[發(fā)明專利]一種燃料棒裂變產(chǎn)物釋放模擬裝置及其使用方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011015176.6 | 申請日： | 2020-09-24 |
| 公開（公告）號： | CN112037950B | 公開（公告）日： | 2022-02-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 胡鈺文;宮厚軍;楊祖毛;李朋洲;卓文彬;昝元鋒;李勇;黎陽 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國核動力研究設(shè)計院 |
| 主分類號： | G21C17/00 | 分類號： | G21C17/00;G21C1/00 |
| 代理公司： | 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220 | 代理人： | 林菲菲 |
| 地址： | 610000 四川省*** | 國省代碼： | 四川;51 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 燃料 裂變 產(chǎn)物 釋放 模擬 裝置 及其 使用方法 | ||
1.一種燃料棒裂變產(chǎn)物釋放模擬裝置，其特征在于，該模擬裝置包括加熱爐（1）、坩堝（2）和燃料棒模擬體（3）；
其中，所述燃料棒模擬體（3）用于模擬原型燃料元件的包殼與芯塊；
所述坩堝（2）用于支撐燃料棒模擬體（3），同時提供氣體循環(huán)流道，在燃料棒模擬體（3）熔化時能夠包容液態(tài)熔融物，防止熔融物損傷加熱爐（1）；
所述加熱爐（1）用于對燃料棒模擬體（3）加熱；
所述加熱爐（1）由加熱爐體（1-4）和加熱爐蓋（1-2）構(gòu)成；
所述加熱爐體（1-4）內(nèi)側(cè)壁布置有加熱器（1-5），所述加熱爐蓋（1-2）頂部設(shè)置有加熱器接口（1-1）；
所述加熱器（1-5）采用石墨加熱器，所述加熱器接口（1-1）用于連接激光加熱器；
所述坩堝（2）側(cè)壁面不同高度布置有氣體循環(huán)流道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬裝置，其特征在于，所述加熱爐蓋（1-2）與加熱爐體（1-4）頂部密封連接，所述加熱爐蓋（1-2）頂部設(shè)置有加熱器接口（1-1），所述加熱爐體（1-4）底部設(shè)置有氣體入口（1-6），所述加熱爐體（1-4）側(cè)壁面不同高度布置有氣體采樣接口（1-3）。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模擬裝置，其特征在于，所述加熱爐體（1-4）外壁為由硬氈、軟氈共同組成的復合保溫層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬裝置，其特征在于，所述燃料棒模擬體（3）由模擬包殼和模擬芯塊（3-4）構(gòu)成；
所述模擬包殼由包殼管（3-3）、頂部端蓋（3-2）和底部端蓋構(gòu)成（3-6）；
所述包殼管（3-3）頂端與頂部端蓋（3-2）密封連接；所述包殼管（3-3）底端與底部端蓋（3-6）密封連接，以實現(xiàn)模擬包殼內(nèi)部空間的密封，從而構(gòu)建模擬芯塊與模擬包殼間的氣隙；
所述頂部端蓋（3-2）的蓋體至少部分設(shè)置為用于頂部加熱激光通過的視窗；
所述模擬芯塊（3-4）承托于模擬包殼底部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬裝置，其特征在于，所述頂部端蓋（3-2）采用氧化鋯材料；
所述包殼管（3-3）材料與原型燃料元件包殼材料一致，所述包殼管材料采用Zr-4鋯合金、ZIRLO鋯合金、M5鋯合金或N36鋯合金；
所述底部端蓋（3-6）采用燒結(jié)UO2，用于模擬底部芯塊對上部芯塊的承托作用，同時包容高溫模擬芯塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬裝置，其特征在于，所述模擬芯塊（3-4）采用裂變產(chǎn)物元素單質(zhì)與UO2燒結(jié)而成；
所述模擬芯體（3-4）頂部設(shè)置有同心槽，用以增加激光加熱功率，同時保證加熱功率的均勻分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬裝置，其特征在于，
所述坩堝（2）采用氧化鋯材料。
8.一種如權(quán)利要求1-7任一項所述的模擬裝置的使用方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
實驗前：模擬芯塊（3-4）的制備以及模擬裝置的裝配；
進行實驗：通過外部氣體循環(huán)系統(tǒng)通過加熱爐體（1-4）緩底部的氣體入口（1-6）構(gòu)建爐內(nèi)氣氛；之后慢提高石墨加熱器（1-5）的加熱功率，使燃料棒模擬體（3）按照預定工況升溫；當爐體內(nèi)溫度達到1700℃以后，啟動頂部激光加熱器對模擬芯塊（3-4）進行直接加熱；隨著模擬芯塊（3-4）的溫度上升，模擬包殼逐漸融化，當達到模擬芯塊（3-4）熔點后，模擬芯塊（3-4）融化；在融化過程中，高溫條件下裂變產(chǎn)物、模擬芯塊（3-4）和模擬包殼之間不斷相互作用，裂變產(chǎn)物逐漸釋放，并隨著循環(huán)氣體經(jīng)氣體采樣接口（1-3）進入在線分析儀，即可實時獲得不同種類裂變產(chǎn)物分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述模擬芯塊（3-4）的制備以及模擬裝置的裝配具體過程包括：
根據(jù)研究裂變產(chǎn)物對象，在保護氣體氛圍中使用高溫燒結(jié)的方式將各元素單質(zhì)與UO2相互結(jié)合，以模擬燃料棒中輻照條件下裂變產(chǎn)物在燃料芯塊中積累過程；完成燒結(jié)后，對燒結(jié)而成的芯塊模擬體進行測量，以獲得模擬芯塊中各元素單質(zhì)的份額；燒結(jié)完成后，在芯塊頂部加工同心槽，從而獲得如權(quán)利要求1-8任一項所述的模擬裝置中的模擬芯塊（3-4）；
在手套箱中，將底部端蓋（3-6）密封安裝在包殼管（3-3）底端，再將加工完成的模擬芯塊（3-4）豎直放置于底部端蓋（3-6）上，在包殼管（3-3）頂端密封安裝頂部端蓋（3-2），完成燃料棒模擬體（3）的裝配；
將裝配完成的燃料棒模擬體（3）豎直放置于坩堝（2）的中心，然后將坩堝（2）以及燃料棒模擬體（3）整體豎直放置于加熱爐（1）內(nèi)。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于中國核動力研究設(shè)計院，未經(jīng)中國核動力研究設(shè)計院許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202011015176.6/1.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
- 上一篇：一種用于超纖皮革生產(chǎn)的輥熨平展機
- 下一篇：一種建筑攪拌機
