專利名稱:一次中子源棒裝料水桶式防護(hù)裝置的制作方法
次中子源棒裝料水桶式防護(hù)裝置技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種核技術(shù)應(yīng)用裝置，具體涉及一種一次中子源棒裝料水桶 式防護(hù)裝置。
技術(shù)背景一次中子源棒是壓水堆核電站初始堆芯物理啟動的關(guān)鍵部件。裝有含锎-252物質(zhì)的一次中子源棒中子發(fā)射率為(反應(yīng)堆啟動時(shí))8X108n/s，屬于強(qiáng)中子源。 一次中子源棒需要在熱室或?qū)Ｓ弥凶悠帘畏雷o(hù)裝置內(nèi)進(jìn)行上端塞 密封焊接。普通的熱室或者專用的屏蔽防護(hù)裝置通常結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，使用不方便， 因此需要研制一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便且能滿足使用要求的中子源棒裝料水 桶式防護(hù)裝置。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種結(jié)構(gòu)簡單使用方便的有效中子屏蔽，可安裝 一次中子源組件，可作為裝源和焊接工作平臺的一次中子源棒裝料水桶式防 護(hù)裝置。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的， 一次中子源棒裝料水桶式防護(hù)裝置，其中，它包 括圓筒狀的屏蔽水桶，屏蔽水桶的上端蓋密閉，上端蓋上設(shè)有工裝裝置，工 裝裝置包括設(shè)有孔洞的底板，底板上設(shè)有支架，所述的屏蔽水桶內(nèi)裝有普通 除鹽水。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，由于本發(fā)明采用普通除鹽水作屏蔽材料，由圓形不銹 鋼水桶、工作平臺、工裝裝置等組成因此本裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。本裝 置除了中子屏蔽功能外還能作為裝源和焊接工作平臺，可安裝一次中子源組 件。


圖1為本實(shí)用新型所提供的一次中子源棒裝料水桶式防護(hù)裝置示意圖。 圖中，l屏蔽水桶，2工裝裝置，3—次中子源。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括圓筒狀的屏蔽水桶1，屏蔽水桶1的上端蓋密閉，上端蓋上設(shè)有工裝裝置2，工裝裝置包括設(shè)有孔洞的底板，底板上 設(shè)有支架，所述的屏蔽水桶1內(nèi)裝有普通除鹽水。 一次中子源棒可以穿過工 裝裝置2底板上的孔洞，進(jìn)入屏蔽水桶1， 一次中子源棒的上端可以掛在工 裝裝置2的支架上。秦山核電二期工程根據(jù)當(dāng)時(shí)工程建設(shè)實(shí)際情況，首次采用了在核電站燃 料廠房進(jìn)行一次中子源棒立式密封焊接上端塞工藝。要安全順利實(shí)現(xiàn)一次中 子源棒上端塞立式密封焊接，必須研制一套完整有效的中子屏蔽裝置。在國內(nèi)外沒有此項(xiàng)工程經(jīng)驗(yàn)借鑒的情況下，秦山核電二期工程首次研制 成功了中子屏蔽防護(hù)裝置， 一次中子源棒裝料水桶式防護(hù)裝置，該裝置用普 通除鹽水作屏蔽材料，由直徑1.5米，高3.85米圓形不銹鋼水桶、工作平臺、 工裝裝置等組成。該裝置除了中子屏蔽功能外，中子屏蔽方式方法、裝置結(jié) 構(gòu)、功能等均與常規(guī)熱室不同，屬國際國內(nèi)首創(chuàng)。它具有以下主要功能1) 有效中子屏蔽；2) 可安裝固定焊好下端塞的一次中子源棒包殼管空管；3) 可作為裝源和焊接工作平臺；4) 可安裝一次中子源組件。一次中子源棒裝料水桶式防護(hù)裝置的研制成功，很好地解決了在電站燃 料廠房進(jìn)行一次中子源棒上端塞密封焊接中子屏蔽這一工程技術(shù)難題。一次中子源棒裝料水桶式防護(hù)裝置，它包括屏蔽水桶1，屏蔽水桶1的 上端蓋密閉且設(shè)有工裝裝置2，屏蔽水桶1內(nèi)安裝有一次中子源3。所述的屏 蔽水桶1內(nèi)裝有普通除鹽水。秦山核電二期工程是我國自主設(shè)計(jì)、自主建造的第一座大型壓水堆商用 核電站，根據(jù)堆芯設(shè)計(jì)要求，初始堆芯首次物理啟動采用一次中子源(含锎 -252物質(zhì))使反應(yīng)堆安全達(dá)臨界。 一次中子源中子發(fā)射率為(反應(yīng)堆啟動時(shí)): 8X108n/s，屬于強(qiáng)中子源。 一次中子源必須制作成一次中子源棒并組裝到一 次中子源組件才能將其配插到燃料組件內(nèi)裝入反應(yīng)堆堆芯使用。國內(nèi)外同類型核電站初始堆芯啟動用 一次中子源棒制作均采用在制造廠 熱室將含锎-252物質(zhì)的一次中子源倒入一次中子源棒包殼管、密封焊接一次中子源棒、將一次中子源棒用專用運(yùn)輸容器運(yùn)至電站現(xiàn)場燃料廠房與一次中 子源組件裝配。秦山核電二期工程當(dāng)時(shí)國內(nèi)沒有上述可直接供該型號一次中 子源棒的制作與組裝的熱室和一次中子源棒專用運(yùn)輸容器。為保證秦山核電 二期工程初始堆芯按計(jì)劃臨界、并網(wǎng)發(fā)電和節(jié)約工程投資，科研人員充分利 用電站燃料廠房條件，在電站燃料廠房進(jìn)行制作一次中子源棒，將一次中子 源倒入焊好下端塞的一次中子源包殼管內(nèi)、完成一次中子源棒裝配、上端塞 密封焊接。為了有效屏蔽中子輻射，減少工作人員受照劑量，必須研制一套 中子屏蔽裝置和工裝裝置，以實(shí)現(xiàn)一次中子源棒上端塞立式密封焊接、 一次 中子源棒組裝。一次中子源棒裝料水桶式防護(hù)裝置整體結(jié)構(gòu)為直徑1.5米，高3.85米圓 形水桶式不銹鋼結(jié)構(gòu)。該裝置設(shè)計(jì)應(yīng)具有以下主要功能1) 中子屏蔽裝入中子源后，裝置周圍空間中子劑量率符合要求；2) 固定安裝焊好下端塞的一次中子源棒包殼管空管；3) 作為裝源和焊接工作平臺；4) 可安裝一次中子源組件；5) 注水、排水方便；因?yàn)樗?、石蠟、乙烯等輕質(zhì)材料是較好的中子屏蔽材料，因水屏蔽更容 易實(shí)現(xiàn)且屏蔽均勻，考慮保持一次中子源包殼管表面清潔，因此選擇除鹽水 作為該裝置屏蔽材料。通過計(jì)算，經(jīng)過該裝置0.7米水層屏蔽后，水桶外壁中子n+ Y劑量率為 0.084 mSv/hr。因此防護(hù)裝置水桶設(shè)計(jì)成直徑1.5米，高3.85米圓形水桶式完 全可以滿足有效屏蔽要求。主要材料規(guī)格水桶本體0Crl8Nil0Ti板材，厚度6mm 工裝裝置0Crl8M10Ti適用標(biāo)準(zhǔn)GB983-1995《不銹鋼焊條》，GB4237-1992《不銹鋼熱軋鋼板》質(zhì)量檢驗(yàn)要求外觀、尺寸符合設(shè)計(jì)要求；焊縫X射線探傷檢驗(yàn)并合格； 桶體滲漏試驗(yàn)并合格； 裝置清潔度檢查并合格。 該裝置采用公路運(yùn)輸，并遵循GB/T13384標(biāo)準(zhǔn)。該裝置運(yùn)抵核電站燃料廠房并吊裝就位于乏燃料裝載井內(nèi)。利用燃料廠 房除鹽水系統(tǒng)將水桶充滿除鹽水(約6.8立方米)，待用。安裝調(diào)試完成可固定一次中子源棒包殼管和一次中子源組件的工裝裝 置，待用。該裝置中子屏蔽有效，裝入中子源后，中子源裝入該裝置經(jīng)0.7米水層 屏蔽后，中子劑量率由在離中子源1米處的22.8mSv/h減少到0.031mSv/h，中子劑量率減少了 735倍。為在電站燃料廠房進(jìn)行一次中子源棒焊接的工作 人員創(chuàng)造了良好的工作條件。該裝置已成功地應(yīng)用于秦山核電二期工程l、 2 號機(jī)組初始堆芯一次中子源棒在核電站燃料廠房制作。秦山核電二期擴(kuò)建工 程3 、 4號機(jī)組也將采用該裝置在電站現(xiàn)場制作初始堆芯一次中子源棒。該裝置已成功地應(yīng)用于秦山核電二期工程1、 2號機(jī)組初始堆芯一次中子 源棒在核電站燃料廠房制作，實(shí)現(xiàn)了工程驗(yàn)證，實(shí)踐證明該裝置是安全可靠 的。秦山核電二期擴(kuò)建工程3、 4號機(jī)組也將采用該裝置在電站現(xiàn)場制作初始 堆芯一次中子源棒。在該裝置研發(fā)和實(shí)施過程中還形成了一整套工藝技術(shù)文 件，這些工藝技術(shù)也可應(yīng)用于其它在建核電站。為了實(shí)現(xiàn)秦山核電二期工程在電站燃料廠房進(jìn)行一次中子源棒立式密封 焊接的工程設(shè)計(jì)要求，本發(fā)明研制出的了具有以下主要功能的一次中子源棒 裝料水桶式防護(hù)裝置1) 中子屏蔽能力裝入中子源后，裝置周圍空間中子劑量接近空氣本底 水平；2) 可固定安裝焊好下端塞的一次中子源棒包殼管空管；3) 可作為裝源和焊接工作平臺；4) 可安裝一次中子源組件。該裝置用普通除鹽水作屏蔽材料，由直徑1.5米，高3.85米圓形不銹鋼 水桶、工作平臺、工裝裝置等組成。在該裝置上可安全地完成一次中子源包 殼管固定、 一次中子源裝管、 一次中子源棒上端塞密封立式焊接、 一次中子源棒與一次中子源組件裝配、 一次中子源棒螺母與銷釘點(diǎn)焊等工藝，并為進(jìn) 行一次中子源棒焊接的工作人員創(chuàng)造了良好的工作條件。
權(quán)利要求
1.一次中子源棒裝料水桶式防護(hù)裝置，其特征在于它包括圓筒狀的屏蔽水桶(1)，屏蔽水桶(1)的上端蓋密閉，上端蓋上設(shè)有工裝裝置(2)，工裝裝置(2)包括設(shè)有孔洞的底板，底板上設(shè)有支架，所述的屏蔽水桶(1)內(nèi)裝有普通除鹽水。
專利摘要
本實(shí)用新型屬于一種核技術(shù)應(yīng)用裝置，具體涉及一種一次中子源棒裝料水桶式防護(hù)裝置。一次中子源棒裝料水桶式防護(hù)裝置，其中，它包括圓筒狀的屏蔽水桶，屏蔽水桶的上端蓋密閉，上端蓋上設(shè)有工裝裝置，工裝裝置包括設(shè)有孔洞的底板，底板上設(shè)有支架，所述的屏蔽水桶內(nèi)裝有普通除鹽水。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，由于本實(shí)用新型采用普通除鹽水作屏蔽材料，由圓形不銹鋼水桶、工作平臺、工裝裝置等組成，因此本裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。本裝置除了中子屏蔽功能外還能作為裝源和焊接工作平臺，可安裝一次中子源組件。
文檔編號G21C3/00GKCN201166993SQ200820005378
公開日2008年12月17日 申請日期2008年3月13日
發(fā)明者何明智, 劉金祥, 張興田, 張生勝, 李江連, 董正平, 鄧志新, 涇 雍 申請人:核電秦山聯(lián)營有限公司;中國同位素公司;中國核動力研究設(shè)計(jì)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan