一种用于燃料棒氦检漏的差分真空系统的制作方法

本发明涉及氦检漏领域，具体而言，涉及一种燃料棒氦检漏的多级差分真空系统。

背景技术：

1、典型的压水堆燃料组件燃料棒由包壳管、上端塞、下端塞、uo2芯块和气腔弹簧等零部件组成，为平衡包壳管内外压力，燃料棒内充入适当压力的氦气，只有当氦气泄漏小于规定的漏率，才能用于组件的制造。在燃料棒生产过程中，燃料棒充氦气并进行端塞焊接后，需要使用氦质谱检漏仪对燃料棒进行检漏，确保燃料棒的整体密封性。燃料棒氦检漏是燃料棒生产中关键的一环，关系到燃料棒生产质量和入堆安全。

2、目前已有的自动化生产平台的氦检漏设备采用成批检测方式，将整批燃料棒放置于检漏室中，真空泵抽气使检漏室压力达到目标压力后进行检漏。如出现漏件，则需要进行二分法进行确认，该过程耗费的工时、人均成本较高，增加燃料棒生产应用的周期。

3、鉴于以上技术问题，特推出本发明。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种用于燃料棒氦检漏的差分真空系统，该差分真空系统实现从大气压到氦检漏压强多个数量级压强的过渡，实现燃料棒的实时氦检漏测试，且能满足检漏压力。

2、为了实现上述目的，本一种用于燃料棒氦检漏的差分真空系统，其特征在于，差分真空系统具有n级压强，燃料棒穿过差分真空系统，差分真空系统包括：腔体组，腔体组包括检漏室和m个次级真空室，检漏室的压强低于次级真空室的压强，检漏室用于燃料棒氦检漏；节流部，节流部贯穿腔体组，节流部容纳燃料棒，节流部实现次级真空室和检漏室内压强的降低；多个泵，泵与腔体连通，泵抽取腔体气体，使得腔体内压强变低。本发明差分真空系统使得燃料棒从中通过，能实现从大气压到氦检漏压强多个数量级压强的过渡，在中部最高级真空室即检漏室进行检漏，实现燃料棒的实时氦检漏测试。

3、以下是本发明对上述方案的进一步优化：

4、进一步的，m＝2×(n-1)，检漏室的左侧和右侧分别设置(n-1)个次级真空室。

5、进一步的，2×(n-1)个次级真空室相对于检漏室对称分布。

6、进一步的，位于腔体组两端的次级真空室为第一级真空室，第一级真空室具有第一级压强；临接检漏室的次级真空室为第(n-1)级真空室，第(n-1)级真空室具(n-1)有第级压强；检漏室具有第n级压强。

7、进一步的，通过节流器使得第一级压强至第n级压强的逐级变低，第一级压强为0.8×105pa～1.2×105pa，第n级压强为1.0×10-7pa～1.0×10-1pa。

8、进一步的，检漏室两侧设有密封套，密封套设有内孔。

9、进一步的，节流部为内孔，燃料棒从内孔穿过。

10、进一步的，燃料棒沿节流管道的中心设置，以与节流管道形成圆环形流动通道。本差分真空系统通过密封套内孔与燃料棒形成的环形截面，流导较小，使得真空室压力大幅减小，通过四级差分真空系统，可实现从105pa到10-5pa十个数量级压力的跨越。

11、进一步的，密封套内孔设置有凹槽，形成节流和膨胀空腔，产生节流效应，从而提高检漏室的真空度。

12、进一步的，真空泵与次级真空室通过波纹管连通，方便泵组布置。

13、应用本发明的技术方案，至少实现了如下有益效果：

14、1、本发明差分真空系统使得燃料棒从中通过，能实现从大气压到氦检漏压强多个数量级压强的过渡，在中部最高级真空室即检漏室进行检漏，实现燃料棒的实时氦检漏测试；

15、2、本差分真空系统通过密封套内孔与燃料棒形成的环形截面，流导较小，使得真空室压力大幅减小，通过四级差分真空系统，可实现从105pa到10-5pa十个数量级压力的跨越；

16、3、真空系统的第一级真空室外侧连接前级室，其主要作用为连接截止阀、监控燃料棒状态，当燃料棒前后出现严重脱节时，截止阀关闭，保证系统的真空度，确保已经进入真空系统的燃料棒检漏流程顺利进行；

17、4、密封套内孔还设置有凹槽，形成节流和膨胀空腔，产生节流效应，从而提高检漏室的真空度。

技术特征：

1.一种用于燃料棒氦检漏的差分真空系统，其特征在于，所述差分真空系统具有n级压强，所述燃料棒(7)穿过所述差分真空系统，所述差分真空系统包括：腔体组，所述腔体组包括检漏室(6)和m个次级真空室(4)，所述检漏室(6)的压强低于所述次级真空室(4)的压强，所述检漏室(6)用于所述燃料棒(7)氦检漏；节流部，所述节流部贯穿所述腔体组，所述节流部容纳所述燃料棒(7)，所述节流部实现所述次级真空室(4)和检漏室(6)内压强的降低；多个泵，所述泵与所述腔体连通，所述泵抽取所述腔体气体，使得所述腔体内压强变低。

2.根据权利要求1所述的差分真空系统，其特征在于，m＝2×(n-1)，所述检漏室(6)的左侧和右侧分别设置(n-1)个所述次级真空室(4)。

3.根据权利要求2所述的差分真空系统，其特征在于，2×(n-1)个所述次级真空室(4)相对于所述检漏室(6)对称分布。

4.根据权利要求3所述的差分真空系统，其特征在于，位于所述腔体组两端的次级真空室(4)为第一级真空室，所述第一级真空室具有第一级压强；临接所述检漏室(6)的次级真空室(4)为第(n-1)级真空室，所述第(n-1)级真空室具有第(n-1)级压强；所述检漏室(6)具有第n级压强。

5.根据权利要求4所述的差分真空系统，其特征在于，通过所述节流器使得所述第一级压强至所述第n级压强的逐级变低，所述第一级压强为0.8×105pa～1.2×105pa，所述第n级压强为1.0×10-7pa～1.0×10-1pa。

6.根据权利要求5所述的差分真空系统，其特征在于，所述检漏室(6)两侧设有密封套(8)，所述密封套(8)设有内孔。

7.根据权利要求6所述的差分真空系统，其特征在于，所述节流部为所述内孔，所述燃料棒(7)从所述内孔穿过。

8.根据权利要求7所述的差分真空系统，其特征在于，所述燃料棒(7)沿所述节流管道的中心设置，以与所述节流管道形成圆环形流动通道。

9.根据权利要求8所述的差分真空系统，其特征在于，所述密封套(8)内孔设置有凹槽，形成节流和膨胀空腔，产生节流效应，从而提高所述检漏室(6)的真空度。

10.根据权利要求9所述的差分真空系统，其特征在于，所述真空泵与所述次级真空室(4)通过波纹管连通。

技术总结
本发明公开了一种用于燃料棒氦检漏的差分真空系统，差分真空系统具有n级压强，燃料棒穿过差分真空系统，差分真空系统包括：腔体组，腔体组包括检漏室和m个次级真空室，检漏室的压强低于次级真空室的压强，检漏室用于燃料棒氦检漏；节流部，节流部贯穿腔体组，节流部容纳燃料棒，节流部实现次级真空室和检漏室内压强的降低；多个泵，泵与腔体连通，泵抽取腔体气体，使得腔体内压强变低。本发明差分真空系统使得燃料棒从中通过，能实现从大气压到氦检漏压强多个数量级压强的过渡，在中部最高级真空室即检漏室进行检漏，实现燃料棒的实时氦检漏测试。

技术研发人员：胡耀峰,张周,张学粮,黄乾,李涛,鲁立,成熙
受保护的技术使用者：中广核铀业发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21