專利名稱:熱室輻照后燃料棒氣壓檢漏試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及氣壓檢漏試驗(yàn)裝置，特別是涉及一種對(duì)輻照后燃料棒進(jìn)行氣壓檢漏的裝置，安裝在強(qiáng)放射性環(huán)境熱室內(nèi)使用，所有操作均采用機(jī)械手在熱室內(nèi)完成。
背景技術(shù)：
燃料棒是核反應(yīng)堆的核心部件，燃料棒的氣密性直接關(guān)系到反應(yīng)堆的安全運(yùn)行，是防止裂變產(chǎn)物外泄的第一道安全屏障。盡管燃料棒出廠時(shí)，已開展了低壓下的氣壓檢漏和氦質(zhì)譜檢漏，但由于燃料棒在非常苛刻的工況下運(yùn)行，須經(jīng)受起、停堆的冷卻劑沖擊、高溫、高壓、中子輻照、腐蝕和PCI作用，存在于原材料與焊縫中的一些微小缺陷有可能發(fā)生擴(kuò)展，嚴(yán)重時(shí)甚至貫穿包殼或焊縫，冷卻劑滲入與燃料芯體發(fā)生鈾-水反應(yīng)，導(dǎo)致異常事件或事故的發(fā)生。因此，開展輻照后燃料棒包殼、上下端塞、堵孔焊和環(huán)焊縫的氣密性試驗(yàn)，特 別是對(duì)發(fā)生事故的燃料棒氣密性的檢查具有非常重要的意義。
國(guó)內(nèi)外主要在燃料棒制造過程中注重質(zhì)量控制和檢驗(yàn)，所用的氣壓檢漏裝置壓力較低。輻照后燃料棒具有強(qiáng)放射性，實(shí)施氣泡法檢漏主要利用密封箱體，將燃料棒置于箱體內(nèi)液體中，采用加熱或抽真空的方式改變?nèi)剂习魞?nèi)外壓差以達(dá)到檢漏目的。受汽化點(diǎn)和泡和蒸汽壓的限制，這兩種方式產(chǎn)生的最大壓差均低于O. 2MPa。因此，需研制一種新型的可產(chǎn)生較高壓差的氣壓檢漏試驗(yàn)裝置。。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能在強(qiáng)放射性環(huán)境下對(duì)輻照后燃料棒進(jìn)行較高壓力的氣壓檢漏試驗(yàn)裝置，該裝置全部操作采用機(jī)械手完成。
本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)方案如下熱室輻照后燃料棒氣壓檢漏試驗(yàn)裝置，包括沖壓裝置，其沖壓裝置包括與燃料棒連接的燃料棒彈性固定支架和密封頭，所述密封頭包括密封體、以及密封圈、墊環(huán)、密封手柄、底座，密封體的側(cè)面開有一個(gè)側(cè)面開口，其密封圈、墊環(huán)、密封手柄安裝在該側(cè)面開口內(nèi)，密封體的頂部開有一個(gè)頂部開口，該頂部開口連接有氦氣瓶，所述密封體通過密封手柄與燃料棒連接。
還包括檢漏槽，所述燃料棒彈性固定支架固定安裝在檢漏槽的內(nèi)凹槽，所述檢漏槽的內(nèi)側(cè)面貼附有防護(hù)墊。
還包括殼體屏蔽墻，殼體屏蔽墻外側(cè)為熱室前區(qū)，殼體屏蔽墻內(nèi)側(cè)為熱室，檢漏槽放置在熱室，密封頭放置在熱室前區(qū)。
還包括放置在熱室前區(qū)的氦質(zhì)譜檢漏儀，所述氦質(zhì)譜檢漏儀通過檢測(cè)管線貫穿殼體屏蔽墻后連接有吸槍，所述吸槍放置在熱室。
還包括放置在熱室的視頻監(jiān)視攝像頭。
所述氦氣瓶的開口處設(shè)置有減壓閥，減壓閥連接有氣壓表，所述減壓閥通過管道與密封頭導(dǎo)通。
基于上述描述，可以看出，本實(shí)用新型一種用于對(duì)輻照后燃料棒進(jìn)行氣壓檢漏的試驗(yàn)裝置，主要由檢漏槽、密封頭、攝像機(jī)、氦質(zhì)譜檢漏儀、氦氣瓶等部件組成。所述檢漏槽包括與燃料棒彈性固定支架連接的箱體。所述箱體是密封頭、燃料棒彈性固定支架和燃料棒的支撐平臺(tái)，所述彈性固定支架用于保護(hù)性固定燃料棒；所述密封頭由密封體、密封圈、墊環(huán)、密封手柄和底座組成，所述密封體有兩個(gè)開口，一個(gè)開口用于安裝密封圈、墊環(huán)和密封手柄，用于對(duì)燃料棒的密封，另一個(gè)開口用于連接氦氣瓶；所述底座是整個(gè)密封頭的支撐部件；所述攝像機(jī)是氣壓試驗(yàn)的檢測(cè)設(shè)備，數(shù)量根據(jù)燃料棒的長(zhǎng)度確定；所述氦質(zhì)譜檢漏儀是氣壓試驗(yàn)的檢測(cè)設(shè)備，由主機(jī)和吸槍組成。所述主機(jī)置于熱室前區(qū)，所述吸槍置于熱室殼體內(nèi)，用機(jī)械手進(jìn)行操作；所述氦氣瓶由氣瓶、減壓閥和壓力表組成。所述裝置安裝于強(qiáng)放射性環(huán)境，如熱室殼體內(nèi)。所述裝置的操作均采用機(jī)械手完成。所述裝置進(jìn)行氣壓檢漏試驗(yàn)所用示蹤介質(zhì)為惰性氣體氦，化學(xué)分子式為He。所述裝置氣壓檢漏 試驗(yàn)觀察方式采用視頻監(jiān)視法和氦氣監(jiān)測(cè)法相結(jié)合的方式進(jìn)行。所述視頻監(jiān)視攝像頭放置于熱室殼體內(nèi)，監(jiān)視器置于熱室前區(qū)，兩者通過數(shù)據(jù)線進(jìn)行連接。所述氦氣監(jiān)測(cè)法的吸槍放置于熱室殼體內(nèi)，在熱室內(nèi)通過機(jī)械手進(jìn)行操作，所述氦氣監(jiān)測(cè)法的檢漏儀置于熱室前區(qū)，兩者通過氣管進(jìn)行連接。所述裝置的燃料棒固定方式由彈性支架完成，所述彈性支架由上下兩部分組成，燃料棒接觸部位有橡膠管進(jìn)行保護(hù)。所述裝置采用海綿墊密封方式，防止燃料棒脫落。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于密封頭的密封件采用耐輻射的硅橡膠，多層配合使用；旋轉(zhuǎn)手柄尺寸、操作方式和力道可根據(jù)機(jī)械手實(shí)際操作需要進(jìn)行調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)4MPa的氣體密封。


圖I為本實(shí)用新型所提供的一種輻照后燃料棒氣壓檢漏試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)和原理圖。
圖2為熱室部份結(jié)構(gòu)圖。
圖3為密封頭結(jié)構(gòu)圖。
圖中的標(biāo)號(hào)分別表示為1為防護(hù)墊，2為檢漏槽，3為燃料棒彈性固定支架，4為燃料棒，5為視頻監(jiān)視攝像頭，6為吸槍，7為密封頭，8為氣壓表，9為減壓閥，10為氦氣瓶，11為氦質(zhì)譜檢漏儀，12為殼體屏蔽墻，13為旋轉(zhuǎn)手柄，14為墊環(huán)，15為密封圈。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
如圖1、2、3所示。
本實(shí)用新型氣壓檢漏試驗(yàn)裝置主要由檢漏槽、密封頭、攝像機(jī)、氦質(zhì)譜檢漏儀及氦氣瓶幾部分組成。檢漏槽由箱體和燃料棒彈性固定支架組成，箱體是密封頭、燃料棒彈性固定支架和燃料棒的支撐平臺(tái)，彈性固定支架用于固定和保護(hù)燃料棒；密封頭由密封體、密封圈、墊環(huán)、密封手柄和底座組成；密封體有兩個(gè)開口，一個(gè)開口用于安裝密封圈、墊環(huán)和密封手柄，實(shí)現(xiàn)對(duì)燃料棒的密封，另一個(gè)開口用于連接氦氣瓶；底座是整個(gè)密封頭的支撐部件；攝像機(jī)是氣壓試驗(yàn)的檢測(cè)設(shè)備，根據(jù)燃料棒的長(zhǎng)度確定其數(shù)量；氦質(zhì)譜檢漏儀是氣壓試驗(yàn)的檢測(cè)設(shè)備，由主機(jī)和吸槍組成，主機(jī)置于熱室前區(qū)，吸槍置于熱室殼體內(nèi)，用機(jī)械手進(jìn)行操作；氦氣瓶由氣瓶、減壓閥和壓力表組成。
密封頭的密封件采用耐輻射的硅橡膠，多層配合使用；旋轉(zhuǎn)手柄尺寸、操作方式和力道可根據(jù)機(jī)械手實(shí)際操作需要進(jìn)行調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)4MPa的氣體密封。
示蹤介質(zhì)采用目前可用的惰性氣體氦。
泄漏監(jiān)測(cè)采用視頻監(jiān)視和氦檢漏儀檢測(cè)兩種相結(jié)合的方式。其中視頻監(jiān)視所用攝像頭的數(shù)量根據(jù)其放大倍數(shù)和有效觀察范圍進(jìn)行配置，一般400_長(zhǎng)度范圍內(nèi)安裝一個(gè)攝像頭；氦質(zhì)譜檢測(cè)靈敏度高于2X 10_7Pa · m3/s0
下圖結(jié)合上述附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
本實(shí)用新型裝置包括檢漏槽、密封頭、攝像機(jī)、氦質(zhì)譜檢漏儀和氦氣瓶。
檢漏槽2包括箱體和燃料棒彈性固定支架3，是緩沖墊I、密封頭7、燃料棒彈性固定支架3和燃料棒4的支撐平臺(tái)。燃料棒彈性固定支架3按一定高度和間隔分布在箱體上， 密封頭7裝配完后安放在箱體底板上，底板上加工有安裝螺孔。緩沖墊I安裝固定在與密封頭7相對(duì)的一側(cè)。
彈性固定支架3用于固定及保護(hù)燃料棒，由上下兩部分組成。下部分用于支撐燃料棒4，上部分用于壓緊燃料棒4，上下兩部分與燃料棒4相接觸處均套有柔性橡膠管。
密封頭7由密封體、密封圈15、墊環(huán)14、密封手柄13和底座組成。密封體有兩個(gè)開口，一個(gè)開口位于側(cè)面用于安裝密封圈15、墊環(huán)14和密封手柄13，用于對(duì)燃料棒的密封；另一個(gè)開口位于頂部，用于連接氦氣瓶10。
攝像機(jī)5是氣壓試驗(yàn)的視頻監(jiān)視設(shè)備，使用數(shù)量根據(jù)燃料棒的長(zhǎng)度確定，通過數(shù)據(jù)線與前區(qū)監(jiān)視器相連。
氦質(zhì)譜檢漏儀11是氣壓試驗(yàn)的檢測(cè)設(shè)備，由主機(jī)和吸槍6組成，主機(jī)置于熱室前區(qū)，吸槍6置于熱室殼體內(nèi)，吸槍6和氦質(zhì)譜檢漏儀11通過氣管連接。
氦氣瓶10由氣瓶、減壓閥9和壓力表8組成。
氣壓檢漏試驗(yàn)根據(jù)監(jiān)視方式不同分為兩種，一種是采用攝像機(jī)5監(jiān)視，一種采用氦質(zhì)譜檢漏儀11進(jìn)行氦氣監(jiān)測(cè)。第一種方式，燃料棒4密封后，在檢漏槽內(nèi)放入去離子水并淹沒燃料棒，通過調(diào)節(jié)閥9加壓，通過視頻監(jiān)視檢漏槽2中燃料棒4冒泡現(xiàn)象，由視頻線傳輸?shù)角皡^(qū)顯示器上進(jìn)行采集。第二種方式，燃料棒4密封后，通過調(diào)節(jié)閥9加壓，用機(jī)械手夾持吸槍6沿燃料棒4移動(dòng)，氦質(zhì)譜檢漏儀通過對(duì)氣管內(nèi)的氣體進(jìn)行質(zhì)譜分析可獲取燃料棒的泄漏情況。
如上所述，則能很好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
權(quán)利要求
1.熱室輻照后燃料棒氣壓檢漏試驗(yàn)裝置，其特征在于包括沖壓裝置，其沖壓裝置包括與燃料棒(4)連接的燃料棒彈性固定支架(3)和密封頭(7)，所述密封頭包括密封體、以及密封圈(15)、墊環(huán)(14)、密封手柄(13)、底座，密封體的側(cè)面開有一個(gè)側(cè)面開口，其密封圈(15)、墊環(huán)(14)、密封手柄安裝在該側(cè)面開口內(nèi)，密封體的頂部開有一個(gè)頂部開口，該頂部開口連接有氦氣瓶(10)，所述密封體通過密封手柄(13)與燃料棒(4)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的熱室輻照后燃料棒氣壓檢漏試驗(yàn)裝置，其特征在于還包括檢漏槽(2)，所述燃料棒彈性固定支架固定安裝在檢漏槽的內(nèi)凹槽，所述檢漏槽(2)的內(nèi)側(cè)面貼附有防護(hù)墊(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的熱室輻照后燃料棒氣壓檢漏試驗(yàn)裝置，其特征在于還包括殼體屏蔽墻(12)，殼體屏蔽墻外側(cè)為熱室前區(qū)，殼體屏蔽墻內(nèi)側(cè)為熱室，檢漏槽(2)放置在熱室，密封頭(7)放置在熱室前區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的熱室輻照后燃料棒氣壓檢漏試驗(yàn)裝置，其特征在于還包括放置在熱室前區(qū)的氦質(zhì)譜檢漏儀(11 )，所述氦質(zhì)譜檢漏儀通過檢測(cè)管線貫穿殼體屏蔽墻后連接有吸槍(6 )，所述吸槍放置在熱室。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的熱室輻照后燃料棒氣壓檢漏試驗(yàn)裝置，其特征在于還包括放置在熱室的視頻監(jiān)視攝像頭(5 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1-5中任意一項(xiàng)所述的熱室輻照后燃料棒氣壓檢漏試驗(yàn)裝置，其特征在于所述氦氣瓶的開口處設(shè)置有減壓閥(9)，減壓閥連接有氣壓表(8)，所述減壓閥通過管道與密封頭導(dǎo)通。
專利摘要
本實(shí)用新型熱室輻照后燃料棒氣壓檢漏試驗(yàn)裝置，包括沖壓裝置，其沖壓裝置包括與燃料棒連接的燃料棒彈性固定支架和密封頭，所述密封頭包括密封體、以及密封圈、墊環(huán)、密封手柄、底座，密封體的側(cè)面開有一個(gè)側(cè)面開口，其密封圈、墊環(huán)、密封手柄安裝在該側(cè)面開口內(nèi)，密封體的頂部開有一個(gè)頂部開口，該頂部開口連接有氦氣瓶，所述密封體通過密封手柄與燃料棒連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于密封頭的密封件采用耐輻射的硅橡膠，多層配合使用；旋轉(zhuǎn)手柄尺寸、操作方式和力道可根據(jù)機(jī)械手實(shí)際操作需要進(jìn)行調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)4MPa的氣體密封。
文檔編號(hào)G21C17/07GKCN202711724SQ201220440327
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年8月31日
發(fā)明者江林志, 郭成明, 陳軍, 唐洪奎, 李文鈺, 任亮, 顧劍濤, 吳擁軍 申請(qǐng)人:中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan