专利名称:一次中子源棒装料水桶式防护装置的制作方法
次中子源棒装料水桶式防护装置技术领域：
本发明属于一种核技术应用装置，具体涉及一种一次中子源棒装料水桶 式防护装置。
技术背景一次中子源棒是压水堆核电站初始堆芯物理启动的关键部件。装有含锎-252物质的一次中子源棒中子发射率为(反应堆启动时)8X108n/s，属于强中子源。 一次中子源棒需要在热室或专用中子屏蔽防护装置内进行上端塞 密封焊接。普通的热室或者专用的屏蔽防护装置通常结构比较复杂，使用不方便， 因此需要研制一种结构简单，使用方便且能满足使用要求的中子源棒装料水 桶式防护装置。
发明内容
本发明的目的是，提供一种结构简单使用方便的有效中子屏蔽，可安装 一次中子源组件，可作为装源和焊接工作平台的一次中子源棒装料水桶式防 护装置。本发明是这样实现的， 一次中子源棒装料水桶式防护装置，其中，它包 括圆筒状的屏蔽水桶，屏蔽水桶的上端盖密闭，上端盖上设有工装装置，工 装装置包括设有孔洞的底板，底板上设有支架，所述的屏蔽水桶内装有普通 除盐水。本发明的优点是，由于本发明采用普通除盐水作屏蔽材料，由圆形不锈 钢水桶、工作平台、工装装置等组成因此本装置结构简单，使用方便。本装 置除了中子屏蔽功能外还能作为装源和焊接工作平台，可安装一次中子源组 件。
图1为本实用新型所提供的一次中子源棒装料水桶式防护装置示意图。 图中，l屏蔽水桶，2工装装置，3—次中子源。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括圆筒状的屏蔽水桶1，屏蔽水桶1的上端盖密闭，上端盖上设有工装装置2，工装装置包括设有孔洞的底板，底板上 设有支架，所述的屏蔽水桶1内装有普通除盐水。 一次中子源棒可以穿过工 装装置2底板上的孔洞，进入屏蔽水桶1， 一次中子源棒的上端可以挂在工 装装置2的支架上。秦山核电二期工程根据当时工程建设实际情况，首次采用了在核电站燃 料厂房进行一次中子源棒立式密封焊接上端塞工艺。要安全顺利实现一次中 子源棒上端塞立式密封焊接，必须研制一套完整有效的中子屏蔽装置。在国内外没有此项工程经验借鉴的情况下，秦山核电二期工程首次研制 成功了中子屏蔽防护装置， 一次中子源棒装料水桶式防护装置，该装置用普 通除盐水作屏蔽材料，由直径1.5米，高3.85米圆形不锈钢水桶、工作平台、 工装装置等组成。该装置除了中子屏蔽功能外，中子屏蔽方式方法、装置结 构、功能等均与常规热室不同，属国际国内首创。它具有以下主要功能1) 有效中子屏蔽；2) 可安装固定焊好下端塞的一次中子源棒包壳管空管；3) 可作为装源和焊接工作平台；4) 可安装一次中子源组件。一次中子源棒装料水桶式防护装置的研制成功，很好地解决了在电站燃 料厂房进行一次中子源棒上端塞密封焊接中子屏蔽这一工程技术难题。一次中子源棒装料水桶式防护装置，它包括屏蔽水桶1，屏蔽水桶1的 上端盖密闭且设有工装装置2，屏蔽水桶1内安装有一次中子源3。所述的屏 蔽水桶1内装有普通除盐水。秦山核电二期工程是我国自主设计、自主建造的第一座大型压水堆商用 核电站，根据堆芯设计要求，初始堆芯首次物理启动采用一次中子源(含锎 -252物质)使反应堆安全达临界。 一次中子源中子发射率为(反应堆启动时): 8X108n/s，属于强中子源。 一次中子源必须制作成一次中子源棒并组装到一 次中子源组件才能将其配插到燃料组件内装入反应堆堆芯使用。国内外同类型核电站初始堆芯启动用 一次中子源棒制作均采用在制造厂 热室将含锎-252物质的一次中子源倒入一次中子源棒包壳管、密封焊接一次中子源棒、将一次中子源棒用专用运输容器运至电站现场燃料厂房与一次中 子源组件装配。秦山核电二期工程当时国内没有上述可直接供该型号一次中 子源棒的制作与组装的热室和一次中子源棒专用运输容器。为保证秦山核电 二期工程初始堆芯按计划临界、并网发电和节约工程投资，科研人员充分利 用电站燃料厂房条件，在电站燃料厂房进行制作一次中子源棒，将一次中子 源倒入焊好下端塞的一次中子源包壳管内、完成一次中子源棒装配、上端塞 密封焊接。为了有效屏蔽中子辐射，减少工作人员受照剂量，必须研制一套 中子屏蔽装置和工装装置，以实现一次中子源棒上端塞立式密封焊接、 一次 中子源棒组装。一次中子源棒装料水桶式防护装置整体结构为直径1.5米，高3.85米圆 形水桶式不锈钢结构。该装置设计应具有以下主要功能1) 中子屏蔽装入中子源后，装置周围空间中子剂量率符合要求；2) 固定安装焊好下端塞的一次中子源棒包壳管空管；3) 作为装源和焊接工作平台；4) 可安装一次中子源组件；5) 注水、排水方便；因为水、石蜡、乙烯等轻质材料是较好的中子屏蔽材料，因水屏蔽更容 易实现且屏蔽均匀，考虑保持一次中子源包壳管表面清洁，因此选择除盐水 作为该装置屏蔽材料。通过计算，经过该装置0.7米水层屏蔽后，水桶外壁中子n+ Y剂量率为 0.084 mSv/hr。因此防护装置水桶设计成直径1.5米，高3.85米圆形水桶式完 全可以满足有效屏蔽要求。主要材料规格水桶本体0Crl8Nil0Ti板材，厚度6mm 工装装置0Crl8M10Ti适用标准GB983-1995《不锈钢焊条》，GB4237-1992《不锈钢热轧钢板》质量检验要求外观、尺寸符合设计要求；焊缝X射线探伤检验并合格； 桶体渗漏试验并合格； 装置清洁度检查并合格。 该装置采用公路运输，并遵循GB/T13384标准。该装置运抵核电站燃料厂房并吊装就位于乏燃料装载井内。利用燃料厂 房除盐水系统将水桶充满除盐水(约6.8立方米)，待用。安装调试完成可固定一次中子源棒包壳管和一次中子源组件的工装装 置，待用。该装置中子屏蔽有效，装入中子源后，中子源装入该装置经0.7米水层 屏蔽后，中子剂量率由在离中子源1米处的22.8mSv/h减少到0.031mSv/h，中子剂量率减少了 735倍。为在电站燃料厂房进行一次中子源棒焊接的工作 人员创造了良好的工作条件。该装置已成功地应用于秦山核电二期工程l、 2 号机组初始堆芯一次中子源棒在核电站燃料厂房制作。秦山核电二期扩建工 程3 、 4号机组也将采用该装置在电站现场制作初始堆芯一次中子源棒。该装置已成功地应用于秦山核电二期工程1、 2号机组初始堆芯一次中子 源棒在核电站燃料厂房制作，实现了工程验证，实践证明该装置是安全可靠 的。秦山核电二期扩建工程3、 4号机组也将采用该装置在电站现场制作初始 堆芯一次中子源棒。在该装置研发和实施过程中还形成了一整套工艺技术文 件，这些工艺技术也可应用于其它在建核电站。为了实现秦山核电二期工程在电站燃料厂房进行一次中子源棒立式密封 焊接的工程设计要求，本发明研制出的了具有以下主要功能的一次中子源棒 装料水桶式防护装置1) 中子屏蔽能力装入中子源后，装置周围空间中子剂量接近空气本底 水平；2) 可固定安装焊好下端塞的一次中子源棒包壳管空管；3) 可作为装源和焊接工作平台；4) 可安装一次中子源组件。该装置用普通除盐水作屏蔽材料，由直径1.5米，高3.85米圆形不锈钢 水桶、工作平台、工装装置等组成。在该装置上可安全地完成一次中子源包 壳管固定、 一次中子源装管、 一次中子源棒上端塞密封立式焊接、 一次中子源棒与一次中子源组件装配、 一次中子源棒螺母与销钉点焊等工艺，并为进 行一次中子源棒焊接的工作人员创造了良好的工作条件。
权利要求
1.一次中子源棒装料水桶式防护装置，其特征在于它包括圆筒状的屏蔽水桶(1)，屏蔽水桶(1)的上端盖密闭，上端盖上设有工装装置(2)，工装装置(2)包括设有孔洞的底板，底板上设有支架，所述的屏蔽水桶(1)内装有普通除盐水。
专利摘要
本实用新型属于一种核技术应用装置，具体涉及一种一次中子源棒装料水桶式防护装置。一次中子源棒装料水桶式防护装置，其中，它包括圆筒状的屏蔽水桶，屏蔽水桶的上端盖密闭，上端盖上设有工装装置，工装装置包括设有孔洞的底板，底板上设有支架，所述的屏蔽水桶内装有普通除盐水。本实用新型的优点是，由于本实用新型采用普通除盐水作屏蔽材料，由圆形不锈钢水桶、工作平台、工装装置等组成，因此本装置结构简单，使用方便。本装置除了中子屏蔽功能外还能作为装源和焊接工作平台，可安装一次中子源组件。
文档编号G21C3/00GKCN201166993SQ200820005378
公开日2008年12月17日 申请日期2008年3月13日
发明者何明智, 刘金祥, 张兴田, 张生胜, 李江连, 董正平, 邓志新, 泾 雍 申请人:核电秦山联营有限公司;中国同位素公司;中国核动力研究设计院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan