CZ309046B6 - Ozařovací kanál s řízením teploty a vnitřním přetlakem ve vzorcích - Google Patents
Ozařovací kanál s řízením teploty a vnitřním přetlakem ve vzorcích Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309046B6 CZ309046B6 CZ2020359A CZ2020359A CZ309046B6 CZ 309046 B6 CZ309046 B6 CZ 309046B6 CZ 2020359 A CZ2020359 A CZ 2020359A CZ 2020359 A CZ2020359 A CZ 2020359A CZ 309046 B6 CZ309046 B6 CZ 309046B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- samples
- channel
- temperature control
- irradiation
- temperature
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000004154 testing of material Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C23/00—Adaptations of reactors to facilitate experimentation or irradiation
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K5/00—Irradiation devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Ozařovací kanál s řízením teploty a vnitřním přetlakem ve vzorcích sestává z těla (1) kanálu zaslepeného dnem (2) a uzavřeného hlavou (3) pro zajištění polohy vzorků (4) a pojmutí vzorků (4) ve formě trubiček, které jsou opatřeny vložkou (6) generující gama ohřev pro zajištění požadované teploty a uzavřené horním víčkem (7) a spodním víčkem (5) a propojené pomocí spojek (8) opatřených středicími kuličkami, přičemž k nejvrchnějšímu vzorku (4) je připojena kapilára (10) pro manipulaci a přívod teplotního čidla.
Description
Ozařovací kanál s řízením teploty a vnitřním přetlakem ve vzorcích
Oblast techniky
Vynález se týká ozařovacího kanálu pro ozařování vzorků vysokými neutronovými toky v experimentálním jaderném reaktoru umožňujícím realizaci experimentu v oblasti paliva, kdy kanál nahrazuje regulační orgán. Vzorky jsou ve formě trubiček s rozměrem odpovídajícím např. povlakům palivových tyčí tlakovodních reaktorů
Dosavadní stav techniky
Dosud není známo použití kompaktního instrumentovaného ozařovacího kanálu pro ozařování vzorků ve formě trubiček neutronovými fluencemi rychlých neutronů nad 1 Me V, jaké je možné dosáhnout pouze v oblasti umístění palivových článků v aktivní zóně experimentálního jaderného reaktoru s možností řízení teplot na vzorcích v rozmezí 200 °C až 600 °C a s možností vnitřního přetlaku ve vzorcích. Současně používané kanály nebo pouzdra neumožňují kombinaci možnosti dosažení vysokých teplot a vysokých neutronových fluencí v kratším čase, řízení teplot v průběhu ozařovací kampaně a případně i řízení tlaku v průběhu ozařovací kampaně.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky odstraňuje ozařovací kanál s řízením teploty a vnitřním přetlakem ve vzorcích podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z těla kanálu zaslepeného dnem a uzavřeného hlavou pro zajištění polohy vzorků a pojmutí vzorků ve formě trubiček. Trubičky jsou opatřeny vložkou generující gama ohřev pro zajištění požadované teploty a jsou uzavřené horním víčkem a spodním víčkem a jsou propojené pomocí spojek, opatřených středícími kuličkami. K nej vrchnějšímu vzorkuje připojena kapilára pro manipulaci a přívod teplotního čidla. Všechny vzorky v rámci jedné sady jsou hydraulicky propojeny průchozí trubičkou a horní kapilára je propojena na přívod plynu.
Do spodní části hliníkového těla je přiváděna směs inertních plynů, kterou je možné kontrolovat teploty ve vzorcích. Směs plynů je odváděna horní částí kanálu. Vnější povrch těla kanálu je opatřen žebrováním pro zvýšení teplosměnné plochy a je obtékán chladivém reaktoru, čímž je dosaženo intenzivního odvodu tepla generovaného v materiálech kanálu a ve vzorcích.
Do jednotlivých otvorů kanálu je možné vložit sestavu vzorků. Vzorky jsou ve formě trubiček o délce přibližně 100 mm a průměru do 11 mm. Každá sestava se skládá ze čtyř sériově zapojených a vzájemně propojených vzorků. Celkem je kanál schopný pojmout čtyři sestavy vzorků, tj. celkem 16 vzorků ve formě trubičky. Jednotlivé vzorky je možné separátně natlakovat na požadovaný tlak a uzavřít, nebo lze jejich vnitřní prostory propojit a kontrolovat tak tlak v celé sestavě vzorků. V takovém případě je do každé sestavy přiváděn inertní plyn.
Řízení teploty ve vzorcích je prováděno změnou koncentrace směsi plynů v prostoru mezi vzorky a vnějším tělem kanálu. Zvoleny jsou plyny s různou tepelnou vodivostí, které jsou zároveň kompatibilní s prostředím jaderného reaktoru (dochází k nízké aktivaci při průchodu aktivní zónou). V případě potřeby dosažení nižší teplotní hladiny se do kanálu přivádí pouze plyn s vyšší vodivostí. V případě potřeby zvyšování teploty vzorků se ve směsi zvyšuje koncentrace plynu s nižší vodivostí, čímž se zvyšuje konduktivní tepelný odpor mezi vzorky a vnějším povrchem kanálu. Teplotní pole ve vzorcích je rovněž ovlivněno konstrukcí vzorků, respektive konstrukcí vložky generující gama ohřev, která se vkládá do jednotlivých vzorků. To lze využít především v případě potřeby vyšších teplotních hladin. Teplotní hladinu lze pak ovlivnit tvarem a použitým materiálem vložky. Pomocí tvarování vložek lze rovněž upravit teplotní pole v jednotlivých
-1 CZ 309046 B6 vzorcích sestavy a například tak kompenzovat nerovnoměrný profil gama ohřev po výšce aktivní zóny.
Řešení umožňuje řízení teploty vzorků v průběhu ozařování v rozmezí 200 až 600 °C a řízení vnitřního přetlaku ve vzorcích pro umožnění experimentálního hodnocení degradace vzorků vlivem kombinace přetlaku a ozařování.
Objasnění výkresů
Vynález je objasněn na obr. la, kde je pohled v řezu po výšce ozařovacího kanálu. Na obr. 1b je příčný řez kanálem. Na obr. 1c je pohled v řezu na detail vzorku. Na obr. Id je pohled na sestavu vzorků.
Příklady uskutečnění vynálezu
Ozařovací kanál s řízením teploty a vnitřním přetlakem ve vzorcích sestává z těla 1 kanálu z hliníkové slitiny, které je opatřeno čtyřmi válcovými otvory pro umístění vzorků 4. Z vnější strany je kanál opatřen žebrováním pro zvýšení teplosměnné plochy. Středem těla 1 kanálu prochází další otvor, kterým je do spodní části přiváděna směs plynů. Spodní část kanálu je zaslepena dnem 2 kanálu. Směs plynů je z kanálu odváděna skrz hlavu 3 kanálu. Hlava 3 kanálu rovněž slouží k zajištění axiální pozice sestavy vzorků. Koncentrace složek směsi plynů je dle aktuální potřeby míchána v pomocném systému plynového hospodářství mimo kanál a do kanálu je přiváděna již požadovaná směs. Sestava vzorků 4 je složena až ze čtyř vzorků 4 ve formě trubičky o průměru do 11 mm. Každý vzorek 4 je zaslepen spodním víčkem 5 a dovnitř je vložena vložka 6 pro gama ohřev definovaná tvarem a materiálem dle požadovaného teplotního pole. Vzorek 4 je natlakován a uzavřen horním víčkem 7, které je opatřeno závitem pro propojení s ostatními vzorky prostřednictvím spojky 8. Spojky 8 jsou opatřeny keramickými kuličkami 9, které slouží k zajištění vystředění sestavy vzorků 4 v otvorech kanálu. K hornímu vzorku 4 v každé sestavě je připojena kapilára 10, kterou je do vzorku 4 přivedeno teplotní čidlo a která slouží k manipulaci se sestavou vzorků 4. Do kanálu lze umístit čtyři sestavy vzorků 4.
Po montáži ozařovacího kanálu je celá sestava zavezena do palivového souboru reaktoru. Kanál je následně propojen s přívodem plynu a zapojí se teplotní čidla. Po najetí reaktoru na výkon již probíhá řízená simulace degradace vzorků 4 včetně sběru dat měřených teplot. Po dosažení požadované doby ozařování jsou ze sondy vytahovány jednotlivé sestavy vzorků 4. Ty jsou následně transportovány do horkých komor, kde jsou jednotlivé vzorky 4 podrobeny hodnocení degradace materiálů kombinací vlivů teplot, tlaků a radiace.
Průmyslová využitelnost
Ozařovací kanál s řízením teploty a vnitřním přetlakem ve vzorcích podle tohoto vynálezu je možno využít ve výzkumných jaderných reaktorech s palivovými soubory s možností nahrazení regulačních nebo vymezujících prvků v jejich středu. Zařízení se využije pro výzkum nebo testování degradace materiálů vlivem kombinace vysokých teplot, tlaků a radiace.
Claims (2)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Ozařovací kanál s řízením teploty a vnitřním přetlakem ve vzorcích, vyznačující se tím, že 5 sestává z těla (1) kanálu zaslepeného dnem (2) a uzavřeného hlavou (3) pro zajištění polohy vzorků (4) apojmutí vzorků (4) ve formě trubiček, které jsou opatřeny vložkou (6) generující gama ohřev pro zajištění požadované teploty a uzavřeny horním víčkem (7) a spodním víčkem (5) a propojené pomocí spojek (8) opatřených středícími kuličkami (9), přičemž k nej vrchnějšímu vzorku (4) je připojena kapilára (10) pro manipulaci a přívod teplotního čidla.
- 2. Ozařovací kanál s řízením teploty a vnitřním přetlakem ve vzorcích podle nároku 1, vyznačující se tím, že všechny vzorky (4) v rámci jedné sady jsou hydraulicky propojeny průchozí trubičkou a horní kapilára (10) je propojena na přívod plynu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020359A CZ309046B6 (cs) | 2020-06-23 | 2020-06-23 | Ozařovací kanál s řízením teploty a vnitřním přetlakem ve vzorcích |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020359A CZ309046B6 (cs) | 2020-06-23 | 2020-06-23 | Ozařovací kanál s řízením teploty a vnitřním přetlakem ve vzorcích |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2020359A3 CZ2020359A3 (cs) | 2021-12-22 |
| CZ309046B6 true CZ309046B6 (cs) | 2021-12-22 |
Family
ID=80038185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2020359A CZ309046B6 (cs) | 2020-06-23 | 2020-06-23 | Ozařovací kanál s řízením teploty a vnitřním přetlakem ve vzorcích |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ309046B6 (cs) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB972192A (en) * | 1960-04-13 | 1964-10-07 | Commissariat Energie Atomique | Improvements in or relating to irradiation capsules |
| JPS5357396A (en) * | 1976-11-05 | 1978-05-24 | Japan Atom Energy Res Inst | Reactor irradiaton capsule |
| US4196047A (en) * | 1978-02-17 | 1980-04-01 | The Babcock & Wilcox Company | Irradiation surveillance specimen assembly |
| RU2406170C2 (ru) * | 2007-06-22 | 2010-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "СИГМА" (ООО "СИГМА") | Устройство для облучения минералов |
-
2020
- 2020-06-23 CZ CZ2020359A patent/CZ309046B6/cs unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB972192A (en) * | 1960-04-13 | 1964-10-07 | Commissariat Energie Atomique | Improvements in or relating to irradiation capsules |
| JPS5357396A (en) * | 1976-11-05 | 1978-05-24 | Japan Atom Energy Res Inst | Reactor irradiaton capsule |
| US4196047A (en) * | 1978-02-17 | 1980-04-01 | The Babcock & Wilcox Company | Irradiation surveillance specimen assembly |
| RU2406170C2 (ru) * | 2007-06-22 | 2010-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "СИГМА" (ООО "СИГМА") | Устройство для облучения минералов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2020359A3 (cs) | 2021-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102431308B1 (ko) | 원자로의 노심 또는 상기 노심의 주변부에서의 샘플들의 방사선 조사를 위한 장치 | |
| KR100423739B1 (ko) | 원자력 재료의 조사시험을 위한 계장캡슐 | |
| US7302028B2 (en) | Instrumented capsule for nuclear fuel irradiation tests in research reactors | |
| CZ309046B6 (cs) | Ozařovací kanál s řízením teploty a vnitřním přetlakem ve vzorcích | |
| CZ34276U1 (cs) | Ozařovací kanál s řízením teploty a vnitřním přetlakem ve vzorcích | |
| US5276719A (en) | Hydraulic control rod drive for a nuclear reactor | |
| US3519536A (en) | Method of controlling nuclear reactors | |
| CN104240787A (zh) | 钠冷快堆结构材料辐照罐 | |
| CN115985546B (zh) | 一种对半式分区控温辐照装置 | |
| US3297538A (en) | Nuclear reactors | |
| US4863676A (en) | Inherently safe, modular, high-temperature gas-cooled reactor system | |
| CN113990551B (zh) | 一种辐照装置及反应堆 | |
| KR100945022B1 (ko) | 연구용 원자로 ｏｒ 공에서의 재료 조사 시험용 계장 캡슐 | |
| Abou-Sena et al. | Development of the IFMIF tritium release test module in the EVEDA phase | |
| CN118896854B (zh) | 一种燃料包壳管材辐照内压蠕变试验件及方法 | |
| US3031394A (en) | Biological irradiation facility | |
| Van der Laan et al. | EXOTIC-7: Irradiation of ceramic breeder materials to high lithium burnup | |
| KR101048095B1 (ko) | 저온 조사시험용 캡슐 및 이를 구비하는 저온 조사시험용 장치 | |
| RU2680721C1 (ru) | Ампульное устройство для реакторных исследований | |
| CN115938624A (zh) | 辐照孔道传热及冷却的模拟试验装置 | |
| JPH10213695A (ja) | 原子炉用照射キャプセル及びその温度制御方法 | |
| Zhou et al. | The oxidation behavior of A3-3 matrix graphite | |
| Ferry et al. | The LORELEI test device for LOCA experiments in the Jules Horowitz reactor | |
| JP3889174B2 (ja) | 燃料破損検出用試料水採水方法と装置および燃料破損検出方法 | |
| KR940003796B1 (ko) | 원자로용 핵연료 집합체 |