CN114203318A - 一种核燃料辐照考验段装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核燃料辐照考验段装置，包括外管，外管的上端同轴套接有上接头，下端同轴套接有下接头，所述上接头用于与辐照装置段连接，下接头用于插入堆芯的栅格板中，上接头与下接头之间外管内从上至下依次同轴设置有多个夹块组件，夹块组件内设置有用于同轴安装燃料组合件的卡槽和允许冷却水通过的通槽。本发明采用轴向堆叠的方式设置多个夹块组件，可以同时装配多组燃料，这样的结构能够提高燃料组件的装载量，同时夹块组件采用框架式结构，为冷却水的通过提供了足够的空间。
Description
技术领域
本发明涉及堆燃料辐照技术领域，具体而言，涉及一种核燃料辐照考验段装置。
背景技术
核燃料的开发研究需要一个漫长的周期，核燃料堆内辐照考验作为核燃料开发研究的一个非常关键的环节，辐照考验试验设计的优劣将决定新型燃料研究开发的进程。我国进行的各种核材料和核燃料辐照考验，都需要将待辐照燃料装载在辐照装置中在堆内完成考验。为真实反映将来实际运行环境的燃料行为，需要针对辐照试验的条件要求，设计相应的燃料辐照装置。
目前，核燃料在研究试验堆内辐照考验需布置在相应的辐照考验装置内。根据辐照方法分类，辐照考验装置分为回路辐照考验装置和带辐照罐的辐照考验装置。通常回路辐照考验装置应用于需进行强化冷却的辐照考验，带辐照罐的辐照考验装置应用于低释热的辐照考验。然而由于成本、周期以及辐照设施等因素的限制，一般采用带辐照罐的辐照考验装置进行核燃料辐照考验。本发明针对燃料辐照试验的要求，设计了一种在压力壳型研究试验堆内进行核燃料辐照考验的燃料辐照装置的辐照考验段装置。
有鉴于此，特提出本申请。
发明内容
本发明目的在于提供一种新的核燃料辐照考验段装置，用来装载燃料组合件，在堆内完成试验要求的辐照任务；同时在完成燃料堆内辐照考验时，能够利用一回路水对燃料组合件进行冷却，并达到试验要求的燃料辐照温度。
本发明通过下述技术方案实现：
一种核燃料辐照考验段装置，包括外管，外管的上端同轴套接有上接头，下端同轴套接有下接头，所述上接头用于与辐照装置段连接，下接头用于插入堆芯的栅格板中，上接头与下接头之间外管内从上至下依次同轴设置有多个夹块组件，夹块组件内设置有用于同轴安装燃料组合件的卡槽和允许冷却水通过的通槽。
本发明采用轴向堆叠的方式设置多个夹块组件，可以同时装配多组燃料，这样的结构能够提高燃料组件的装载量，同时夹块组件采用框架式结构，为冷却水的通过提供了足够的空间。
本发明的下接头主要起到截流的作用，用于保证外管内部能够具有一定的蓄水量，使一回路水可以浸没燃料组合件；上接头为开放式结构，可以与流量调控系统，参数监测系统组合，完成可控性操作，从而可以结合不同类型的辐照装置段完成燃料的辐照考验任务。
进一步的，最上端夹块组件的上端设置有上夹板，最下端夹块组件的下端设置有下夹板，上夹板、下夹板与夹块组件接触的端面上设置有用于固定燃料组合件端部的固定槽，且上夹板、下夹板均开设有允许冷却水通过的通孔；相邻两个夹块组件之间设置有夹板，夹板的两侧面上均设置有用于固定燃料组合件端部的固定槽，夹板上也开设有允许冷却水通过的通孔。
本发明在夹块组件端部及两者之间设置上夹板、夹板和下夹板，燃料组合件安装夹块组件中的同时，端部能够卡在上夹板、夹板和下夹板上的固定槽内，可以保证夹块组件之间不会相互旋转错位，提高构件的稳定性，从而使轴向方向上的燃料组合件保持在同一平面内，方便堆内阴阳面辐照。
进一步的，上夹板与上接头之间设置有上隔管，下夹板与下接头之间依次设有下隔管和混合器。
进一步的，所述夹块组件包括两个上夹块和两个下夹块，上夹块和下夹块的结构相同且均为半圆柱体，两个上夹块和两个下夹块对接后形成内部具有空腔的柱体，柱体的高度与燃料组合件的长度相同。
本发明的夹块组件由四部分组成，从而保证辐照后燃料组合件可以从夹块组件中顺利取出，避免辐照后燃料组合件难以从夹块中取出的情况；上夹块上加工有半圆形凹槽，下夹块上加工有与上夹块对接的半圆形凸起，可以保证上夹块与下夹块之间的相互位置，避免两者发生错位。
进一步的，混合器开设有三组环形孔，能够稳定水流，避免一回路水流过混合器时出现紊流，使辐照试验段在堆内发生晃动。
进一步的，所述夹块组件至少有五个，夹块组件内的卡槽设置有两组，能够用于安装两个燃料组合件，可以至少装配10组燃料，装载量较以往装置提高。
进一步的，夹块组件上加工有热电偶通孔，其内安装热电偶，能够用于检测考验段进出口的水温，测得温差，进而计算热功率。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明实施例提供的一种核燃料辐照考验段装置，采用轴向堆叠的方式设置多个夹块组件，可以同时装配多组燃料，这样的结构能够提高燃料组件的装载量，同时夹块组件采用框架式结构，为冷却水的通过提供了足够的空间；
2、本发明实施例提供的一种核燃料辐照考验段装置，在夹块组件端部及两者之间设置上夹板、夹板和下夹板，能够将燃料组合件端部卡在上夹板、夹板和下夹板上的固定槽内，可以保证夹块组件之间不会相互旋转错位，提高构件的稳定性，从而使轴向方向上的燃料组合件保持在同一平面内，方便堆内阴阳面辐照；
3、本发明实施例提供的一种核燃料辐照考验段装置，夹块组件由四部分组成，为辐照后燃料组合件的顺利取出提供保证，避免辐照后燃料组合件无法从夹块中取出。同时，上夹块和下夹块分别加工安装凹槽和凸起，保证夹块之间的相互位置，避免错位。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的夹块组件俯视图；
图3为本发明实施例提供的A-A截面示意图；
图4为本发明实施例提供的上夹块结构示意图；
图5为本发明实施例提供的夹板结构示意图；
图6为本发明实施例提供的下夹板结构示意图；
图7为本发明实施例提供的上夹板结构示意图。
附图标记及对应零部件名称：
1-上接头，2-外管，3-上隔管，4-上夹板，5-燃料组合件，6-夹板，7-夹块组件，71-上夹块，72-下夹块，8-下夹板，9-下隔管，10-混合器，11-下接头，12-卡槽，13-通槽。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1
如图1-图7所示，本发明实施例提供的一种核燃料辐照考验段装置，包括上接头1、外管2和下接头11，所述的外管2下端连接下接头11，上接头1同轴套装在外管2上端，上接头1、外管2和下接头11在外管2内形成一个空间。在外管2内，上接头1下端安装上隔管3，紧挨上隔管3安装上夹板4，5个夹块组件7同轴堆叠在外管2内，相邻两个夹块组件7之间安装夹板6，最后一层夹块组件7底端安装下夹板8，在下夹板8与下接头11之间依次安装下隔管9和混合器10，燃料组合件5两两为一组安装在夹块组件7内。
为了方便辐照后燃料组合件的顺利取出，上述的夹块组件7由两个上夹块71和两个下夹块72组成，上夹块和下夹块上设置有用于安装燃料组合件5的卡槽12和允许冷却水通过的通槽13；两个上夹块71对接成具有空腔的柱体，两个下夹块72也对接成具有空腔的柱体，然后两个柱体轴向对接，组合成夹块组件7。
优选的，为了保证夹块组件之间不会相互旋转错位，提高构件的稳定性，上夹板4、夹板6和下夹板8加工有固定燃料组合件5的固定槽，并加工有冷却水通孔，使燃料组合件端部能够卡在上夹板、夹板和下夹板上的固定槽内，从而保证轴向方向上的燃料组合件保持在同一平面内，方便堆内阴阳面辐照。
优选的，上夹板、夹板和下夹板上的四周加工有定位键，从而实现上夹板、夹板和下夹板与外管之间的相对固定，避免夹块组件以及夹板构成的整体结构相对于外管转动。
优选的，为了保证夹块之间的相互位置，避免错位，上夹块71上加工有与下夹块72对接的半圆形凹槽，下夹块72上加工有与上夹块71对接的半圆形凸起，上夹块71和下夹块72上加工有热电偶通孔。
实施例2
本发明实施例提供的一种核燃料辐照考验段装置，用来装载燃料组件，承载待辐照的新型燃料在堆内辐照，本装置在使用时通常结合辐照装置段共同完成辐照任务；
为了保证顺利入堆，在组装过程中，监测上接头、外筒和下接头三者的同轴度，并且要保证最大外径不能超过孔道内径，完成组装后，本装置处于堆芯，下接头插入堆芯的栅格板中，上端为开放式接口，装置段的端口为筒形结构同本发明的上接头间隙配合，沿上接头向下，直至与外管对接，完成安装。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种核燃料辐照考验段装置，其特征在于，包括外管(2)，外管(2)的上端同轴套接有上接头(1)，下端同轴套接有下接头(11)，所述上接头(1)用于与辐照装置段连接，下接头(11)用于插入堆芯的栅格板中，上接头(1)与下接头(11)之间外管(2)内从上至下依次同轴设置有多个夹块组件(7)，夹块组件(7)内设置有用于同轴安装燃料组合件(5)的卡槽(12)和允许冷却水通过的通槽(13)。
2.根据权利要求1所述的核燃料辐照考验段装置，其特征在于，最上端夹块组件(7)的上端设置有上夹板(4)，最下端夹块组件(7)的下端设置有下夹板(8)，上夹板(4)、下夹板(8)与夹块组件(7)接触的端面上设置有用于固定燃料组合件(5)端部的固定槽，且上夹板(4)、下夹板(8)均开设有允许冷却水通过的通孔。
3.根据权利要求1所述的核燃料辐照考验段装置，其特征在于，相邻两个夹块组件(7)之间设置有夹板(6)，夹板(6)的两侧面上均设置有用于固定燃料组合件(5)端部的固定槽，夹板(6)上也开设有允许冷却水通过的通孔。
4.根据权利要求2所述的核燃料辐照考验段装置，其特征在于，上夹板(4)与上接头(1)之间设置有上隔管(3)，下夹板(8)与下接头(11)之间依次设有下隔管(9)和混合器(10)。
5.根据权利要求1所述的核燃料辐照考验段装置，其特征在于，所述夹块组件(7)包括两个上夹块(71)和两个下夹块(72)，上夹块(71)和下夹块(72)的结构相同且均为半圆柱体，两个上夹块(71)和两个下夹块(72)对接后形成内部具有空腔的柱体，柱体的高度与燃料组合件(5)的长度相同。
6.根据权利要求4所述的核燃料辐照考验段装置，其特征在于，混合器(10)开设有三组环形孔。
7.根据权利要求1所述的核燃料辐照考验段装置，其特征在于，夹块组件(7)内的卡槽设置有两组，能够用于安装两个燃料组合件(5)。
8.根据权利要求5所述的核燃料辐照考验段装置，其特征在于，上夹块(71)上加工有半圆形凹槽，下夹块(72)上加工有与上夹块(71)对接的半圆形凸起。
9.根据权利要求1所述的核燃料辐照考验段装置，其特征在于，所述夹块组件(7)至少有五个。
10.根据权利要求1所述的核燃料辐照考验段装置，其特征在于，夹块组件(7)上加工有热电偶通孔。
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