CN115541132A - 一种mox燃料棒的氦检漏装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种MOX燃料棒的氦检漏装置，包括手套箱、转运小车、炉体、以及检测单元，所述手套箱包括上料手套箱和下料手套箱，所述炉体与所述上料手套箱、所述下料手套箱分别密封相连，所述转运小车设于上料手套箱内，用于将MOX燃料棒从上料手套箱传输到炉体和下料手套箱；所述检测单元与所述炉体相连，用于在MOX燃料棒传输到炉体内时进行氦检漏。本发明密封性好，可防止燃料棒中的污染物扩散。

Description

一种MOX燃料棒的氦检漏装置

技术领域

本发明属于核工程技术领域，具体涉及一种MOX燃料棒的氦检漏装置。

背景技术

在MOX燃料组件生产过程中，当燃料棒制造完成后，需要在高温情况下对其进行氦检漏操作。由于未经过氦检漏的燃料棒存在泄漏的可能性，且MOX燃料具有高放射性及高毒性，因此需要在封闭的环境中进行操作，而传统的氦检漏装置不具备完全密封操作条件，存在燃料棒中的污染物扩散的风险。此外，传统的氦检漏装置还存在不便于检修等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的以上不足，提供一种MOX燃料棒的氦检漏装置，密封性好，可防止燃料棒中的污染物扩散。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

本发明提供一种MOX燃料棒的氦检漏装置，其包括手套箱、转运小车、炉体、以及检测单元，所述手套箱包括上料手套箱和下料手套箱，所述炉体与所述上料手套箱、所述下料手套箱分别密封相连，所述转运小车设于上料手套箱内，用于将MOX燃料棒从上料手套箱传输到炉体和下料手套箱；所述检测单元与所述炉体相连，用于在MOX燃料棒传输到炉体内时进行氦检漏。

优选的是，所述炉体包括炉管、上料密封门、下料密封门、加热体、以及屏蔽体，其中：所述上料密封门和所述下料密封门分别设于所述炉管的两端，上料密封门处于所述上料手套箱内，下料密封门处于下料手套下箱内；所述加热体设于所述炉管外，所述屏蔽体包裹在所述加热体及炉管的外面，屏蔽体的两端分别与所述上料手套箱、所述下料手套箱密封相连。

优选的是，所述上料密封门和所述下料密封门都包括门框架、门体、以及升降机构，其中：所述门框架与所述炉管的管口相连，所述门体设于所述门框架内，用于封堵炉管管口；所述升降机构与所述门体相连，用于带动门体在门框架内上下移动，以控制管口打开和关闭。

优选的是，所述门体为双层结构，包括内门体和外门体，所述内门体处于靠近所述炉管的一侧；所述上料密封门和所述下料密封门都还包括压紧机构，所述压紧机构设于所述内门体与所述外门体之间，用于压紧内门体，以使内门体对炉管管口密封。

优选的是，所述内门体与所述炉管之间设有第一密封圈，所述门体内设有第一冷却通道，第一冷却通道用于通入冷却水，以对第一密封圈降温。

优选的是，所述上料手套箱上设有第一连接板，所述第一连接板通过第一连接法兰与所述屏蔽体的一端密封相连；所述下料手套箱设有第二连接板，所述第二连接板通过第二连接法兰与所述屏蔽体的另一端密封相连。

优选的是，所述第一连接板与所述第一连接法兰之间设有第二密封圈，第一连接法兰内设有第二冷却通道，第二冷却通道用于通入冷却水，以对第二密封圈降温；所述第二连接板与所述第二连接法兰之间设有第三密封圈，第二连接法兰内设有第三冷却通道，第三冷却通道用于通入冷却水，以对第三密封圈降温。

优选的是，所述上料密封门和所述第一连接法兰之间、所述下料密封门与所述第二连接法兰之间分别设有波纹管。

优选的是，所述检测单元包括真空系统、真空检测系统、检漏系统、以及漏率标定系统，所述真空系统、所述真空检测系统、所述检漏系统、以及所述漏率标定系统分别与所述炉管相连，其中：真空系统用于对炉管内抽真空，真空检测系统用于检测炉管内的真空度，检漏系统用于对MOX燃料棒进行氦检漏，漏率标定系统用于在检漏系统进行检测之前检查整个装置的检测准确性。

优选的是，所述上料手套箱内设有上料机构，所述上料机构用于将接收MOX燃料棒，并将其装入到所述转运小车中；所述下料手套箱内设有分料机构，所述分料机构用于将卸载转运小车中的MOX燃料棒。

有益效果：

本发明的MOX燃料棒的氦检漏装置，通过设置上料手套箱、下料手套箱、以及炉体，使得对燃料棒的上料、检测、下料等所有过程都在完全密封环境下完成，相比于现有技术，密封性好，可以防止燃料棒中的污染物扩散，确保操作人员及环境的安全。并且，采用通过式布置，使得本装置整体布局简洁，操作方便，以及，便于维修更换。

附图说明

图1为本发明实施例中MOX燃料棒的氦检漏装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中炉体的结构示意图；

图3为本发明实施例中上料密封门/下料密封门的结构示意图；

图4为本发明实施例中手套箱的结构示意图。

图中：1-上料机构，2-转运小车，3-炉体，4-分料机构，5-手套箱，3.1-上料密封门，3.2-波纹管，3.3-第一连接法兰，3.4-炉管，3.5-加热体，3.6-屏蔽体，3.7-真空系统，3.8-检漏系统，3.9-下料密封门，3.10-第二连接法兰，3.11-真空检测系统，3.12-漏率标定系统，3.1.1-门框架，3.1.2-升降机构，3.1.3-门体，3.1.4-压紧机构，5.1-上料手套箱，5.2-支架，5.3-下料手套箱，5.4-第一连接板，5.5-第二连接板。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1、图2所示，本实施例公开一种MOX燃料棒的氦检漏装置，包括手套箱5、转运小车2、炉体3、以及检测单元，其中：

手套箱包括上料手套箱5.1和下料手套箱5.3。炉体3自身具备密封性，并与上料手套箱5.1、下料手套箱5.3分别密封相连，转运小车2设于上料手套箱5.1内，并能够在上料手套箱5.1、炉体3、以及下料手套箱5.3之间移动，上料手套箱5.1用于接收上游工序传输过来的MOX燃料棒并将其转入转运小车2中，即上料，转运小车2用于将MOX燃料棒从上料手套箱5.1传输到炉体3和下料手套箱5.3，下料手套箱5.3用于卸载转运小车2上的MOX燃料棒，即下料；

检测单元与炉体3相连，用于在MOX燃料棒传输到炉体3内时进行氦检漏。

本实施例装置，通过设置上料手套箱5.1、下料手套箱5.3、以及炉体3，使得对MOX燃料棒的上料、检测、下料等所有过程都在完全密封环境下完成，相比于现有技术，密封性好，可以防止燃料棒中的污染物扩散。

本实施例中，本装置采用了通过式布置，即上料手套箱5.1、炉体3、以及下料手套箱5.3与前后工序呈直线布置，从一端上料，从另一端下料，这样可以便于上、下料手套箱的布置和操作。

在一些实施方式中，炉体3包括炉管3.4、上料密封门3.1、下料密封门3.9、加热体3.5、以及屏蔽体3.6。

具体来说，如图2、图3所示，炉管3.4横向放置在支架5.2上，上料密封门3.1和下料密封门3.9分别设于炉管3.4的两端，上料密封门3.1处于上料手套箱5.1内，下料密封门3.9处于下料手套下箱5.3内。加热体3.5设于炉管3.4外，用于对炉管及内部的MOX燃料棒加热，以确保满足氦检漏工艺对温度的要求。屏蔽体3.6包裹在加热体3.5及炉管3.4的外面，屏蔽体3.6的两端分别与上料手套箱5.1、下料手套箱5.3密封相连，以屏蔽放射性射线，减少人员受到的辐射风险。

本实施例中，炉管3.4为无缝钢管，可以作为上料手套箱5.1和下料手套箱5.3的密封边界，确保密封性。

在一些实施方式中，上料密封门3.1和下料密封门3.9都包括门框架3.1.1、门体3.1.3、以及升降机构3.1.2。

具体来说，如图4所示，门框架3.1.1与炉管3.4的管口相连，门体3.1.3设于门框架3.1.1内，门体3.1.3用于封堵炉管3.4管口，以使炉管管口关闭。升降机构3.1.2与门体3.1.3相连，用于带动门体在门框架内上下移动，以控制炉管管口打开和关闭。

本实施例中，如图4所示，升降机构3.1.3采用的是类似定滑轮的结构，其具体包括气缸、链条、以及链轮，链轮固设于门框架的顶部，气缸设于门框架的侧部，气缸的输出端朝上设置，并与链条的一端相连，链条的另一端绕过所述链轮与门体相连，以通过气缸拉动链条来带动门体实现上下移动，具体来说，当气缸的输出端下降时通过拉动链条使门体3.1.3上升，从而使炉管管口打开，当气缸的输出端上升时通过放松链条使门体3.1.3下降，从而使炉管管口关闭。

在一些更具体实施方式中，门体3.1.3为双层结构，包括内门体和外门体，内门体处于靠近炉管3.4的一侧。上料密封门3.1和下料密封门3.9都还包括压紧机构3.1.4，压紧机构3.1.4设于内门体与外门体之间，用于压紧内门体，以使内门体对炉管管口密封。

在一些实施方式中，内门体与炉管3.4之间设有第一密封圈(图中未示出)，门体3.1.3内设有第一冷却通道，第一冷却通道用于通入冷却水，以对第一密封圈降温，从而延长第一密封圈的使用寿命。

在一些实施方式中，如图2、图3所示，屏蔽体3.6的两端分别设有第一连接法兰3.3和第二连接法兰3.10，上料手套箱5.1上设有第一连接板5.4，第一连接板5.4通过第一连接法兰3.3与屏蔽体3.6的一端密封相连，下料手套箱5.3设有第二连接板5.5，第二连接板5.5通过第二连接法兰3.10与屏蔽体3.6的另一端密封相连，以确保装置密封性。

本实施例中，第一连接板5.4通过螺栓、垫片密封固定在上料手套箱5.1上，第二连接板5.5通过螺栓、垫片密封固定在下料手套箱5.3上，拆装方便，可便于对炉管3.4等部件进行维修更换。第一连接板5.4和第二连接板5.5均为L型连接板。

在一些实施方式中，第一连接板5.4与第一连接法兰3.3之间设有第二密封圈(图中未示出)，第一连接法兰3.3内设有第二冷却通道(图中未示出)，第二冷却通道用于通入冷却水，以对第二密封圈降温，从而延长第二密封圈的使用寿命。

第二连接板5.5与第二连接法兰3.10之间设有第三密封圈(图中未示出)，第二连接法兰3.10内设有第三冷却通道(图中未示出)，第三冷却通道用于通入冷却水，以对第三密封圈降温，从而延长第三密封圈的使用寿命。

在一些实施方式中，上料密封门3.1与第一连接法兰3.3之间、下料密封门3.9与第二连接法兰3.10之间分别设有波纹管3.2。

具体来说，上料密封门3.1和下料密封门3.9的门框架3.1.1上均设有法兰密封面，波纹管3.2的一端与门框架3.1.1上的法兰密封面密封相连，波纹管3.2的另一端与第一连接法兰3.3/第二连接法兰3.10密封连接。由于波纹管3.2具有一定的伸缩性能，可以在炉管3.4因加热而发生伸缩时进行同步伸缩，从而确保上料手套箱与上料密封门之间的连接密封性和下料手套箱与下料密封门之间的连接密封性。

在一些实施方式中，检测单元包括真空系统3.7、真空检测系统3.11、检漏系统3.8、以及漏率标定系统3.12。

具体来说，真空系统3.7、真空检测系统3.11、检漏系统3.8、以及漏率标定系统3.12分别与炉管3.4通过管道相连，其中：真空系统3.7用于对炉管3.4内抽真空；真空检测系统3.11用于检测炉管3.4内的真空度；检漏系统3.8用于对MOX燃料棒进行氦检漏；漏率标定系统3.12用于在使用检漏系统进行检测之前检查整个装置的检测准确性，更具体来说，漏率标定系统3.12中设有已知漏料值的标准漏孔，通过检测标准漏孔的实际漏料值，根据实际漏料值与已知漏料值的差值，确定本装置的检测准确性，当确认本装置的检测准确性达到氦检漏工艺的规定要求后，再使用检漏系统3.8进行氦检漏。

在一些实时方式中，上料手套箱5.1内设有上料机构1，上料机构1用于将接收MOX燃料棒，并将其装入到转运小车2中；下料手套箱5.3内设有分料机构4，分料机构4用于将卸载转运小车2中的MOX燃料棒，以及，将MOX燃料棒转移至暂存架上，并逐个传递至下一工序。

本实施例中，转运小车2、上料机构1和粉料机构4均采用现有设备，这里就不再一一赘述。

下面对本实施例中MOX燃料棒的氦检漏装置的工作过程进行详述，具体如下：

正常情况下，MOX燃料棒从上一工序传输至上料手套箱5.1内暂存，一般当上料手套箱5.1内暂存的MOX燃料棒达到一定数量后，将MOX燃料棒转运至转运小车2中；

通过升降机构3.1.2自动打开上料密封门3.1，操作人员通过上料手套箱5.1上的手套孔将转运小车2推入到炉管3.4内；

启动真空系统3.7，对炉管3.4进行抽真空，并通过真空检测系统3.11检测炉管3.4内的真空度，当真空度达到一定要求后，启动加热体3.5，对炉管3.4及内部的MOX燃料棒进行加热，当加热达到达一定的温度要求后并保温一段时间，之后，再启动检漏系统3.8对燃料棒进行氦检漏，检漏完成后，向炉管3.4内充入一定量的惰性气体，待MOX燃料棒随炉冷却至室温；

打开下料密封门3.9，操作人员通过下料手套箱5.3上的手套孔将转运小车从炉管3.4内拉出到下料手套箱5.3中；

利用分料机构4将转运小车内的MOX燃料棒卸载，之后，将MOX燃料棒转移至暂存架上，以及，将MOX燃料棒逐根传递至下一工序，直至全部完成，至此完成一批次的MOX燃料棒的高温氦检漏操作。

本实施例的MOX燃料棒的氦检漏装置，通过设置上料手套箱、下料手套箱、以及炉体，使得对燃料棒的上料、检测、下料等所有过程都在完全密封环境下完成，相比于现有技术，密封性好，可以防止燃料棒中的污染物扩散，确保操作人员及环境的安全。并且，采用通过式布置，使得本装置整体布局简洁，操作方便，以及，便于维修更换。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种MOX燃料棒的氦检漏装置，其特征在于，包括手套箱(5)、转运小车(2)、炉体(3)、以及检测单元，

所述手套箱包括上料手套箱(5.1)和下料手套箱(5.3)，所述炉体与所述上料手套箱、所述下料手套箱分别密封相连，所述转运小车设于上料手套箱内，用于将MOX燃料棒从上料手套箱传输到炉体和下料手套箱；

所述检测单元与所述炉体相连，用于在MOX燃料棒传输到炉体内时进行氦检漏。

2.根据权利要求1所述的MOX燃料棒的氦检漏装置，其特征在于，所述炉体包括炉管(3.4)、上料密封门(3.1)、下料密封门(3.9)、加热体(3.5)、以及屏蔽体(3.6)，

所述上料密封门和所述下料密封门分别设于所述炉管的两端，上料密封门处于所述上料手套箱内，下料密封门处于下料手套下箱内；

所述加热体设于所述炉管外，所述屏蔽体包裹在所述加热体及炉管的外面，屏蔽体的两端分别与所述上料手套箱、所述下料手套箱密封相连。

3.根据权利要求2所述的MOX燃料棒的氦检漏装置，其特征在于，所述上料密封门和所述下料密封门都包括门框架(3.1.1)、门体(3.1.3)、以及升降机构(3.1.2)，

所述门框架与所述炉管的管口相连，所述门体设于所述门框架内，用于封堵炉管管口；

所述升降机构与所述门体相连，用于带动门体在门框架内上下移动，以控制管口打开和关闭。

4.根据权利要求3所述的MOX燃料棒的氦检漏装置，其特征在于，所述门体为双层结构，包括内门体和外门体，所述内门体处于靠近所述炉管的一侧；

所述上料密封门和所述下料密封门都还包括压紧机构(3.1.4)，所述压紧机构设于所述内门体与所述外门体之间，用于压紧内门体，以使内门体对炉管管口密封。

5.根据权利要求3所述的MOX燃料棒的氦检漏装置，其特征在于，所述内门体与所述炉管之间设有第一密封圈，所述门体内设有第一冷却通道，第一冷却通道用于通入冷却水，以对第一密封圈降温。

6.根据权利要求2所述的MOX燃料棒的氦检漏装置，其特征在于，所述上料手套箱上设有第一连接板(5.4)，所述第一连接板通过第一连接法兰(3.3)与所述屏蔽体的一端密封相连；

所述下料手套箱设有第二连接板(5.5)，所述第二连接板通过第二连接法兰(3.10)与所述屏蔽体的另一端密封相连。

7.根据权利要求6所述的MOX燃料棒的氦检漏装置，其特征在于，所述第一连接板与所述第一连接法兰之间设有第二密封圈，第一连接法兰内设有第二冷却通道，第二冷却通道用于通入冷却水，以对第二密封圈降温；

所述第二连接板与所述第二连接法兰之间设有第三密封圈，第二连接法兰内设有第三冷却通道，第三冷却通道用于通入冷却水，以对第三密封圈降温。

8.根据权利要求6所述的MOX燃料棒的氦检漏装置，其特征在于，所述上料密封门和所述第一连接法兰之间、所述下料密封门与所述第二连接法兰之间分别设有波纹管(3.2)。

9.根据权利要求1-8任一项所述的MOX燃料棒的氦检漏装置，其特征在于，所述检测单元包括真空系统(3.7)、真空检测系统(3.11)、检漏系统(3.8)、以及漏率标定系统(3.12)，

所述真空系统、所述真空检测系统、所述检漏系统、以及所述漏率标定系统分别与所述炉管相连，其中：

真空系统用于对炉管内抽真空，真空检测系统用于检测炉管内的真空度，检漏系统用于对MOX燃料棒进行氦检漏，漏率标定系统用于在检漏系统进行检测之前检查整个装置的检测准确性。

10.根据权利要求9所述的MOX燃料棒的氦检漏装置，其特征在于，所述上料手套箱内设有上料机构(1)，所述上料机构用于将接收MOX燃料棒，并将其装入到所述转运小车中；

所述下料手套箱内设有分料机构(2)，所述分料机构用于将卸载转运小车中的MOX燃料棒。

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