專利名稱:對開式試驗堆輻照裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于反應(yīng)堆輻照技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及對開式試驗堆輻照裝置。
背景技術(shù)：
在反應(yīng)堆內(nèi)進行輻照樣品輻照考驗是復(fù)雜程度很高的試驗。首先，為了適應(yīng)輻照孔道的空間，同時減少試驗中產(chǎn)生的感生放射性,輻照考驗中必須將試驗對象的體積盡量縮??；其次，為了增強堆內(nèi)試驗的安全性，反應(yīng)堆內(nèi)試驗要求入堆裝置的結(jié)構(gòu)簡單可靠且易于操作，深入輻照孔道內(nèi)的電源必須為安全電源(電壓< 50V);除了上述要求外，如果需要在輻照考驗試驗中控制輻照溫度，在設(shè)計入堆試驗之初就必須考慮各種熱問題，包括入堆裝置的輻照自加熱、試驗對象的輻照自加熱以及熱傳導(dǎo)。由于控制輻照溫度中需要考慮的 因素較多，因此需要在試驗裝置設(shè)計中針對溫度場進行模擬計算，以便確保輻照溫度的均勻性。
保溫材料往往應(yīng)用于高溫或低溫場合，此種材料的最大特點是保溫能力好但導(dǎo)熱性差。因此，當(dāng)針對此種材料進行控溫的輻照考驗時，材料的導(dǎo)熱差特性會令輻照溫度不均勻，這給試驗的溫度控制帶來困難。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠、感生放射性小并能提供均勻溫度場的對開式試驗堆輻照裝置。
為達到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是對開式試驗堆輻照裝置，包括輻照管和與輻照管連接的溫度控制系統(tǒng)，輻照管包括外套筒和設(shè)在外套筒中用于承載輻照樣品的內(nèi)套筒，外套筒由兩個半圓柱形筒體對接而成；溫度控制系統(tǒng)包括伸入輻照樣品內(nèi)部的溫度探頭和設(shè)在內(nèi)、外套筒的筒體之間的加熱層以及外置的加熱控溫設(shè)備，溫度探頭與加熱控溫設(shè)備連接，加熱控溫設(shè)備與加熱層連接。
進一步，內(nèi)套筒一端開口，另一端封閉；外套筒的每個半圓柱形筒體的兩端對稱設(shè)有半圓柱形縮口，外套筒上位于相同端的半圓柱形縮口上對應(yīng)地設(shè)有定位孔。
進一步，外套筒的兩端設(shè)有隔熱的定位支點。
進一步，內(nèi)套筒的輻照樣品內(nèi)設(shè)有將輻照樣品均勻分割成若干份的導(dǎo)熱材料。
再進一步，導(dǎo)熱材料為鋁制材料。
進一步，溫度探頭為測溫?zé)犭娕肌?br> 進一步，溫度控制系統(tǒng)中，加熱層的外側(cè)還設(shè)有包裹加熱層的保溫層。
進一步，加熱控溫設(shè)備外接220V電源，并為加熱層提供< 50V的直流電。
本發(fā)明是提供的輻照樣品入堆輻照裝置，在入堆考驗試驗期間用于承載輻照樣品入堆輻照，并為試驗提供高溫環(huán)境。該輻照裝置結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝拆解，可多次使用；此夕卜，安全可靠，能為試驗提供均勻的溫度場，且感生放射性小。


圖I是本發(fā)明提供的對開式試驗堆輻照裝置的剖視圖，圖中略去了外置的加熱控溫設(shè)備和相關(guān)連接導(dǎo)線。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步描述。
如圖I所示，本發(fā)明所提供的對開式試驗堆輻照裝置，包括輻照管和與輻照管連接的溫度控制系統(tǒng)。輻照管包括外套筒I和設(shè)在外套筒I中用于承載輻照樣品的內(nèi)套筒2，外套筒I由兩個半圓柱形筒體對接而成，輻照樣品設(shè)在內(nèi)套筒2中；溫度控制系統(tǒng)包括伸入輻照樣品內(nèi)部的溫度探頭6和設(shè)在內(nèi)套筒2、外套筒I的筒體之間的加熱層3以及外置的加熱控溫設(shè)備，溫度探頭6與加熱控溫設(shè)備連接，加熱控溫設(shè)備與加熱層3連接。本發(fā)明中，溫度探頭6將溫度信號傳遞給外置的加熱控溫設(shè)備，通過加熱控溫設(shè)備控制加熱層3進行 加熱。
在圖I所示的實施例中，輻照管的外套筒I、內(nèi)套筒2均采用鋁制材質(zhì)，內(nèi)套筒2為一端開口一端封閉的圓桶結(jié)構(gòu)；外套筒I的每個半圓柱形筒體的兩端對稱設(shè)有半圓柱形縮口(半圓柱形縮口的尺寸根據(jù)試驗要求設(shè)定)，外套筒I上位于相同端的半圓柱形縮口上對應(yīng)地設(shè)有定位孔5，使用鋁條或鋁制銷釘穿過定位孔5可以將兩個半圓柱形筒體固定在一起。實際制作時，至少在每個半圓柱形縮口上各設(shè)一個定位孔5 (共計4個)，以實現(xiàn)外套筒I兩端的固定連接。
此外，外套筒I的兩端還分別設(shè)有4個隔熱的定位支點7，用于減少熱傳遞。定位支點7可以均勻地設(shè)在外套筒I的筒體與半圓柱形縮口之間的端面上。
本發(fā)明中，加熱層3的外側(cè)即加熱層3和外套筒I的筒體之間設(shè)有包裹在加熱層3上的保溫層4，該保溫層4在起到減少熱量的損失同時，也起到絕緣的作用。為減少熱量損失，最好在內(nèi)套筒2與外套筒I形成的其他空腔內(nèi)也設(shè)置保溫層。
此外，內(nèi)套筒2中的輻照樣品內(nèi)設(shè)有將輻照樣品均勻分割成多個部分的導(dǎo)熱材料，用于均衡輻照樣品的輻照溫度。導(dǎo)熱材料優(yōu)選為鋁制材料，如導(dǎo)熱良好的鋁制鋁板、鋁箔或鋁條。需要說明的是，填充到輻照樣品內(nèi)的導(dǎo)熱材料必須要插入輻照樣品內(nèi)部，且盡可能將輻照樣品細分成若干份(需要插入導(dǎo)熱材料的量由熱工試驗或熱工計算結(jié)果決定)，以達到使用導(dǎo)熱材料為溫度場提供均勻溫度的目的。
本發(fā)明的溫度控制系統(tǒng)中，溫度探頭6可以采用測溫?zé)犭娕?，測溫?zé)犭娕伎梢詮膬?nèi)套筒2的開口端插入輻照樣品中心處測溫，并通過導(dǎo)線與外置的加熱控溫設(shè)備連接，同時將溫度信號傳遞給外置的加熱控溫設(shè)備。
外置的加熱控溫設(shè)備外接220V電源，并通過導(dǎo)線與加熱層3連接，從而為加熱層3提供< 50V的低壓直流電。
本發(fā)明中，溫度控制系統(tǒng)的控溫原理是外置的加熱控溫設(shè)備通過溫度探頭6傳遞的溫度信號控制為加熱層3提供的低壓直流電的大小，從而令輻照溫度穩(wěn)定。
有的核電站使用礦物棉纖維作為隔熱保溫材料，為了鑒定此種保溫材料的使用壽命，需要對材料進行輻照考驗試驗。以下以這種保溫材料為輻照樣品，采用本發(fā)明提供的輻照裝置按照如下步驟進行試驗(1)將保溫材料制備成輻照樣品，并使用鋁箔包成若干份放入輻照管的內(nèi)套筒2中(圖I中虛線所示即為待輻照的保溫材料);
(2)將溫度探頭6和鋁板插入輻照樣品間隙，盡量將剩余空間填充滿；
(3)將加熱帶纏繞在內(nèi)套筒2的外壁上，形成加熱層3；
(4)加熱層3外側(cè)纏繞保溫帶，在保溫帶外側(cè)使用保溫布包覆固定，形成保溫層4；
(5)用外套筒I的兩個半圓柱形筒體將內(nèi)套筒2包裹起來，用鋁條穿過半圓柱形筒體兩端的定位孔5,將兩個半圓柱形筒體固定在一起；
(6)分別用導(dǎo)線將溫度探頭6、加熱層3與外置的加熱控溫設(shè)備連接起來；
(7)將整個輻照管置入反應(yīng)堆輻照孔道中；
(8)將加熱控溫設(shè)備外接220V電源，使裝置溫度提升到指定的試驗溫度；
(9)使反應(yīng)堆運行，開始對輻照管內(nèi)的輻照樣品進行輻照；
(10)輻照完畢后，將輻照管從輻照孔道中取出；
(11)破壞外套筒I上固定兩個半圓柱形筒體的鋁條，使輻照管解體，然后取出輻照過的試驗樣品，進行后續(xù)檢測。
上述實施例只是對本發(fā)明的舉例說明，本發(fā)明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式實施，而不偏離本發(fā)明的要旨或本質(zhì)特征。因此，描述的實施方式從任何方面來看均應(yīng)視為說明性而非限定性的。本發(fā)明的范圍應(yīng)由附加的權(quán)利要求
說明，任何與權(quán)利要求
的意圖和范圍等效的變化也應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.對開式試驗堆輻照裝置，其特征在于，包括輻照管和與輻照管連接的溫度控制系統(tǒng)，輻照管包括外套筒(I)和設(shè)在外套筒(I)中用于承載輻照樣品的內(nèi)套筒(2)，外套筒(I)由兩個半圓柱形筒體對接而成；溫度控制系統(tǒng)包括伸入輻照樣品內(nèi)部的溫度探頭(6)和設(shè)在內(nèi)套筒(2)、外套筒(I)的筒體之間的加熱層(3)以及外置的加熱控溫設(shè)備，溫度探頭(6)與加熱控溫設(shè)備連接，加熱控溫設(shè)備與加熱層(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的對開式試驗堆輻照裝置，其特征在于，內(nèi)套筒(2)—端開口，另一端封閉；外套筒(I)的每個半圓柱形筒體的兩端對稱設(shè)有半圓柱形縮口，外套筒(I)上位于相同端的半圓柱形縮口上對應(yīng)地設(shè)有定位孔(5 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求
I或所述的對開式試驗堆輻照裝置，其特征在于，外套筒(I)的兩端設(shè)有隔熱的定位支點(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的對開式試驗堆輻照裝置，其特征在于，內(nèi)套筒(2)的輻照樣品內(nèi)設(shè)有將輻照樣品均勻分割成若干份的導(dǎo)熱材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的對開式試驗堆輻照裝置，其特征在于，導(dǎo)熱材料為鋁制材料?！?br>6.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的對開式試驗堆輻照裝置，其特征在于，溫度探頭(6)為測溫?zé)犭娕肌?br>7.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的對開式試驗堆輻照裝置，其特征在于，溫度控制系統(tǒng)中，加熱層(3)的外側(cè)還設(shè)有包裹加熱層(3)的保溫層(4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
I或7所述的對開式試驗堆輻照裝置，其特征在于，加熱控溫設(shè)備外接220V電源，并為加熱層提供< 50V的直流電。
專利摘要
本發(fā)明涉及對開式試驗堆輻照裝置，其特征在于，包括輻照管和與輻照管連接的溫度控制系統(tǒng)，輻照管包括外套筒(1)和設(shè)在外套筒(1)中的用于承載輻照樣品內(nèi)套筒(2)，外套筒(1)由兩個半圓柱形筒體對接而成；溫度控制系統(tǒng)包括伸入輻照樣品內(nèi)部的溫度探頭(6)和設(shè)在內(nèi)套筒(2)、外套筒(1)的筒體之間的加熱層(3)以及外置的加熱控溫設(shè)備，溫度探頭(6)與加熱控溫設(shè)備連接，加熱控溫設(shè)備與加熱層(3)連接。本發(fā)明提供對開式試驗堆輻照裝置結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝拆解，可多次使用；此外，安全可靠，能為試驗提供均勻的溫度場，且感生放射性小。
文檔編號G21C23/00GKCN102890972SQ201210372083
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月29日
發(fā)明者寧廣勝, 林虎, 佟振峰, 張長義, 劉興民, 楊文 申請人:中國原子能科學(xué)研究院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan