本發(fā)明屬于核電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種實(shí)驗(yàn)快堆用含镎嬗變?cè)囼?yàn)組件。

背景技術(shù)：
中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆（CEFR）建成后，將成為快堆技術(shù)研究的試驗(yàn)平臺(tái)，其中很重要的一部分內(nèi)容就是進(jìn)行新型燃料和結(jié)構(gòu)材料的輻照試驗(yàn)，而作為燃料循環(huán)戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)，研究和掌握長(zhǎng)壽命核素在快堆中的嬗變規(guī)律也成為當(dāng)務(wù)之急。含镎嬗變組件就是為此目的而設(shè)計(jì)研制的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為研究和掌握镎芯塊在實(shí)驗(yàn)快堆中的嬗變規(guī)律，本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)驗(yàn)快堆用含镎嬗變?cè)囼?yàn)組件，通過(guò)采用該試驗(yàn)組件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可獲得該組件的主要技術(shù)參數(shù)，并且該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)保證了含镎嬗變?cè)囼?yàn)組件與堆芯其它組件的匹配。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種實(shí)驗(yàn)快堆用含镎嬗變?cè)囼?yàn)組件，包括依次固接的操作頭、上過(guò)渡接頭、外套管、下過(guò)渡接頭、管腳及管腳接頭，所述外套管內(nèi)下端設(shè)有柵板格架，所述柵板格架與所述外套管固接；所述外套管內(nèi)設(shè)有靶元件組合件，所述靶元件組合件的上端與上過(guò)渡接頭固接。進(jìn)一步，所述靶元件組合件包括上柵板和固接在上柵板下表面的小六角管，所述小六角管內(nèi)設(shè)有相互固接的上套管和下套管，所述上套管的上端與所述上柵板固接；所述上套管與所述下套管的連接處內(nèi)部設(shè)有上隔板，所述下套管內(nèi)的下端設(shè)有下隔板；所述上隔板與下隔板之間設(shè)有镎棒，所述镎棒的上端插入上隔板，下端插入下隔板并與其固定連接。進(jìn)一步，所述上隔板與所述上柵板之間設(shè)有溫度監(jiān)測(cè)器，所述溫度監(jiān)測(cè)器上端插入上柵板、下端插入上隔板。進(jìn)一步，所述下套管外壁沿軸向上設(shè)有長(zhǎng)槽，所述長(zhǎng)槽內(nèi)設(shè)有中子通量監(jiān)測(cè)器。進(jìn)一步，所述外套管與所述小六角管之間設(shè)有不銹鋼元件，所述不銹鋼元件下端固定在柵板格架上；所述不銹鋼元件包括包殼管和焊接包殼管兩端的端塞，包殼管內(nèi)部分為氣腔和實(shí)體兩部分，對(duì)應(yīng)于堆芯活性區(qū)的位置為氣腔，其余均為不銹鋼實(shí)體。進(jìn)一步，所述镎棒為包殼管，所述包殼管兩端用端塞焊接；所述包殼管內(nèi)設(shè)有含镎芯塊，所述含镎芯塊由端塞和壓緊彈簧定位。進(jìn)一步，所述管腳上面設(shè)有冷卻劑入口，管腳上、下部設(shè)有密封槽。進(jìn)一步，所述上柵板、上隔板和下隔板上均設(shè)有冷卻劑流通孔，所述操作頭上設(shè)有冷卻劑出口。本發(fā)明的有益效果在于：（1）采用本發(fā)明所加工制造的含镎嬗變?cè)囼?yàn)組件可放入實(shí)驗(yàn)快堆堆芯第一排不銹鋼反射層組件的位置進(jìn)行輻照試驗(yàn)；（2）通過(guò)該實(shí)驗(yàn)獲得該試驗(yàn)組件的主要技術(shù)參數(shù)，為镎元素的使用提供了可靠的數(shù)據(jù)；（3）該試驗(yàn)組件保證了與堆芯其它組件、堆芯組件換料系統(tǒng)以及堆芯下柵板結(jié)構(gòu)的匹配。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明實(shí)驗(yàn)快堆用含镎嬗變?cè)囼?yàn)組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中A-A向剖視圖；圖3是圖1中靶元件組合件的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。如圖1、2所示，本發(fā)明所提供的實(shí)驗(yàn)快堆用含镎嬗變?cè)囼?yàn)組件，包括依次固接的操作頭1、上過(guò)渡接頭2、外套管4、下過(guò)渡接頭7、管腳8及管腳接頭9。外套管4內(nèi)下端固設(shè)有柵板格架6；外套管4內(nèi)設(shè)有靶元件組合件3，所述靶元件組合件3的上端與上過(guò)渡接頭2固接；外套管4與靶元件組合件3之間設(shè)有兩圈不銹鋼元件5，不銹鋼元件5固定在柵板格架6上。其中，操作頭1是裝卸操作時(shí)CEFR換料機(jī)抓取組件的接口，上面設(shè)置冷卻劑出口。上過(guò)渡接頭2的橫截面為六邊形，用于操作頭1與外套管4之間的外形的過(guò)渡轉(zhuǎn)換，六個(gè)角的部位設(shè)置凸塊，起到與周圍組件之間徑向定位的作用。上端與操作頭1之間通過(guò)螺紋和銷釘連接，下端與靶元件組合件3以及外套管4焊接。外套管4是橫截面為六邊形的支撐套管，用于包容組件的核心部分。不銹鋼元件5包括包殼管和焊接在包殼管兩端的端塞，內(nèi)充常壓氦氣。每個(gè)包殼管內(nèi)分為氣腔和實(shí)體兩部分，對(duì)應(yīng)堆芯活性區(qū)的位置為450mm長(zhǎng)的氣腔，其余均為不銹鋼實(shí)體。柵板格架6焊接在外套管4上，采用蒜頭形截面的柵板格架，將不銹鋼元件5的下端沿開槽推入柵板格架即可實(shí)現(xiàn)軸向定位，不需要焊接。下過(guò)渡接頭7與外套管4焊接，用于外形過(guò)渡轉(zhuǎn)換，并與堆芯的固定組件小柵板聯(lián)箱的插孔之間形成球錐密封。管腳8與下過(guò)渡接頭7通過(guò)螺紋連接并焊接，上面設(shè)置冷卻劑入口；管腳上、下部設(shè)有松枝形密封槽，可以控制冷卻劑通過(guò)組件外部的漏流量。管腳接頭9與管腳8之間通過(guò)螺紋連接并焊接，在管腳接頭上設(shè)置若干圓形節(jié)流片，節(jié)流片上對(duì)稱開設(shè)有水平方向矩形槽，相鄰節(jié)流片上開設(shè)有垂直方向矩形槽。如圖3所示，靶元件組合件3包括上柵板31和固接在上柵板31下表面的小六角管32，小六角管32內(nèi)設(shè)有相互固接的上套管33和下套管34，上套管33的上端與上柵板31固接；上套管33與下套管34的連接處內(nèi)部設(shè)有上隔板35，下套管內(nèi)的下端設(shè)有下隔板36；上隔板與下隔板之間設(shè)有镎棒37，镎棒37的上端插入上隔板35，下端插入下隔板36并與其固定連接。上隔板與上柵板之間均布設(shè)有三個(gè)溫度監(jiān)測(cè)器38，溫度監(jiān)測(cè)器38上端插入上柵板31，下端插入上隔板35。下套管外壁沿軸向上對(duì)應(yīng)于活性區(qū)的位置，均布設(shè)有三個(gè)長(zhǎng)槽，所述三個(gè)長(zhǎng)槽內(nèi)設(shè)有三個(gè)中子通量監(jiān)測(cè)器39，中子通量監(jiān)測(cè)器兩端加卡箍焊接固定。其中，镎棒37采用外徑6.0mm，壁厚0.4mm的包殼管，兩端與端塞焊接，內(nèi)部充入0.11～0.13MPa氦氣，外面纏有繞絲。镎棒的內(nèi)部設(shè)有含镎芯塊，含镎芯塊長(zhǎng)96mm，依靠?jī)啥硕巳蛪壕o彈簧定位。芯塊中二氧化镎的質(zhì)量百分比含量為5%，其余為貧鈾。三個(gè)溫度監(jiān)測(cè)器，均由φ6.0×0.4mm包殼管與端塞焊接而成，內(nèi)充0.1MPa氦氣，內(nèi)置不同成分的共晶合金，可監(jiān)測(cè)溫度范圍為500～640℃。三個(gè)中子通量監(jiān)測(cè)器，其結(jié)構(gòu)與溫度監(jiān)測(cè)器相似，內(nèi)置裝有成套中子活化探測(cè)片的石英管。為了保證實(shí)驗(yàn)快堆用含镎嬗變?cè)囼?yàn)組件的冷卻問(wèn)題，在管腳上面設(shè)有冷卻劑的流入口，上柵板、上隔板和下隔板上均設(shè)置冷卻劑流通孔，操作頭上設(shè)有冷卻劑的流出口。其中，CEFR采用鈉作為冷卻劑。含镎嬗變?cè)囼?yàn)組件在工作時(shí)，冷卻劑鈉從管腳流入，經(jīng)節(jié)流裝置和柵板格架后，分為兩條支路。一條支路流入中央的靶元件組合件，經(jīng)過(guò)含镎燃料棒和溫度監(jiān)測(cè)器，另一條支路流經(jīng)不銹鋼元件。兩路冷卻劑鈉流均從上柵板流出，再流經(jīng)上過(guò)渡接頭內(nèi)腔，最后從操作頭流出。實(shí)驗(yàn)快堆用含镎嬗變?cè)囼?yàn)組件中的不銹鋼元件、操作頭、上過(guò)渡接頭、外套管、下過(guò)渡接頭及管腳均采用國(guó)產(chǎn)的20%冷加工的316(Ti)不銹鋼。下面是含镎嬗變?cè)囼?yàn)組件的主要技術(shù)參數(shù)：主要技術(shù)參數(shù)參數(shù)名稱數(shù)值組件全長(zhǎng)，mm2592組件總重，kg28镎棒全長(zhǎng)，mm1325含镎芯塊柱長(zhǎng)度，mm96不銹鋼元件數(shù)量，根42不銹鋼元件全長(zhǎng)，mm1350镎棒最大線功率，W/cm22镎棒最大燃耗，MWd/kg2.3含镎芯塊最高溫度，℃568包殼管最高溫度，℃500冷卻劑入口溫度，℃360冷卻劑出口溫度，℃500冷卻劑流經(jīng)組件的最大壓降，MPa0.27本發(fā)明所述實(shí)驗(yàn)快堆用含镎嬗變?cè)囼?yàn)組件并不限于具體實(shí)施方式中所述的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出其他的實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明的技術(shù)創(chuàng)新范圍。