高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置的制作方法

本发明属于核电领域，更具体地说，本发明涉及一种高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置。

背景技术：

高温气冷堆反应堆压力容器是核电站主要设备之一。反应堆压力容器筒体及焊缝材料为铁素体低合金钢，在长期快中子辐照下，具有辐照脆化的特性，要求在反应堆压力容器全寿期内，考虑辐照效应来适当调整系统运行参数。因此在反应堆压力容器的设计中，应对反应堆压力容器材料的进行辐照监督。

现有压水堆核电站反应堆压力容器辐照监督通道为直管型，辐照监督管设计为矩形不锈钢外壳，内部装有试样和探测器，辐照监督管底部由底塞与外壳焊接封口，顶部由顶塞与外壳焊接封口，顶塞上开有与外壳内部连通的通孔，用于对辐照监督管充入惰性气体，最后通过密封塞进行封住，以保证辐照监督管的密封性。辐照监督管通过顶塞和底塞固定在反应堆压力容器内部构件的辐照样品支架上，并通过专用工具实现辐照监督管的插拔操作。

主要存在以下缺陷：

1)仅适用压水堆，不适用高温气冷堆；

2)无法通过大曲率弯管通道；

3)辐照监督长度受到支架的限制，装载试样数量有限；

4)仅能实现堆芯区一定高度中子辐照的监测，无法实现超越该区域的中子辐照监测。

有鉴于此，确有必要提供一种能够在弯管通道中插入和拔出、具有方向识别性、可同时对高温段和低温段进行监督的高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种能够在弯管通道中插入和拔出、具有方向识别性、可同时对高温段和低温段进行监督的高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置，包括：

辐照监督管组件，包括多个相互连接的辐照监督管管节，每个辐照监督管管节内设置有试样组件；其中，相邻两个辐照监督管管节通过连接件可拆卸连接，且两个相邻的辐照监督管管节可通过之间的连接件旋转；以及

绳索，可拆卸连接在辐照监督管组件的一端。

作为本发明高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置的一种改进，所述辐照监督管管节包括管体、顶塞和底塞，顶塞和底塞分别固定在管体的两端，所述试样组件设置在管体内，底塞上开设有密封用通孔，通孔通过密封件进行密封。

作为本发明高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置的一种改进，所述管体上下两端为圆柱型结构，中间为矩形结构，且在上部圆柱型结构部分开设有环形槽。

作为本发明高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置的一种改进，所述顶塞上设置有两个第一吊耳，第一吊耳上设置有开孔；优选地，所述顶塞的中间位置还设置有沉孔。

作为本发明高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置的一种改进，所述第一吊耳的开孔为腰形孔，所述相邻两个辐照监督管管节连接后可沿腰形孔的长轴方向旋转。

作为本发明高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置的一种改进，所述底塞上设置有一个第二吊耳，相邻两个辐照监督管管节连接时，底塞上的第二吊耳位于顶塞上的两个第一吊耳之间，并通过连接件连接。

作为本发明高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置的一种改进，最后一节所述辐照监督管管节的底塞为无吊耳结构的底塞。

作为本发明高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置的一种改进，所述密封件包括螺钉和不锈钢球，不锈钢球嵌入底塞的通孔内，并用螺钉进行压紧密封。

作为本发明高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置的一种改进，所述试样组件包括试样、填充块和探测器，所述填充块的上下部分别设置有试样，填充块设置有开孔，所述探测器设置在填充块的开孔内。

作为本发明高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置的一种改进，所述绳索上至少设置有两个位置可调的卡箍，用于防止绳索产生磨损。

作为本发明高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置的一种改进，所述绳索采用固定夹进行固定。

相对于现有技术，本发明高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置具有以下技术效果：

1)将辐照监督管组件进行分段并通过螺栓和螺母固定连接可实现辐照监督管组件在弯管通道内的插入和拔出；

2)辐照监督管管节顶塞第一吊耳上具有腰形孔，使得辐照监督管组件可在两个方向上旋转，避免了辐照监督管组件插入和拔出时的卡涩；

3)辐照监督管管节上下两端为圆柱形，有利于辐照监督管组件在弯管内的运动，防止卡涩；

4)辐照监督管管节中间为矩形结构，可实现管体内的试样均匀辐照；

5)辐照监督管管节上部圆柱部分的圆形环槽使得其具备一定的弹性，可防止辐照监督管管节与通道的硬性碰撞；

6)辐照监督管管节顶塞的中间设置有沉孔，在绳索断裂后，沉孔可作为辐照监督管组件施力部位，采用专用工具将辐照监督管组件拔出；

7)辐照监督管管节的管体内部设置为方孔形式，方便试样组件在管体内的布置；

8)辐照监督管管节采用具有螺纹结构的密封件，可起到临时密封作用，焊接后可起到永久密封作用；

9)辐照监督管组件连接有两根绳索，具备冗余性；

10)绳索设置有两个圆柱形卡箍，在使用时可防止绳索与通道摩擦；

11)辐照监督管组件的结构形式根据反应堆的温度分布，可将辐照监督管组件分别布置在高温段和低温段，以便进行全面监督。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置进行详细说明，其中：

图1为反应堆压力容器辐照监督弯管通道结构示意图。

图2为本发明高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置的结构示意图。

图3为本发明高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置单节辐照监督管管节的结构示意图。

图4为图3的a-a截面图。

图5为本发明高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置试样组件的结构示意图。

图6为本发明高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置试样组件的分解示意图。

附图标记：

10-辐照监督管组件；12-辐照监督管管节；120-管体；1200-环形槽；122-顶塞；1220-第一吊耳；1222-沉孔；1224-开孔；124-底塞；1240-密封件；1242-第二吊耳；14-试样组件；140-试样；142-填充块；144-探测器；16-连接件；20-绳索；200-环扣；22-固定夹。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的产品的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至图6所示，本发明高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置包括：

辐照监督管组件10，包括多个相互连接的辐照监督管管节12，每个辐照监督管管节12内设置有试样组件14；其中，相邻两个辐照监督管管节12通过连接件16可拆卸连接，且两个相邻的辐照监督管管节12可通过之间的连接件16旋转；以及

绳索20，可拆卸连接在辐照监督管组件10的一端，在使用时，绳索20的另一端通过环扣200悬挂于反应堆压力容器顶盖上的悬挂装置上。

请参阅图2所示，辐照监督管组件10包括多个相互连接的辐照监督管管节12，多个表示2个、3个、4个、5个或更多个。具体地，相邻两个辐照监督管管节12通过连接件16可拆卸连接，在图示实施方式中，连接件16为螺栓和螺母组件构成的连接件，两个辐照监督管管节12可通过之间的螺栓按一个方向旋转一定角度。

请继续参阅图1和图2所示，在进行辐照监督时，整个辐照监督装置悬挂在反应堆压力容器辐照监督管弯管通道001内，辐照监督管组件10的一端与绳索20连接，在图示实施方式中，绳索20为钢丝绳绳索，绳索20与辐照监督管组件10的一端连接后采用固定夹22进行固定。具体地，绳索20下部通过环扣200与辐照监督管组件10上部的第一吊耳1220连接，绳索20的上部通过环扣200悬挂在反应堆压力容器顶盖上的悬挂装置上，并分别通过固定夹22将绳索20与环扣200固定，可通过绳索20的长度确定辐照监督管组件10在反应堆压力容器辐照监督管弯管通道001内的位置。

反应堆压力容器辐照监督管弯管通道001包含有弯曲管道002和导向喇叭罩003，其中弯曲管道002的上下两端连接有直管段004。在弯曲管道002段对应的绳索20位置设置有两个圆柱形卡箍24，卡箍24位于弯曲管道002的上下两端位置，可防止绳索20与弯管通道001内壁直接接触而产生磨损，两个圆柱形卡箍24可根据弯曲管道002的长度进行调整。在本发明的其他实施方式中，卡箍24也可为其他形状的卡箍，如球形、椭球形等，绳索20也可为链条等其他形式的绳索。

请参阅图3所示，辐照监督管管件12包括管体120、顶塞122和底塞124，顶塞122和底塞124分别固定在管体120的两端，具体的，通过焊接固定在管体120的两端，试样组件14放置在管体120内。

优选地，管体120上下两端为圆柱形结构，中间为矩形结构，并在上部圆柱部分开设有环形槽1200，通过将上下两端设置为圆柱形结构，有利于辐照监督管组件10在弯曲管道002内的运动，防止卡涩；通过设置环形槽1200，使得其具备一定的弹性，可防止辐照监督管管节12与弯管通道001的硬性碰撞。底塞124上开设有密封用通孔，通孔通过密封件1240进行密封。具体地，当试样组件14放置在管体120的矩形结构内，且顶塞122和底塞124焊接固定后，将氦气冲入管体120内，最终通过密封件1240进行焊接密封。

请继续参阅图3所示，密封件1240为螺钉和不锈钢球的组合件，底塞124的密封用通孔为螺纹孔，不锈钢球嵌入在螺纹孔内，螺钉旋紧后进行压紧密封，密封件1240可起到临时密封的作用，最终通过焊接作为永久性密封。

进一步地，每一个顶塞122都设置有两个第一吊耳1220，且至少最上端的辐照监督管管件12的顶塞122的中间开设有沉孔1222，通过设置沉孔1222，即使在绳索20断裂后，沉孔1222可作为辐照监督管组件10施力部位，采用专用工具将辐照监督管组件10拔出。其余辐照监督管管件12的顶塞122可根据需要设置沉孔1222。

底塞124包括单吊耳结构的底塞和无吊耳结构的底塞，具体地，请参阅图2和图3所示，最后一节辐照监督管管节12的底塞为无吊耳结构的底塞，其余辐照监督管管节12的底塞124为设置有第二吊耳1242的单吊耳结构的底塞，通过在底塞124上设置第二吊耳1242，便于相邻的两个辐照监督管管节12通过顶塞122和底塞124的吊耳以及连接件16连接。

具体地，当相邻两个辐照监督管管节12连接时，底塞124上的第二吊耳1242位于顶塞122上的两个第一吊耳1220之间，使得三个吊耳并排设置，并将螺栓插入三个吊耳上的开孔内，然后通过配套的螺母进行连接。

优选地，顶塞122的两个第一吊耳1220上的开孔1224为腰形孔，两个辐照监督管管节12连接后可以沿腰形孔的长轴方向有一个小的旋转角度。

请继续参阅图3和图4所示，管体120内部开有矩形孔，试样组件14放置于管体120的矩形孔内，可实现辐照监督管管节12内的试样均匀辐照。

请参阅图5和图6所示，试样组件14包括试样140、填充块142和探测器144，探测器144包括温度探测器和剂量探测器，填充块142的上下部分别放置有试样140，形成夹心层结构。试样140和填充块142均为立方体结构，且填充块142的一侧设置有开孔，探测器144安放在填充块142的开孔内，并用塞子塞紧以防止探测器144掉出。

请继续参阅图2和图3所示，由于最上端的辐照监督管管节12上的顶塞122设置有两个第一吊耳1220，因此，设置有两根绳索20分别与两个第一吊耳1220连接，绳索20穿过第一吊耳1220的开孔后，通过固定夹22进行固定，并将两个圆柱形卡箍24分别套设在两根绳索20上，卡箍24的位置可根据需要进行调整，主要位于弯曲管道002的上下两端位置，可防止绳索20与弯管通道001内壁直接接触而产生磨损。通过在辐照监督管组件10最上端的两个第一吊耳1220上分别连接一根绳索20，使整个装置具备冗余性，即使在其中一根绳索20发生断裂时，仍可进行辐照监督。由于采用绳索20与辐照监督管组件10连接，可将辐照监督管组件10分别布置在高温段和低温段，以便进行全面监督。

相对于现有技术，本发明高温气冷堆核电站反应堆压力容器辐照监督装置具有以下有益技术效果：

1)将辐照监督管组件10进行分段并通过螺栓和螺母固定连接可实现辐照监督管组件10在弯管通道内的插入和拔出；

2)辐照监督管管节12顶塞122第一吊耳1220上具有腰形孔，使得辐照监督管组件10可在两个方向上旋转，避免了辐照监督管组件10插入和拔出时的卡涩；

3)辐照监督管管节12上下两端为圆柱形，有利于辐照监督管组件10在弯管内的运动，防止卡涩；

4)辐照监督管管节12中间为矩形结构，可实现管体120内的试样均匀辐照；

5)辐照监督管管节12上部圆柱部分的圆形环槽使得其具备一定的弹性，可防止辐照监督管管节12与通道的硬性碰撞；

6)辐照监督管管节12顶塞122的中间设置有沉孔1222，在绳索20断裂后，沉孔1222可作为辐照监督管组件10施力部位，采用专用工具将辐照监督管组件10拔出；

7)辐照监督管管节12的管体120内部设置为方孔形式，方便试样组件14在管体120内的布置；

8)辐照监督管管节12采用具有螺纹结构的密封件1240，可起到临时密封作用，焊接后可起到永久密封作用；

9)辐照监督管组件10连接有两根绳索20，具备冗余性；

10)绳索20设置有两个圆柱形卡箍24，在使用时可防止绳索20与通道摩擦；

11)辐照监督管组件10的结构形式根据反应堆的温度分布，可将辐照监督管组件10分别布置在高温段和低温段，以便进行全面监督。

根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。