CN205582511U - 一种用于锆合金i-scc试验的碘气分压装置 - Google Patents

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尹祁伟
彭倩
赵文金
梁波
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Abstract

本实用新型公布了一种用于锆合金I‑SCC试验的碘气分压装置，包括一个油浴槽，在油浴槽中注入有加热用油，在所述油浴槽内安装有一个玻璃容器，玻璃容器具有一个进气口、一个出气口，玻璃容器浸没在加热用油下方，所述进气口与出气口位于同一水平面。本实用新型由于进气口和出气口处于同一水平高度，气体的流向不会发生改变，不会形成涡流，形成的碘气气压均匀、流速稳定，避免了传统的加热方法形成的气压不稳定，局部碘气固化的现象。

Description

一种用于锆合金I-SCC试验的碘气分压装置
技术领域
本发明涉及反应堆核材料试验领域，具体是一种用于锆合金I-SCC试验的碘气分压装置。
背景技术
水冷核动力反应堆中，锆合金被用作核燃料元件包壳材料。反应堆运行时元件芯体燃料会释放出放射性裂变气体，其中裂变产物碘（I）与应力的作用会导致锆合金包壳材料发生应力腐蚀开裂（SCC），该现象称为碘致应力腐蚀开裂（I-SCC），在I-SCC情况下锆合金包壳会产生裂纹使其塑性降低，进而引起锆包壳的脆断破损、导致放射性物质外泄，可能造成重大的安全隐患。
在反应堆燃料循环寿期内就曾发现存在I-SCC对锆包壳管造成的损伤（S. A. Nikulin. Corrosion Cracking of Zirconium Cladding Tubes (A Review). I. Methods of Study and Mechanisms of Fracture. Metal Science and Heat Treatment, Vol47, No1-2, 2005：71-79. ）。许多学者针对I-SCC问题展开了大量的研究（S. B. Goryachev. Iodine Induced SCC of Zr Alloys at Constant Strain Rate. Journal of Nuclear Materials, Vol.199, No. 1, 1992:50-60. W.S.Ryu. A study on the iodine-induced stress corrosion cracking of zircaloy-4 cladding(I). Journal of the Korean nuclear society.Vol.17,No3,Sep 1985:193-195.）。为研究锆合金包壳管在一定碘浓度气体下的I-SCC状况，需要对所研究的锆合金材料试样施加一定碘分压气氛环境。锆合金与其它材料的SCC试验条件有很大不同，而普通的SCC试验装置不能满足锆合金I-SCC试验的要求，需要特殊的碘气体环境产生装置保证试验环境条件。
经专利查新，未检索到任何具有类似功能的锆合金I-SCC试验装置的文字记载。
发明内容
本发明的目的在于提供应用于一种用于锆合金I-SCC试验的碘气分压装置，解决目前的碘气产生装置存在的气流不均匀、气压、流速不稳定的问题。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种用于锆合金I-SCC试验的碘气分压装置，包括一个油浴槽，在油浴槽中注入有加热用油，在所述油浴槽内安装有一个玻璃容器，玻璃容器具有一个进气口、一个出气口，玻璃容器浸没在加热用油下方，所述进气口与出气口位于同一水平面。本发明通过一个油浴槽作为装置的加热的装置，在油浴槽内注入加热用油，通过循环管路和自动控制油温的装置来实现油浴槽内的加热用油保持稳定的温度，在油浴槽内安装一个玻璃容器，以玻璃容器作为碘气的产生装置，将碘单质放入到玻璃瓶中，然后利用加热用油来对玻璃瓶进行恒定加热，本发明的特点是将进气口和出气口设置在玻璃容器的两侧，且处于同一水平高度，在均匀的加热过程中，碘单质升华形成的碘气与缓缓进入的携带气体进行混合，并缓缓地从出气口排出，由于进气口和出气口处于同一水平高度，气体的流向不会发生改变，不会形成涡流，形成的碘气气压均匀、流速稳定，避免了传统的加热方法形成的气压不稳定，局部碘气固化的现象。
所述的进气口、出气口均穿过油浴槽，在进气口与油浴槽之间、以及出气口与油浴槽之间均安装有H形密封圈。为了形成均匀的气流方向，采用进气口、出气口均穿过油浴槽的方式，利用H形密封圈作为油浴槽的密封件，解决了漏油的问题。
在所述的玻璃容器上还设置有一个加料管，在加料管上设置有旋转开关，还包括一个与加料管相匹配的进料漏斗。为了便于加料，减少整个装置加料所使用的时间和操作的难度，通过设置一个加料管，加料管配置一个加料漏斗，在加料管上设置一个旋转开关，通过旋转开关的动作来控制加料的动作，方便实用。
所述的玻璃容器与进气口、玻璃容器与出气口的连接处为平滑的曲面。通过曲面作为进气口、出气口的过渡面，可以尽量减少气体流动所产生的涡流，有利于气体的稳定，避免在棱角处出现的碘气固化形成碘单质。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1本发明一种用于锆合金I-SCC试验的碘气分压装置，在油浴槽内安装一个玻璃容器，以玻璃容器作为碘气的产生装置，将碘单质放入到玻璃瓶中，然后利用加热用油来对玻璃瓶进行恒定加热，本发明的特点是将进气口和出气口设置在玻璃容器的两侧，且处于同一水平高度，在均匀的加热过程中，碘单质升华形成的碘气与缓缓进入的携带气体进行混合，并缓缓地从出气口排出，由于进气口和出气口处于同一水平高度，气体的流向不会发生改变，不会形成涡流，形成的碘气气压均匀、流速稳定，避免了传统的加热方法形成的气压不稳定，局部碘气固化的现象；
2本发明一种用于锆合金I-SCC试验的碘气分压装置，设备简单，只需要本发明特殊形状的玻璃瓶体和油浴槽配合；碘气瓶产生装置与油浴槽自行链接，不需要辅助设备；碘气体发生装置的整体均置于油液面下，保证了碘气体全程不凝结，不会造成油由于碘凝结导致气体通道堵塞的隐患；本装置自身具有方便的碘添加通道，方便在试验任意时段补充碘介质；
3本发明一种用于锆合金I-SCC试验的碘气分压装置，以满足不同碘分压气体环境的要求；本发明的设计满足气体的进出及添加碘固体颗粒的需求，且能够保证具有易凝结特性的碘不在该碘气体发生装置上凝结，按照本发明加工的装置，能够满足锆合金在碘气体环境中的常规碘分压气体环境要求，且本发明形式简单，操作方便。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
附图中标记及相应的零部件名称：
1—油浴槽，2—加热用油，3—玻璃容器，4—进气口，5—出气口，6—H形密封圈，7—加料管，8—旋转开关，9—进料漏斗。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示的原理图，一种用于锆合金I-SCC试验的碘气分压装置，包括一个油浴槽1，在油浴槽1中注入有加热用油2，在所述油浴槽1内安装有一个玻璃容器3，玻璃容器3具有一个进气口4、一个出气口5，进气口4、出气口5均穿过油浴槽1，在进气口4与油浴槽1之间、以及出气口5与油浴槽1之间均安装有H形密封圈6；玻璃容器3浸没在加热用油2下方，距离加热用油的表面至少5cm，进气口4与出气口5位于同一水平面；在玻璃容器3上还设置有一个加料管7，在加料管7上设置有旋转开关8，还包括一个与加料管7相匹配的进料漏斗9；玻璃容器3与进气口4、玻璃容器3与出气口5的连接处为平滑的曲面。使用时，首先将氩气瓶出口连接硅胶管的一端，硅胶管上连接气体流量计，以控制气流大小；硅胶管的另外一端连接至本发明的进气口4，从加料管8中添入一定量的碘颗粒，关闭旋转开关8；打开油浴槽1的开关，按设定温度开始加热，则出气口5将会产生相应碘分压的气体；旋开氩气瓶开关，一定流量的氩气将携带一定碘分压的碘气体从出口导出，连接至需要通入碘分压气体的环境箱内。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于锆合金I-SCC试验的碘气分压装置，其特征在于：包括一个油浴槽（1），在油浴槽（1）中注入有加热用油（2），在所述油浴槽（1）内安装有一个玻璃容器（3），玻璃容器（3）具有一个进气口（4）、一个出气口（5），玻璃容器（3）浸没在加热用油（2）下方，所述进气口（4）与出气口（5）位于同一水平面。
2.根据权利要求1所述的一种用于锆合金I-SCC试验的碘气分压装置，其特征在于：所述的进气口（4）、出气口（5）均穿过油浴槽（1），在进气口（4）与油浴槽（1）之间、以及出气口（5）与油浴槽（1）之间均安装有H形密封圈（6）。
3.根据权利要求1所述的一种用于锆合金I-SCC试验的碘气分压装置，其特征在于：在所述的玻璃容器（3）上还设置有一个加料管（7），在加料管（7）上设置有旋转开关（8），还包括一个与加料管（7）相匹配的进料漏斗（9）。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种用于锆合金I-SCC试验的碘气分压装置，其特征在于：所述的玻璃容器（3）与进气口（4）、玻璃容器（3）与出气口（5）的连接处为平滑的曲面。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110689978A (zh) * 2019-09-27 2020-01-14 西安交通大学 用于芯轴试验的碘蒸气生成及在线检测回收系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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