RU2525678C2 - Device to test materials in nuclear reactor - Google Patents

Device to test materials in nuclear reactor Download PDF

Info

Publication number
RU2525678C2
RU2525678C2 RU2012153581/28A RU2012153581A RU2525678C2 RU 2525678 C2 RU2525678 C2 RU 2525678C2 RU 2012153581/28 A RU2012153581/28 A RU 2012153581/28A RU 2012153581 A RU2012153581 A RU 2012153581A RU 2525678 C2 RU2525678 C2 RU 2525678C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
samples
housing
fixed
frame
reactor
Prior art date
Application number
RU2012153581/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012153581A (en
Inventor
Сергей Григорьевич Еремин
Андрей Иванович Плотников
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" filed Critical Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов"
Priority to RU2012153581/28A priority Critical patent/RU2525678C2/en
Publication of RU2012153581A publication Critical patent/RU2012153581A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2525678C2 publication Critical patent/RU2525678C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: test equipment.
SUBSTANCE: device to test materials in a nuclear reactor comprises a body and a frame, with a coaxially installed shell, where a sample is installed for tension test, fixed with an upper part to the shell, and its lower part is installed as thrusting against the lower end of the frame, besides, the upper part of the frame comprises a yoke, to which at both sides there are samples fixed for tension test in a hinged manner, and their lower parts are fixed to the body of the loading unit, the loading stem of which is installed as thrusting against the lower end of the shell.
EFFECT: invention relates to the field of test equipment and may be used in performance of radiation testing, in particular, tests to investigate impact of radiation at mechanical properties, dependence of deformation of radiation shape change and radiation-thermal creeping of samples of investigated materials in nuclear reactors.
9 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано при проведении радиационных испытаний, в частности испытаний при исследовании влияния облучения на механические свойства, зависимости деформации радиационного формоизменения и радиационно-термической ползучести образцов исследуемых материалов в ядерных реакторах.The invention relates to the field of testing equipment and can be used in radiation tests, in particular tests in the study of the effect of radiation on the mechanical properties, the dependence of the deformation of the radiation shape and radiation-thermal creep of samples of the materials under study in nuclear reactors.

При испытаниях радиационно-термической ползучести газонаполненных трубчатых образцов конструкционных материалов для получения характеристик от воздействия на них нагрузок с разным соотношением тангенциальных и аксиальных напряжений, и получения достоверного результата необходимо обеспечивать одинаковые внешние условия. А именно, условия облучения по нейтронному потоку, температуре образцов, а также точность заданного растягивающего усилия. Распределение нейтронного потока в активной зоне реактора неравномерно, а это влияет на энерговыделение в элементах конструкции, поэтому использование одновременно нескольких устройств в разных ячейках не обеспечит одинаковые внешние условия облучения. При использовании одной ячейки в разные промежутки времени тоже не обеспечит одинаковые внешние условия облучения, связанные с выгоранием топлива в ТВС и заменой их на свежие, а также компоновкой активной зоны исследовательскими сборками. Причем на точность растягивающего усилия влияет погрешность, обусловленная не только отклонениями при изготовлении нагружающего устройства, но и условиями эксплуатации в активной зоне реактора.When testing the radiation-thermal creep of gas-filled tubular samples of structural materials to obtain characteristics from exposure to loads with different ratios of tangential and axial stresses, and to obtain a reliable result, it is necessary to ensure the same external conditions. Namely, the irradiation conditions for the neutron flux, the temperature of the samples, as well as the accuracy of the specified tensile force. The distribution of the neutron flux in the reactor core is uneven, and this affects the energy release in the structural elements, so the use of several devices in different cells simultaneously will not provide the same external radiation conditions. When using one cell at different time intervals, it also will not provide the same external exposure conditions associated with fuel burnup in fuel assemblies and replacing them with fresh ones, as well as the layout of the core with research assemblies. Moreover, the accuracy of the tensile force is affected by the error caused not only by deviations in the manufacture of the loading device, but also by operating conditions in the reactor core.

Известно устройство для испытания материалов в ядерном реакторе (Патент РФ №80956, G01L 1/02), включающее, по меньшей мере, одну ампулу с образцами, нагреватель, термопары, регулятор потока теплоносителя, размещенные в корпусе, в стенках которого выполнена герметичная полость, заполненная газом, для обеспечения термоизоляции, а в нижней части корпуса выполнены отверстия для входа теплоносителя, при этом нижняя часть корпуса снабжена элементом для его соединения с внутрикорпусным устройством реактора с возможностью продольного удлинения корпуса от температурных деформацийA device for testing materials in a nuclear reactor is known (RF Patent No. 80956, G01L 1/02), comprising at least one ampoule with samples, a heater, thermocouples, a heat carrier flow regulator, placed in a housing in the walls of which a sealed cavity is made, filled with gas, to ensure thermal insulation, and in the lower part of the body there are openings for the coolant inlet, while the lower part of the body is equipped with an element for connecting it to the reactor internals with the possibility of longitudinal extension of the body and from thermal strains

Наиболее близким аналогом, совпадающим с заявляемым изобретением по наибольшему количеству существенных признаков, является устройство для испытания материалов в ядерном реакторе на длительную прочность при одноосном напряженном состоянии, описанное в книге Цыканов В. А., Самсонов Б. В. «Техника облучения материалов в реакторах с высоким нейтронным потоком». М., Атомиздат, 1973, с.136-137. Это устройство включает в себя: корпус, содержащий узел герметизации с фланцем ампульного канала и с коммуникациями, соединяющими узлы устройства, размещенные в активной зоне реактора и оборудование, размещенное вне активной зоны; образцы; силовой шток; опорный фланец; узел для создания осевого усилия на образцы (гидроцилиндр); тензометрический датчик для корреляции между давлением в гидроцилиндре и заданным осевым усилием нагрузки на образцы.The closest analogue, which coincides with the claimed invention by the largest number of essential features, is a device for testing materials in a nuclear reactor for long-term strength under uniaxial stress state, described in the book by V. A. Tsykanov, B. V. Samsonov, “Technique for Irradiating Materials in Reactors” with a high neutron flux. " M., Atomizdat, 1973, p.136-137. This device includes: a housing containing a sealing unit with an ampoule channel flange and with communications connecting device units located in the reactor core and equipment located outside the core; samples; power rod; supporting flange; site for creating axial force on the samples (hydraulic cylinder); strain gauge sensor for correlation between the pressure in the hydraulic cylinder and the specified axial load stress on the samples.

Устройство позволяет проводить испытания образцов конструкционных материалов на длительную прочность при осевых нагрузках до 250 кг и температурах 350…800°C в ампульном канале реактора.The device allows testing structural samples of materials for long-term strength at axial loads of up to 250 kg and temperatures of 350 ... 800 ° C in the ampoule channel of the reactor.

В описанном устройстве нагрузка от поршня гидроцилиндра посредством силового штока передается на образец (образцы) со стороны приложения нагрузки. Другая сторона образца (образцов), упорная, закреплена к корпусу устройства. Корпус гидроцилиндра жестко закреплен к корпусу устройства посредством опорного неподвижного фланца. Корреляция между давлением в гидроцилиндре и заданным осевым усилием нагрузки на образцы осуществляется с помощью тензометрического датчика, размещенного на силовом штоке непосредственно в корпусе устройства. При понижении давления в гидроцилиндре по регистрации тензометрического датчика, включается насос гидросистемы и осуществляется подпитка системы для повышения давления. Нагрев образцов достигается энерговыделением в образцах при поглощении реакторного излучения. Поддержание заданной температуры в образцах осуществляется охлаждением, циркулирующим гелием в корпусе ампульного канала.In the described device, the load from the piston of the hydraulic cylinder is transmitted through the power rod to the sample (s) from the load side. The other side of the sample (s), resistant, is fixed to the device body. The housing of the hydraulic cylinder is rigidly fixed to the housing of the device by means of a stationary fixed flange. The correlation between the pressure in the hydraulic cylinder and the specified axial force of the load on the samples is carried out using a strain gauge placed on the power rod directly in the device body. When the pressure in the hydraulic cylinder decreases by registering the strain gauge, the hydraulic pump is turned on and the system is charged to increase pressure. Heating of the samples is achieved by energy release in the samples during the absorption of reactor radiation. Maintaining the desired temperature in the samples is carried out by cooling, circulating helium in the housing of the ampoule channel.

Недостатками вышеприведенных устройств являются:The disadvantages of the above devices are:

- Низкая достоверность результатов испытаний на ползучесть трубчатых образцов при получении характеристик от воздействия на них нагрузок с разным соотношением тангенциальных и аксиальных напряжений путем проведения раздельных по времени испытаний.- Low reliability of the results of creep tests of tubular samples when obtaining characteristics from exposure to loads with different ratios of tangential and axial stresses by conducting time-divided tests.

- Область использования ограничена узким диапазоном параметров теплофизических характеристик активной зоны реактора, величины которых соответствуют координатам в месте стационарно расположенного корпуса ампульного канала.- The scope of use is limited to a narrow range of parameters of the thermophysical characteristics of the reactor core, the values of which correspond to the coordinates in the place of the stationary housing of the ampoule channel.

- Затруднены транспортные операции по загрузке-выгрузке устройства и связанные с ними операции по герметизации узлов уплотнений механических, гидравлических, электрических коммуникаций, соединяющих узлы, размещенные в активной зоне реактора и оборудование, размещенное вне активной зоны.- Transport operations for loading and unloading the device and related operations for sealing the seal assemblies of mechanical, hydraulic, electrical communications connecting the nodes located in the reactor core and equipment located outside the core are difficult.

Указанные недостатки обусловлены:These shortcomings are due to:

- наличием одной гирлянды образцов при воздействии на нее растягивающей нагрузки от одного нагружающего устройства;- the presence of one garland of samples when exposed to tensile loads from one loading device;

- наличием большого числа коммуникаций, технологического оборудования и арматуры;- the presence of a large number of communications, technological equipment and fittings;

- размещением только в стационарно расположенном ампульном канале корпуса ядерного реактора.- placement only in a stationary ampoule channel of a nuclear reactor vessel.

Заявляемое техническое решение позволяет повысить достоверность результатов испытаний, при расширении области использования и упрощении конструкции.The claimed technical solution allows to increase the reliability of the test results, while expanding the field of use and simplifying the design.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для испытания материалов в ядерном реакторе содержит корпус и раму, с соосно установленной обоймой, в которой расположен образец для испытания на растяжение, закрепленный верхней частью к обойме. А нижняя его часть установлена в упор к нижнему торцу рамы. Причем верхняя ее часть содержит коромысло, к которому с двух сторон шарнирно закреплены образцы для испытания на растяжение. А их нижние части закреплены к корпусу блока нагрузки, нагружающий шток которого установлен в упор к нижнему торцу обоймы. При этом суммарное усилие на образцах, закрепленных к коромыслу, соответствует усилию на образец, расположенный в обойме.This goal is achieved in that the device for testing materials in a nuclear reactor comprises a housing and a frame, with a coaxially mounted clip, in which a tensile test specimen is mounted, fixed with its upper part to the clip. And its lower part is set in focus to the lower end of the frame. Moreover, its upper part contains a beam, to which samples for tensile testing are pivotally mounted on both sides. And their lower parts are fixed to the housing of the load unit, the loading rod of which is set in focus to the lower end of the cage. In this case, the total force on the samples fixed to the beam corresponds to the force on the sample located in the cage.

Блок нагрузки включает в себя герметичную сильфонную камеру, заполненную газом, расчетное давление во внутренней полости которой соответствует заданному усилию на образцы в условиях проведения реакторных испытаний. Кроме этого он снабжен регулировочным винтом для достижения заданного давления в сильфонной камере.The load unit includes a sealed bellows chamber filled with gas, the design pressure in the inner cavity of which corresponds to a predetermined force on the samples under the conditions of the reactor tests. In addition, it is equipped with an adjusting screw to achieve a given pressure in the bellows chamber.

Образец может быть выполнен в виде гирлянды, состоящей из нескольких образцов последовательно соединенных между собой. А уровни расположения образцов в гирляндах совпадают.The sample can be made in the form of a garland consisting of several samples connected in series with each other. And the levels of arrangement of the samples in the garlands coincide.

Плечи коромысла выполнены в соотношении длин, пропорциональном усилиям растяжения закрепленных к нему образцов.The arms of the rocker arm are made in a ratio of lengths proportional to the tensile forces of the samples fixed to it.

В стенках корпуса выполнена полость, заполненная газом, для обеспечения термоизоляции с целью снижения влияния подогрева от соседних тепловыделяющих сборок ядерного реактораA cavity filled with gas is made in the walls of the body to provide thermal insulation in order to reduce the effect of heating from neighboring fuel assemblies of a nuclear reactor

Корпус содержит отверстия для направленного потока теплоносителя ядерного реактора, который охлаждает наружные поверхности образцов.The housing contains openings for the directed flow of the coolant of a nuclear reactor, which cools the outer surfaces of the samples.

Корпус выполнен разъемным для извлечения образцов и проведения измерений в радиационно-защитной камере с последующей сборкой и установкой в ячейку активной зоны ядерного реактора для продолжения реакторных испытаний.The body is made detachable to extract samples and take measurements in a radiation-shielding chamber with subsequent assembly and installation in the core of a nuclear reactor core to continue reactor tests.

Наличие рамы, с соосно установленной обоймой, в которой расположен образец для испытания на растяжение, закрепленный верхней частью к обойме, а нижняя его часть установлена в упор к нижнему торцу рамы, причем верхняя ее часть содержит коромысло, к которому с двух сторон шарнирно закреплены образцы для испытания на растяжение, а их нижние части закреплены к корпусу блока нагрузки, нагружающий шток которого установлен в упор к нижнему торцу обоймы позволяет одновременно проводить испытания на ползучесть трех трубчатых образцов в одинаковых внешних условиях для получения характеристик от воздействия на них нагрузок с разным соотношением тангенциальных и аксиальных напряжений, используя одно нагружающее устройство.The presence of a frame, with a coaxially mounted holder, in which a tensile test specimen is located, fixed with the upper part to the holder, and its lower part is set against the lower end of the frame, and its upper part contains a beam, to which the samples are articulated from both sides for tensile testing, and their lower parts are fixed to the housing of the load unit, the loading rod of which is set against the lower end of the cage allows simultaneous creep tests of three tubular samples in the same external conditions to obtain characteristics from the effects of loads with different ratios of the tangential and axial stress using one loading device.

Наличие гирлянд, состоящих из нескольких образцов последовательно соединенных между собой, причем уровни расположения образцов в гирляндах совпадают, позволяет проводить испытания образцов для каждого уровня с одинаковыми тангенциальными напряжениями и различными между уровнями в одинаковых внешних условиях.The presence of garlands consisting of several samples connected in series with each other, and the levels of arrangement of the samples in the garlands coincide, allows you to test samples for each level with the same tangential stresses and different between the levels in the same external conditions.

Наличие коромысла, плечи которого выполнены в соотношении длин, пропорциональном усилиям растяжения закрепленных к нему образцов, позволяет проводить испытания образцов для каждой гирлянды образцов с различными аксиальными напряжениями.The presence of a beam, the shoulders of which are made in a ratio of lengths proportional to the tensile forces of the samples attached to it, allows testing of samples for each garland of samples with different axial stresses.

Наличие сильфонной камеры в блоке нагрузки, заполненной газом, расчетное давление во внутренней полости которой соответствует заданному усилию на образцы в условиях проведения реакторных испытаний позволяет воздействовать на образцы постоянной по времени растягивающей нагрузкой.The presence of the bellows chamber in the load block filled with gas, the design pressure in the internal cavity of which corresponds to the specified force on the samples under the conditions of the reactor tests, allows the samples to be subjected to a tensile load that is constant over time.

Наличие регулировочного винта позволяет отрегулировать заданное давление в сильфонной камере, которая воздействует на нагружающий шток.The presence of an adjusting screw allows you to adjust the set pressure in the bellows chamber, which acts on the loading rod.

Наличие в стенках корпуса полости, заполненной газом, позволяет предотвратить влияние неравномерного температурного поля внешней среды на стабильное и равномерное распределение температуры в образцах.The presence of a cavity filled with gas in the walls of the body of the casing prevents the influence of an uneven temperature field of the environment on a stable and uniform temperature distribution in the samples.

Наличие в корпусе отверстий для направленного потока теплоносителя ядерного реактора, который охлаждает наружные поверхности образцов, позволяет поддерживать заданную температуру в образцах, нагрев которых осуществляется энерговыделением в них при поглощении реакторного излучения.The presence in the casing of openings for the directed flow of the coolant of a nuclear reactor, which cools the outer surfaces of the samples, makes it possible to maintain a predetermined temperature in the samples, which are heated by energy release in them when absorbing reactor radiation.

Наличие разъемного соединения в корпусе позволяет многократно использовать устройство, а также извлекать образцы с целью проведения измерений.The presence of a detachable connection in the housing allows you to reuse the device, as well as to extract samples for the purpose of measurements.

Предложенное устройство позволяет проводить реакторное испытание в любой ячейке реактора одновременно трех гирлянд, образцы которых расположены на одном уровне. При этом условия облучения по нейтронному потоку и температуре образцов, расположенных на одном уровне максимально совпадают. Кроме того, возможность приложения к трем гирляндам образцов трех различных нагрузок от одного нагружающего элемента позволяет выявить влияние соотношения тангенциального и аксиального напряжения на характеристики ползучести образцов с максимальной достоверностью при упрощении конструкции.The proposed device allows you to conduct a reactor test in any cell of the reactor simultaneously three garlands, samples of which are located on the same level. In this case, the irradiation conditions for the neutron flux and the temperature of samples located at the same level match as much as possible. In addition, the possibility of applying three different loads from one loading element to three garlands of samples makes it possible to reveal the effect of the ratio of tangential and axial stresses on the creep characteristics of the samples with maximum reliability while simplifying the design.

Новым существенным признаком является форма исполнения узлов и деталей устройства для испытания материалов в ядерном реакторе и их взаимное расположение - рама, с соосно установленной обоймой, в которой расположен образец для испытания на растяжение, закрепленный верхней частью к обойме, а нижняя его часть установлена в упор к нижнему торцу рамы, причем верхняя ее часть содержит коромысло, к которому с двух сторон шарнирно закреплены образцы для испытания на растяжение, а их нижние части закреплены к корпусу блока нагрузки, нагружающий шток которого установлен в упор к нижнему торцу обоймы.A new significant feature is the form of execution of the assemblies and parts of the device for testing materials in a nuclear reactor and their relative position — a frame with a coaxially mounted holder, in which a tensile test specimen is located, fixed with its upper part to the holder, and its lower part is fixed to the lower end of the frame, and its upper part contains a rocker, to which samples for tensile testing are pivotally mounted on both sides, and their lower parts are fixed to the housing of the load unit, loading w ok is set to focus to the lower end of the cage.

Это позволяет сделать вывод, что заявляемое решение обладает новизной.This allows us to conclude that the claimed solution has novelty.

Предложенное решение не следует явным образом из уровня техники, опубликованной в научной и технической литературе, совокупность признаков обеспечивает новые свойства, что позволяет сделать вывод, что заявляемое решение соответствует критерию изобретательский уровень.The proposed solution does not follow explicitly from the prior art published in the scientific and technical literature, the combination of features provides new properties, which allows us to conclude that the claimed solution meets the criterion of inventive step.

Перечень фигур графического изображения: на чертеже рис.1 изображен продольный разрез устройства для испытания материалов в ядерном реакторе; на чертеже рис.2 изображена схема устройства для испытания материалов в ядерном реакторе.The list of figures of the graphic image: the drawing of Fig. 1 shows a longitudinal section of a device for testing materials in a nuclear reactor; the drawing of Fig. 2 shows a diagram of a device for testing materials in a nuclear reactor.

Устройство для испытания материалов в ядерном реакторе содержит корпус 1, раму 2, с соосно установленной обоймой 3, в которой расположена гирлянда с трубчатыми образцами 4, заполненные газом с заданным давлением. Верхняя часть гирлянды с трубчатыми образцами 4 закреплена к обойме 3, а нижняя часть установлена в упор к нижнему торцу рамы 2. Верхняя часть рамы 2 содержит коромысло 5, к которому с двух сторон шарнирно закреплены гирлянды с трубчатыми образцами 4, заполненные газом с заданным давлением. А их нижние части закреплены к корпусу блока нагрузки 6, нагружающий шток 7 которого установлен в упор к нижнему торцу обоймы 3. Причем плечи коромысла 5 выполнены в соотношении длин, пропорциональном усилиям растяжения закрепленных к нему образцов 4. При этом суммарное усилие на образцах 4 в гирляндах, закрепленных к коромыслу 5, соответствует усилию на образцы 4 гирлянды, расположенной в обойме 3. Блок нагрузки 6 включает в себя герметичную сильфонную камеру 8, заполненную газом, расчетное давление во внутренней полости которой соответствует заданному усилию на образцы в условиях проведения реакторных испытаний. Кроме этого он снабжен регулировочным винтом 9 для достижения заданного давления в сильфонной камере 8.A device for testing materials in a nuclear reactor comprises a housing 1, a frame 2, with a coaxially mounted ferrule 3, in which there is a garland with tubular samples 4, filled with gas with a given pressure. The upper part of the garland with tubular samples 4 is fixed to the yoke 3, and the lower part is fixed against the lower end of the frame 2. The upper part of the frame 2 contains a rocker 5, to which the garlands with tubular samples 4 are pivotally fixed, filled with gas with a given pressure . And their lower parts are fixed to the body of the load block 6, the loading rod 7 of which is mounted in abutment against the lower end of the yoke 3. Moreover, the arms of the rocker arm 5 are made in the ratio of lengths proportional to the tensile forces of the specimens fixed to it 4. Moreover, the total force on the specimens is 4 garlands fixed to the beam 5, corresponds to the force on the samples 4 of the garland located in the holder 3. The load unit 6 includes a sealed bellows chamber 8 filled with gas, the calculated pressure in the inner cavity of which corresponds adannomu force on the samples under the conditions of reactor tests. In addition, it is equipped with an adjusting screw 9 to achieve a given pressure in the bellows chamber 8.

Устройство для испытания материалов в ядерном реакторе работает следующим образом.A device for testing materials in a nuclear reactor works as follows.

Для реакторных испытаний материалов на ползучесть используются газонаполненные трубчатые образцы с заданными значениями давления. Заданное растягивающее усилие от нагружающего элемента - сильфонной камеры 8 блока нагрузки 6 передается к центральной гирлянде образцов 4 посредством нагружающего штока 7 и обоймы 3. При этом на образцы 4 центральной гирлянды воздействует заданное растягивающее усилие. Нижняя часть центральной гирлянды образцов 4, установленная в упор к нижнему торцу рамы 2, передает через нее заданное усилие к оси коромысла 5 и затем распределяется в соотношении, пропорциональном длинам плеч коромысла на две периферийные гирлянды образцов 4, нижние части которых закреплены к корпусу блока нагрузки 6. Перед загрузкой устройства в реактор регулировочным винтом 9 устанавливают заданное давление в сильфонной камере 8. Нагрев образцов в процессе проведения реакторных испытаний осуществляется энерговыделением в них при поглощении реакторного излучения. Поддержание заданной температуры в образцах осуществляется охлаждением теплоносителем первого контура реактора, который через отверстия в корпусе 1 создает поток во внутренней полости устройства и контактирует с наружными поверхностями образцов 4. Для снижения влияния подогрева от соседних ТВС в стенках корпуса 1 выполнена полость, заполненная газом, для обеспечения термоизоляции. При плановых остановах реактора устройство извлекается из реактора и транспортируется в радиационно-защитную камеру. В радиационно-защитной камере устройство разбирается с соблюдением предусмотренных процедур. После проведения измерений образцов устройство собирается и устанавливается в ячейку активной зоны реактора для продолжения реакторных испытаний.For reactor creep testing of materials, gas-filled tubular samples with specified pressure values are used. The predetermined tensile force from the loading element, the bellows chamber 8 of the load block 6, is transmitted to the central garland of samples 4 by means of the loading rod 7 and the holder 3. In this case, the predetermined tensile force acts on the samples 4 of the central garland. The lower part of the central garland of samples 4, mounted against the lower end of the frame 2, transmits through it a predetermined force to the axis of the beam 5 and then is distributed in a ratio proportional to the length of the arms of the beam to two peripheral garlands of samples 4, the lower parts of which are fixed to the housing of the load block 6. Before loading the device into the reactor, the set pressure in the bellows chamber is set with the adjusting screw 9. The samples are heated during the reactor tests by energy release in them when schenii reactor radiation. The specified temperature in the samples is maintained by cooling with the coolant of the reactor primary circuit, which through the openings in the housing 1 creates a flow in the internal cavity of the device and contacts the external surfaces of the samples 4. To reduce the effect of heating from adjacent fuel assemblies, a cavity filled with gas is made in the walls of the housing 1, for providing thermal insulation. During planned shutdowns of the reactor, the device is removed from the reactor and transported to the radiation protection chamber. In a radiation protective chamber, the device is disassembled in compliance with the procedures provided. After measuring the samples, the device is assembled and installed in the cell of the reactor core to continue the reactor tests.

Устройство для испытания материалов в ядерном реакторе позволяет проводить реакторное испытание в любой ячейке реактора одновременно трех гирлянд, образцы которых расположены на одном уровне. При этом условия облучения по нейтронному потоку и температуре образцов, расположенных на одном уровне максимально совпадают. Кроме того, возможность приложения к трем гирляндам образцов трех различных нагрузок от одного нагружающего элемента позволяет выявить влияние соотношения тангенциального и аксиального напряжения на характеристики ползучести образцов с максимальной достоверностью при упрощении конструкции, применив в устройстве, размещенную в корпусе раму, с соосно установленной обоймой, в которой расположен образец для испытания на растяжение, закрепленный верхней частью к обойме. Нижняя его часть установлена в упор к нижнему торцу рамы. Причем верхняя часть рамы содержит коромысло, к которому с двух сторон шарнирно закреплены образцы для испытания на растяжение. А их нижние части закреплены к корпусу блока нагрузки, нагружающий шток которого установлен в упор к нижнему торцу обоймы. При этом суммарное усилие на образцах в гирляндах, закрепленных к коромыслу, соответствует усилию на образцы гирлянды, расположенной в обойме. А также, блок нагрузки может включать в себя герметичную сильфонную камеру, заполненную газом, расчетное давление во внутренней полости которой соответствует заданному усилию на образцы в условиях проведения реакторных испытаний и снабжен регулировочным винтом для достижения заданного давления в сильфонной камере. Кроме этого образец может быть выполнен в виде гирлянды, состоящей из нескольких образцов последовательно соединенных между собой. А плечи коромысла выполнены в соотношении длин, пропорциональном усилиям растяжения закрепленных к нему образцов. То есть, позволяет повысить достоверность результатов испытаний, при расширении области использования и упрощении конструкции.A device for testing materials in a nuclear reactor allows you to conduct a reactor test in any cell of the reactor at the same time three garlands, samples of which are located on the same level. In this case, the irradiation conditions for the neutron flux and the temperature of samples located at the same level match as much as possible. In addition, the possibility of applying three different loads from one loading element to three garlands of samples makes it possible to reveal the influence of the ratio of tangential and axial stress on the creep characteristics of the samples with maximum reliability while simplifying the design, using a frame with a coaxially mounted clip in the device located in the housing which is the sample for tensile testing, fixed with the upper part to the cage. Its lower part is set in focus to the lower end of the frame. Moreover, the upper part of the frame contains a beam, to which samples for tensile testing are pivotally mounted on both sides. And their lower parts are fixed to the housing of the load unit, the loading rod of which is set in focus to the lower end of the cage. In this case, the total force on the samples in the garlands fixed to the beam corresponds to the force on the samples of the garland located in the holder. And also, the load unit may include a sealed bellows chamber filled with gas, the design pressure in the internal cavity of which corresponds to a predetermined force on the samples in the conditions of the reactor tests and is equipped with an adjusting screw to achieve a given pressure in the bellows chamber. In addition, the sample can be made in the form of a garland consisting of several samples connected in series with each other. And the arms of the rocker arm are made in a ratio of lengths proportional to the tensile forces of the samples fixed to it. That is, it allows to increase the reliability of the test results, while expanding the scope of use and simplifying the design.

Claims (9)

1. Устройство для испытания материалов в ядерном реакторе, включающее корпус и раму, с соосно установленной обоймой, в которой расположен образец для испытания на растяжение, закрепленный верхней частью к обойме, а нижняя его часть установлена в упор к нижнему торцу рамы, причем верхняя часть рамы содержит коромысло, к которому с двух сторон шарнирно закреплены образцы для испытания на растяжение, а их нижние части закреплены к корпусу блока нагрузки, нагружающий шток которого установлен в упор к нижнему торцу обоймы.1. A device for testing materials in a nuclear reactor, comprising a housing and a frame, with a coaxially mounted holder, in which there is a tensile test specimen, fixed with the upper part to the holder, and its lower part mounted against the lower end of the frame, the upper part the frame contains a beam, to which samples for tensile testing are pivotally mounted on both sides, and their lower parts are fixed to the housing of the load unit, the loading rod of which is mounted against the lower end of the cage. 2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что блок нагрузки включает в себя герметичную сильфонную камеру, заполненную газом, расчетное давление во внутренней полости которой соответствует заданному усилию на образцы в условиях проведения реакторных испытаний.2. The device according to claim 1, characterized in that the load unit includes a sealed bellows chamber filled with gas, the design pressure in the internal cavity of which corresponds to a predetermined force on the samples under the conditions of the reactor tests. 3. Устройство по п.2, характеризующееся тем, что блок нагрузки дополнительно снабжен регулировочным винтом для достижения заданного давления в сильфонной камере.3. The device according to claim 2, characterized in that the load unit is additionally equipped with an adjusting screw to achieve a given pressure in the bellows chamber. 4. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что образец может быть выполнен в виде гирлянды, состоящей из нескольких образцов последовательно соединенных между собой.4. The device according to claim 1, characterized in that the sample can be made in the form of a garland consisting of several samples connected in series with each other. 5. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что уровни расположения образцов в гирляндах совпадают.5. The device according to claim 1, characterized in that the levels of arrangement of the samples in the garlands coincide. 6. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что плечи коромысла выполнены в соотношении длин, пропорциональном усилиям растяжения закрепленных к нему образцов.6. The device according to claim 1, characterized in that the rocker arms are made in a ratio of lengths proportional to the tensile forces of the samples fixed to it. 7. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что в стенках корпуса выполнена полость, заполненная газом, для обеспечения термоизоляции.7. The device according to claim 1, characterized in that a cavity filled with gas is made in the walls of the housing to provide thermal insulation. 8. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что корпус содержит отверстия для направленного потока теплоносителя, который охлаждает наружные поверхности образцов.8. The device according to claim 1, characterized in that the housing contains holes for a directed flow of coolant, which cools the outer surfaces of the samples. 9. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что корпус выполнен разъемным. 9. The device according to claim 1, characterized in that the housing is detachable.
RU2012153581/28A 2012-12-11 2012-12-11 Device to test materials in nuclear reactor RU2525678C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012153581/28A RU2525678C2 (en) 2012-12-11 2012-12-11 Device to test materials in nuclear reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012153581/28A RU2525678C2 (en) 2012-12-11 2012-12-11 Device to test materials in nuclear reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012153581A RU2012153581A (en) 2014-06-20
RU2525678C2 true RU2525678C2 (en) 2014-08-20

Family

ID=51213605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012153581/28A RU2525678C2 (en) 2012-12-11 2012-12-11 Device to test materials in nuclear reactor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2525678C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112951473A (en) * 2021-01-26 2021-06-11 中国原子能科学研究院 Irradiation device structure

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2244284C1 (en) * 2003-04-14 2005-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации - Научно-исследовательский институт атомных реакторов" Device for testing materials in nuclear reactor
RU80946U1 (en) * 2008-11-06 2009-02-27 Открытое акционерное общество "Государственный научный центр-Научно-исследовательский институт атомных реакторов" DEVICE FOR TESTING MATERIALS IN A NUCLEAR REACTOR
RU101255U1 (en) * 2010-07-02 2011-01-10 Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" DEVICE FOR TESTING IN THE RESEARCH NUCLEAR REACTOR OF TVELS IN THE MODE OF PULSE POWER INCREASE
RU101257U1 (en) * 2010-05-20 2011-01-10 Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" DEVICE FOR TESTING IN THE RESEARCH NUCLEAR REACTOR OF TVELS IN THE MODE OF PULSE POWER INCREASE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2244284C1 (en) * 2003-04-14 2005-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации - Научно-исследовательский институт атомных реакторов" Device for testing materials in nuclear reactor
RU80946U1 (en) * 2008-11-06 2009-02-27 Открытое акционерное общество "Государственный научный центр-Научно-исследовательский институт атомных реакторов" DEVICE FOR TESTING MATERIALS IN A NUCLEAR REACTOR
RU101257U1 (en) * 2010-05-20 2011-01-10 Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" DEVICE FOR TESTING IN THE RESEARCH NUCLEAR REACTOR OF TVELS IN THE MODE OF PULSE POWER INCREASE
RU101255U1 (en) * 2010-07-02 2011-01-10 Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" DEVICE FOR TESTING IN THE RESEARCH NUCLEAR REACTOR OF TVELS IN THE MODE OF PULSE POWER INCREASE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012153581A (en) 2014-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100423739B1 (en) Instrumented Capsule for Materials Irradiation Tests in Research Reactor
CN112951473A (en) Irradiation device structure
KR101457266B1 (en) Spent Fuel Integrity Test Facility under Accelerator Condition
RU2525678C2 (en) Device to test materials in nuclear reactor
Sepold et al. Reflooding experiments with LWR-type fuel rod simulators in the QUENCH facility
KR101071416B1 (en) Capsule for high-temperature irradiation
RU80946U1 (en) DEVICE FOR TESTING MATERIALS IN A NUCLEAR REACTOR
Rempe et al. New sensors for in-pile temperature measurement at the advanced test reactor national scientific user facility
RU2244284C1 (en) Device for testing materials in nuclear reactor
KR100945022B1 (en) Instrumented capsule for irradiation test of material on or hole of research reactor
Rempe et al. ATR NSUF instrumentation enhancement efforts
Ueta et al. R&D plan for development of oxidation-resistant graphite and investigation of oxidation behavior of SiC coated fuel particle to enhance safety of HTGR
KR20160115550A (en) Apparatus for severe accident survivablity assessment of nuclear plant devices by specimen movement in temperature gradient region and method for severe accident survivablity assessment of nuclear plant devices using the same
RU2533749C1 (en) Device for testing materials in nuclear reactor
KR20130039906A (en) The sealing and leak test method of an irradiation test fuel equipped with high temperature thermocouple
RU2507497C1 (en) Device to load and test samples in channel of nuclear reactor
RU2510537C1 (en) Device for testing materials in nuclear reactor
Blandin et al. Fuel and material irradiation hosting systems in the Jules Horowitz Reactor
KR100876669B1 (en) The Irradiation-fatigue capsule for a fatigue test of material at the research reactor HANARO
Stuckert et al. Experimental results of the commissioning bundle test QUENCH-L0 performed in the framework of the QUENCH-LOCA program
RU2526328C1 (en) Ampoule device for in-reactor analysis
Stuckert et al. Influence of the temperature history on secondary hydriding and mechanical properties of zircaloy-4 claddings: An analysis of the QUENCH-LOCA bundle tests
RU2781552C1 (en) Ampoule irradiation device for reactor research
Foster et al. Irradiation creep and irradiation stress relaxation of 316 and 304L stainless steels in thermal and fast neutron spectrum reactors
Migdal et al. ISHTAR thermostatic irradiation device for advanced nuclear technologies research in the Maria reactor