[發明專利]鈉冷快堆結構材料輻照罐

無效

• 申請號: 201310222313.7
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN104240787A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 徐西安;黃晨;張培升;張汝嫻;馬勇哲;徐寶玉
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: G21K5/08
• 分類號: G21K5/08;G01N23/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

?本發明涉及一種利用反應堆內核輻射測量材料輻照性能的測量裝置，特別涉及一種鈉冷快堆結構材料輻照罐。

背景技術

材料輻照性能是核電站材料最重要的使用性能之一，應用于核電站中任何輻射場所的新材料都需要進行輻照考驗，以掌握其輻照性能。

快中子研究堆中核裂變產生的快中子場為加速完成核材料輻照考驗提供了輻照場所。開展材料輻照考驗，需要結合研究堆的輻照條件，并根據輻照材料的樣品尺寸、輻照溫度及損傷劑量等具體要求，研制獨特的輻照裝置。各國的試驗堆上都建立了獨特的輻照技術，并以此為基礎，進行了大量反應堆材料的輻照試驗研究。例如美國阿貢實驗室的快中子試驗堆EBR－Ⅱ，在建成后經過改造，成了美國研究材料輻照效應的有力工具。在1965至1975年EBR－Ⅱ堆上共完成了6378次輻照試驗，輻照樣品包括氧化物燃料、其它鈉冷快堆燃料、驅動燃料、包殼和結構材料以及控制材料等。

輻照技術已發展為專門的核工程技術，其技術特點集中反映在輻照裝置的設計上。輻照裝置的分類方法很多，最重要的是按傳熱途徑分類。1）直接或間接用一回路冷卻劑冷卻的稱為輻照罐：直接的是指開式輻照罐，樣品與冷卻劑直接接觸；間接的是指閉式輻照罐，樣品與冷卻劑之間有傳熱介質。2）獨立于堆冷卻系統而自備小回路冷卻的，稱輻照回路。快中子實驗堆由于結構和冷卻劑的特殊性，主要依靠輻照罐進行輻照試驗。

理論上，輻照罐大致可分為兩種：帶有測量儀器的輻照罐和無測量儀器的輻照罐。前者在輻照中，能測量或控制各部位溫度、壓力、變形等參數，結構較復雜；而后者無在線測量功能，結構相對簡單。輻照罐的設計要考慮物理、熱工、結構、水力自緊以及測量要求。輻照罐在堆內的導熱，是依靠改變罐和輻照孔道之間的間隙，以及改變罐壁的傳熱面積來進行的。輻照罐軸向溫度分布不均勻性的解決辦法可將輻照罐設計成階梯形，改變裝置的各部分和孔道之間的間隙，以調平溫度分布。

輻照試驗最為重要的監測參數是溫度和中子注量。在線溫度測量通常采用熱電偶，選擇熱電偶材料取決于使用溫度，熱電偶熱點與測溫點的聯結，必須牢靠，通常采用點焊或壓緊固定。在不帶測量儀表的輻照罐中，溫度、中子注量監測采用非在線的方法，溫度檢測常用的方法是利用材料的溫度效應，在輻照試驗后予以測量反推輻照溫度，例如采用共晶合金，根據其輻照后的狀態及微觀結構判斷輻照溫度；積分注量常用探測片實測，較計算法準確。快中子積分注量的測量采用鎳、鐵、鎢等做探測片，也有用二氧化硅測快中子積分注量的報道。

由于鈉冷快堆結構的特殊性，首先考慮的應是非在線測量的輻照罐，然而由于鈉冷快堆技術尚在發展之中，可供參考的公開文獻極為有限，至今沒有發現較為適于應用的此類輻照罐，因此基于實際需要，應研制一種方便適用的鈉冷快堆結構材料輻照罐。

發明內容

為解決現有技術中沒有方便適用的鈉冷快堆結構材料輻照罐的問題，本發明提供了一種鈉冷快堆結構材料輻照罐，具體如下：

該鈉冷快堆結構材料輻照罐包括外筒體、內筒體和中心管；所述內筒體內部底端設有下蓋片，內筒體內部開口端設有上蓋片，下蓋片和上蓋片均為多孔板；中心管位于內筒體內部中央，其兩端分別固定于下蓋片和上蓋片中心位置，中心管兩端分別設有上端塞和下端塞，中心管管壁開孔；中心管與內筒體之間設有樣品管放置區域；內筒體開口端設有接頭，接頭為中空結構，接頭底端套在內筒體內部，接頭底端內緣倒角，接頭頂部開口，開口周圍內壁采用斜面設計；接頭頂部開口端設有密封塞和螺帽，螺帽通過壓緊管壓住密封塞實現接頭和內筒體的密封，螺帽外部設有內端蓋；外筒體位于內筒體、接頭和內端蓋組成的整體結構外部，其頂端設有外端蓋；所述內筒體內部充有液鈉，接頭的中空部分充有氬氣，內筒體和外筒體之間充有氦氣，中心管內設有用于溫度監測的共晶合金，外筒體外部設有均勻分布的用于中子注量測量的探測片；其中，內筒體與接頭之間、接頭與內端蓋之間以及外筒體與外端蓋之間的連接方式為焊接，所述外筒體和內筒體的材料為不銹鋼。

所述上端塞通過壓扁螺母與上蓋片連接為優選。

所述鈉冷快堆結構材料輻照罐在使用時可以在軸向位置布置兩個以上，使用環境為堆芯活性區。

本發明的鈉冷快堆結構材料輻照罐的功能和特點如下：

1.與鈉冷快堆堆芯條件相匹配：本發明的鈉冷快堆結構材料輻照罐便于放入外形與鈉冷快堆堆芯組件相同的容器內使用，此時的結構與現有操作系統相匹配，便于入堆、出堆的操作。