CN202816404U - 对开式试验堆辐照装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及对开式试验堆辐照装置，其特征在于，包括辐照管和与辐照管连接的温度控制系统，辐照管包括外套筒（1）和设在外套筒（1）中的用于承载辐照样品内套筒（2），外套筒（1）由两个半圆柱形筒体对接而成；温度控制系统包括伸入辐照样品内部的温度探头（6）和设在内套筒（2）、外套筒（1）的筒体之间的加热层（3）以及外置的加热控温设备，温度探头（6）与加热控温设备连接，加热控温设备与加热层（3）连接。本实用新型提供对开式试验堆辐照装置结构简单，便于安装拆解，可多次使用；此外，安全可靠，能为试验提供均匀的温度场，且感生放射性小。

Description

对开式试验堆辐照装置

技术领域

本实用新型属于反应堆辐照技术领域，具体涉及对开式试验堆辐照装置。

背景技术

在反应堆内进行辐照样品辐照考验是复杂程度很高的试验。首先，为了适应辐照孔道的空间，同时减少试验中产生的感生放射性，辐照考验中必须将试验对象的体积尽量缩小；其次，为了增强堆内试验的安全性，反应堆内试验要求入堆装置的结构简单可靠且易于操作，深入辐照孔道内的电源必须为安全电源（电压≤50V）；除了上述要求外，如果需要在辐照考验试验中控制辐照温度，在设计入堆试验之初就必须考虑各种热问题，包括：入堆装置的辐照自加热、试验对象的辐照自加热以及热传导。由于控制辐照温度中需要考虑的因素较多，因此需要在试验装置设计中针对温度场进行模拟计算，以便确保辐照温度的均匀性。

保温材料往往应用于高温或低温场合，此种材料的最大特点是保温能力好但导热性差。因此，当针对此种材料进行控温的辐照考验时，材料的导热差特性会令辐照温度不均匀，这给试验的温度控制带来困难。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种结构简单，安全可靠、感生放射性小并能提供均匀温度场的对开式试验堆辐照装置。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：对开式试验堆辐照装置，包括辐照管和与辐照管连接的温度控制系统，辐照管包括外套筒和设在外套筒中用于承载辐照样品的内套筒，外套筒由两个半圆柱形筒体对接而成；温度控制系统包括伸入辐照样品内部的温度探头和设在内、外套筒的筒体之间的加热层以及外置的加热控温设备，温度探头与加热控温设备连接，加热控温设备与加热层连接。

进一步，内套筒一端开口，另一端封闭；外套筒的每个半圆柱形筒体的两端对称设有半圆柱形缩口，外套筒上位于相同端的半圆柱形缩口上对应地设有定位孔。

进一步，外套筒的两端设有隔热的定位支点。

进一步，内套筒的辐照样品内设有将辐照样品均匀分割成若干份的导热材料。

再进一步，导热材料为铝制材料。

进一步，温度探头为测温热电偶。

进一步，温度控制系统中，加热层的外侧还设有包裹加热层的保温层。

进一步，加热控温设备外接220V电源，并为加热层提供≤50V的直流电。

本实用新型是提供的辐照样品入堆辐照装置，在入堆考验试验期间用于承载辐照样品入堆辐照，并为试验提供高温环境。该辐照装置结构简单，便于安装拆解，可多次使用；此外，安全可靠，能为试验提供均匀的温度场，且感生放射性小。

附图说明

图1是本实用新型提供的对开式试验堆辐照装置的剖视图，图中略去了外置的加热控温设备和相关连接导线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，本实用新型所提供的对开式试验堆辐照装置，包括辐照管和与辐照管连接的温度控制系统。辐照管包括外套筒1和设在外套筒1中用于承载辐照样品的内套筒2，外套筒1由两个半圆柱形筒体对接而成，辐照样品设在内套筒2中；温度控制系统包括伸入辐照样品内部的温度探头6和设在内套筒2、外套筒1的筒体之间的加热层3以及外置的加热控温设备，温度探头6与加热控温设备连接，加热控温设备与加热层3连接。本实用新型中，温度探头6将温度信号传递给外置的加热控温设备，通过加热控温设备控制加热层3进行加热。

在图1所示的实施例中，辐照管的外套筒1、内套筒2均采用铝制材质，内套筒2为一端开口一端封闭的圆桶结构；外套筒1的每个半圆柱形筒体的两端对称设有半圆柱形缩口（半圆柱形缩口的尺寸根据试验要求设定），外套筒1上位于相同端的半圆柱形缩口上对应地设有定位孔5，使用铝条或铝制销钉穿过定位孔5可以将两个半圆柱形筒体固定在一起。实际制作时，至少在每个半圆柱形缩口上各设一个定位孔5（共计4个），以实现外套筒1两端的固定连接。

此外，外套筒1的两端还分别设有4个隔热的定位支点7，用于减少热传递。定位支点7可以均匀地设在外套筒1的筒体与半圆柱形缩口之间的端面上。

本实用新型中，加热层3的外侧即加热层3和外套筒1的筒体之间设有包裹在加热层3上的保温层4，该保温层4在起到减少热量的损失同时，也起到绝缘的作用。为减少热量损失，最好在内套筒2与外套筒1形成的其他空腔内也设置保温层。

此外，内套筒2中的辐照样品内设有将辐照样品均匀分割成多个部分的导热材料，用于均衡辐照样品的辐照温度。导热材料优选为铝制材料，如导热良好的铝制铝板、铝箔或铝条。需要说明的是，填充到辐照样品内的导热材料必须要插入辐照样品内部，且尽可能将辐照样品细分成若干份（需要插入导热材料的量由热工试验或热工计算结果决定），以达到使用导热材料为温度场提供均匀温度的目的。

本实用新型的温度控制系统中，温度探头6可以采用测温热电偶，测温热电偶可以从内套筒2的开口端插入辐照样品中心处测温，并通过导线与外置的加热控温设备连接，同时将温度信号传递给外置的加热控温设备。

外置的加热控温设备外接220V电源，并通过导线与加热层3连接，从而为加热层3提供≤50V的低压直流电。

本实用新型中，温度控制系统的控温原理是：外置的加热控温设备通过温度探头6传递的温度信号控制为加热层3提供的低压直流电的大小，从而令辐照温度稳定。

有的核电站使用矿物棉纤维作为隔热保温材料，为了鉴定此种保温材料的使用寿命，需要对材料进行辐照考验试验。以下以这种保温材料为辐照样品，采用本实用新型提供的辐照装置按照如下步骤进行试验：

（1）将保温材料制备成辐照样品，并使用铝箔包成若干份放入辐照管的内套筒2中（图1中虚线所示即为待辐照的保温材料）；

（2）将温度探头6和铝板插入辐照样品间隙，尽量将剩余空间填充满；

（3）将加热带缠绕在内套筒2的外壁上，形成加热层3；

（4）加热层3外侧缠绕保温带，在保温带外侧使用保温布包覆固定，形成保温层4；

（5）用外套筒1的两个半圆柱形筒体将内套筒2包裹起来，用铝条穿过半圆柱形筒体两端的定位孔5，将两个半圆柱形筒体固定在一起；

（6）分别用导线将温度探头6、加热层3与外置的加热控温设备连接起来；

（7）将整个辐照管置入反应堆辐照孔道中；

（8）将加热控温设备外接220V电源，使装置温度提升到指定的试验温度；

（9）使反应堆运行，开始对辐照管内的辐照样品进行辐照；

（10）辐照完毕后，将辐照管从辐照孔道中取出；

（11）破坏外套筒1上固定两个半圆柱形筒体的铝条，使辐照管解体，然后取出辐照过的试验样品，进行后续检测。

上述实施例只是对本实用新型的举例说明，本实用新型也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本实用新型的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本实用新型的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本实用新型的范围内。

Claims (8)

1.对开式试验堆辐照装置，其特征在于，包括辐照管和与辐照管连接的温度控制系统，辐照管包括外套筒（1）和设在外套筒（1）中用于承载辐照样品的内套筒（2），外套筒（1）由两个半圆柱形筒体对接而成；温度控制系统包括伸入辐照样品内部的温度探头（6）和设在内套筒（2）、外套筒（1）的筒体之间的加热层（3）以及外置的加热控温设备，温度探头（6）与加热控温设备连接，加热控温设备与加热层（3）连接。

2.根据权利要求1所述的对开式试验堆辐照装置，其特征在于，内套筒（2）一端开口，另一端封闭；外套筒（1）的每个半圆柱形筒体的两端对称设有半圆柱形缩口，外套筒（1）上位于相同端的半圆柱形缩口上对应地设有定位孔（5）。

3.根据权利要求1或所述的对开式试验堆辐照装置，其特征在于，外套筒（1）的两端设有隔热的定位支点（7）。

4.根据权利要求3所述的对开式试验堆辐照装置，其特征在于，内套筒（2）的辐照样品内设有将辐照样品均匀分割成若干份的导热材料。

5.根据权利要求4所述的对开式试验堆辐照装置，其特征在于，导热材料为铝制材料。

6.根据权利要求1所述的对开式试验堆辐照装置，其特征在于，温度探头（6）为测温热电偶。

7.根据权利要求1所述的对开式试验堆辐照装置，其特征在于，温度控制系统中，加热层（3）的外侧还设有包裹加热层（3）的保温层（4）。

8.根据权利要求1或7所述的对开式试验堆辐照装置，其特征在于，加热控温设备外接220V电源，并为加热层提供≤50V的直流电。

Images