樣品和溫度監(jiān)測(cè)計(jì)裝入如 圖4所示的樣品支承體2中的樣品槽10，拉伸樣品裝入圓孔ll中，蓋上底柵板 3并用埋頭螺釘固定。
當(dāng)建立反應(yīng)堆時(shí)，在接近堆芯容器的輻照孔道中放置6個(gè)輻照監(jiān)督裝置。 當(dāng)反應(yīng)堆試運(yùn)行且在滿功率運(yùn)行一段時(shí)間后，從堆內(nèi)取出一個(gè)輻照監(jiān)督裝置，在 熱室中將裝置的底柵板3去除，倒出樣品和溫度監(jiān)測(cè)計(jì)。將溫度監(jiān)測(cè)計(jì)盒體6(脹 接處)切開(kāi)，取出合金堆9，觀察其尖部和錐體是否變形，若兩個(gè)合金錐9都未 變形，表明在反應(yīng)堆運(yùn)行期間樣品溫度未超過(guò)80'C; —個(gè)合金錐變形另一個(gè)合 金錐未變形，則樣品溫度已超過(guò)80'C但未超過(guò)10(TC; —個(gè)合金錐的錐體熔融變 形，另一個(gè)僅尖部變形，表明樣品溫度已達(dá)到IO(TC，但超過(guò)IO(TC的量不多或在此溫度停留時(shí)間很短；假若兩個(gè)合金錐都熔融坍塌，表明樣品溫度曾經(jīng)超過(guò) IO(TC，而且超過(guò)量較大。前兩種情況正常，監(jiān)督樣品有效；第三種情況監(jiān)督樣 品可用，但對(duì)測(cè)試結(jié)果要進(jìn)行分析；第四種情況表明樣品性能已經(jīng)變化，不可用 于測(cè)試。若遇到第三、四種情況，表明樣品冷卻不充分，需改善樣品冷卻條件(流 速等)。由于超溫，樣品性能已經(jīng)改變，需更新堆內(nèi)所有輻照裝置中樣品和溫度 監(jiān)測(cè)計(jì)。
權(quán)利要求
1. 一種高通量研究堆堆芯容器的輻照監(jiān)督裝置，包括吊環(huán)(1)、樣品支承體(2)、底柵板(3)，其特征在于，所述的樣品支承體(2)內(nèi)設(shè)置CT樣品、拉伸樣品及溫度監(jiān)測(cè)計(jì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高通量研究堆堆芯容器的輻照監(jiān)督裝置，其 特征在于，所述的溫度監(jiān)測(cè)計(jì)包括盒蓋(5)和盒體(6)，盒體(6)內(nèi)設(shè)置帶有 套筒蓋(7)的套筒體(8)，套筒體(8)內(nèi)放入合金(9)，盒體(6)和套筒體(8)內(nèi)抽真空且充入氦氣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高通量研究堆堆芯容器的輻照監(jiān)督裝置，其 特征在于，所述的套筒蓋(7)有錐形凹槽，合金(9)為錐形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高通量研究堆堆芯容器的輻照監(jiān)督裝置，其 特征在于，所述的盒蓋(5)脹接在盒體(6)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高通量研究堆堆芯容器的輻照監(jiān)督裝置，其 特征在于，所述的吊環(huán)(1)榫合在樣品支承體(2)上，榫合處(4)采用焊接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高通量研究堆堆芯容器的輻照監(jiān)督裝置，其 特征在于，所述的底柵板(3)通過(guò)埋頭螺釘與樣品支承體(2)固定。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高通量研究堆堆芯容器的輻照監(jiān)督裝置，其 特征在于，所述的合金錐(9)為兩個(gè)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高通量研究堆堆芯容器的輻照監(jiān)督裝置，其 特征在于，所述的盒體(6)和套筒體(8)內(nèi)氦氣的氣壓為0.2MPa。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高通量研究堆堆芯容器的輻照監(jiān)督裝置，其 特征在于，溫度監(jiān)測(cè)計(jì)的盒體(6)、盒蓋(5)、套筒體(8)、套筒蓋(7)材質(zhì) 為鋁或樣品的材質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高通量研究堆堆芯容器的輻照監(jiān)督裝置，它包括吊環(huán)(1)、樣品支承體(2)、底柵板(3)，其特征在于，所述的樣品支承體(2)內(nèi)設(shè)置小尺寸的CT樣品、拉伸樣品和溫度監(jiān)測(cè)計(jì)。本發(fā)明提供了一種適用于研究堆堆芯容器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、隨堆監(jiān)測(cè)的輻照監(jiān)督裝置。
文檔編號(hào)G01K1/00GK101504355SQ20091011950
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2009年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日
發(fā)明者寧廣勝, 徐遠(yuǎn)超, 石辰蕾 申請(qǐng)人:中國(guó)原子能科學(xué)研究院