专利名称:对开式试验堆辐照装置的制作方法
技术领域：
本发明属于反应堆辐照技术领域：
，具体涉及对开式试验堆辐照装置。
背景技术：
在反应堆内进行辐照样品辐照考验是复杂程度很高的试验。首先，为了适应辐照孔道的空间，同时减少试验中产生的感生放射性,辐照考验中必须将试验对象的体积尽量缩小；其次，为了增强堆内试验的安全性，反应堆内试验要求入堆装置的结构简单可靠且易于操作，深入辐照孔道内的电源必须为安全电源(电压< 50V);除了上述要求外，如果需要在辐照考验试验中控制辐照温度，在设计入堆试验之初就必须考虑各种热问题，包括入堆装置的辐照自加热、试验对象的辐照自加热以及热传导。由于控制辐照温度中需要考虑的 因素较多，因此需要在试验装置设计中针对温度场进行模拟计算，以便确保辐照温度的均匀性。
保温材料往往应用于高温或低温场合，此种材料的最大特点是保温能力好但导热性差。因此，当针对此种材料进行控温的辐照考验时，材料的导热差特性会令辐照温度不均匀，这给试验的温度控制带来困难。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种结构简单，安全可靠、感生放射性小并能提供均匀温度场的对开式试验堆辐照装置。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是对开式试验堆辐照装置，包括辐照管和与辐照管连接的温度控制系统，辐照管包括外套筒和设在外套筒中用于承载辐照样品的内套筒，外套筒由两个半圆柱形筒体对接而成；温度控制系统包括伸入辐照样品内部的温度探头和设在内、外套筒的筒体之间的加热层以及外置的加热控温设备，温度探头与加热控温设备连接，加热控温设备与加热层连接。
进一步，内套筒一端开口，另一端封闭；外套筒的每个半圆柱形筒体的两端对称设有半圆柱形缩口，外套筒上位于相同端的半圆柱形缩口上对应地设有定位孔。
进一步，外套筒的两端设有隔热的定位支点。
进一步，内套筒的辐照样品内设有将辐照样品均匀分割成若干份的导热材料。
再进一步，导热材料为铝制材料。
进一步，温度探头为测温热电偶。
进一步，温度控制系统中，加热层的外侧还设有包裹加热层的保温层。
进一步，加热控温设备外接220V电源，并为加热层提供< 50V的直流电。
本发明是提供的辐照样品入堆辐照装置，在入堆考验试验期间用于承载辐照样品入堆辐照，并为试验提供高温环境。该辐照装置结构简单，便于安装拆解，可多次使用；此夕卜，安全可靠，能为试验提供均匀的温度场，且感生放射性小。
图I是本发明提供的对开式试验堆辐照装置的剖视图，图中略去了外置的加热控温设备和相关连接导线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步描述。
如图I所示，本发明所提供的对开式试验堆辐照装置，包括辐照管和与辐照管连接的温度控制系统。辐照管包括外套筒I和设在外套筒I中用于承载辐照样品的内套筒2，外套筒I由两个半圆柱形筒体对接而成，辐照样品设在内套筒2中；温度控制系统包括伸入辐照样品内部的温度探头6和设在内套筒2、外套筒I的筒体之间的加热层3以及外置的加热控温设备，温度探头6与加热控温设备连接，加热控温设备与加热层3连接。本发明中，温度探头6将温度信号传递给外置的加热控温设备，通过加热控温设备控制加热层3进行 加热。
在图I所示的实施例中，辐照管的外套筒I、内套筒2均采用铝制材质，内套筒2为一端开口一端封闭的圆桶结构；外套筒I的每个半圆柱形筒体的两端对称设有半圆柱形缩口(半圆柱形缩口的尺寸根据试验要求设定)，外套筒I上位于相同端的半圆柱形缩口上对应地设有定位孔5，使用铝条或铝制销钉穿过定位孔5可以将两个半圆柱形筒体固定在一起。实际制作时，至少在每个半圆柱形缩口上各设一个定位孔5 (共计4个)，以实现外套筒I两端的固定连接。
此外，外套筒I的两端还分别设有4个隔热的定位支点7，用于减少热传递。定位支点7可以均匀地设在外套筒I的筒体与半圆柱形缩口之间的端面上。
本发明中，加热层3的外侧即加热层3和外套筒I的筒体之间设有包裹在加热层3上的保温层4，该保温层4在起到减少热量的损失同时，也起到绝缘的作用。为减少热量损失，最好在内套筒2与外套筒I形成的其他空腔内也设置保温层。
此外，内套筒2中的辐照样品内设有将辐照样品均匀分割成多个部分的导热材料，用于均衡辐照样品的辐照温度。导热材料优选为铝制材料，如导热良好的铝制铝板、铝箔或铝条。需要说明的是，填充到辐照样品内的导热材料必须要插入辐照样品内部，且尽可能将辐照样品细分成若干份(需要插入导热材料的量由热工试验或热工计算结果决定)，以达到使用导热材料为温度场提供均匀温度的目的。
本发明的温度控制系统中，温度探头6可以采用测温热电偶，测温热电偶可以从内套筒2的开口端插入辐照样品中心处测温，并通过导线与外置的加热控温设备连接，同时将温度信号传递给外置的加热控温设备。
外置的加热控温设备外接220V电源，并通过导线与加热层3连接，从而为加热层3提供< 50V的低压直流电。
本发明中，温度控制系统的控温原理是外置的加热控温设备通过温度探头6传递的温度信号控制为加热层3提供的低压直流电的大小，从而令辐照温度稳定。
有的核电站使用矿物棉纤维作为隔热保温材料，为了鉴定此种保温材料的使用寿命，需要对材料进行辐照考验试验。以下以这种保温材料为辐照样品，采用本发明提供的辐照装置按照如下步骤进行试验(1)将保温材料制备成辐照样品，并使用铝箔包成若干份放入辐照管的内套筒2中(图I中虚线所示即为待辐照的保温材料);
(2)将温度探头6和铝板插入辐照样品间隙，尽量将剩余空间填充满；
(3)将加热带缠绕在内套筒2的外壁上，形成加热层3；
(4)加热层3外侧缠绕保温带，在保温带外侧使用保温布包覆固定，形成保温层4；
(5)用外套筒I的两个半圆柱形筒体将内套筒2包裹起来，用铝条穿过半圆柱形筒体两端的定位孔5,将两个半圆柱形筒体固定在一起；
(6)分别用导线将温度探头6、加热层3与外置的加热控温设备连接起来；
(7)将整个辐照管置入反应堆辐照孔道中；
(8)将加热控温设备外接220V电源，使装置温度提升到指定的试验温度；
(9)使反应堆运行，开始对辐照管内的辐照样品进行辐照；
(10)辐照完毕后，将辐照管从辐照孔道中取出；
(11)破坏外套筒I上固定两个半圆柱形筒体的铝条，使辐照管解体，然后取出辐照过的试验样品，进行后续检测。
上述实施例只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求
说明，任何与权利要求
的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。
权利要求
1.对开式试验堆辐照装置，其特征在于，包括辐照管和与辐照管连接的温度控制系统，辐照管包括外套筒(I)和设在外套筒(I)中用于承载辐照样品的内套筒(2)，外套筒(I)由两个半圆柱形筒体对接而成；温度控制系统包括伸入辐照样品内部的温度探头(6)和设在内套筒(2)、外套筒(I)的筒体之间的加热层(3)以及外置的加热控温设备，温度探头(6)与加热控温设备连接，加热控温设备与加热层(3)连接。
2.根据权利要求
I所述的对开式试验堆辐照装置，其特征在于，内套筒(2)—端开口，另一端封闭；外套筒(I)的每个半圆柱形筒体的两端对称设有半圆柱形缩口，外套筒(I)上位于相同端的半圆柱形缩口上对应地设有定位孔(5 )。
3.根据权利要求
I或所述的对开式试验堆辐照装置，其特征在于，外套筒(I)的两端设有隔热的定位支点(7)。
4.根据权利要求
3所述的对开式试验堆辐照装置，其特征在于，内套筒(2)的辐照样品内设有将辐照样品均匀分割成若干份的导热材料。
5.根据权利要求
4所述的对开式试验堆辐照装置，其特征在于，导热材料为铝制材料。·
6.根据权利要求
I所述的对开式试验堆辐照装置，其特征在于，温度探头(6)为测温热电偶。
7.根据权利要求
I所述的对开式试验堆辐照装置，其特征在于，温度控制系统中，加热层(3)的外侧还设有包裹加热层(3)的保温层(4)。
8.根据权利要求
I或7所述的对开式试验堆辐照装置，其特征在于，加热控温设备外接220V电源，并为加热层提供< 50V的直流电。
专利摘要
本发明涉及对开式试验堆辐照装置，其特征在于，包括辐照管和与辐照管连接的温度控制系统，辐照管包括外套筒(1)和设在外套筒(1)中的用于承载辐照样品内套筒(2)，外套筒(1)由两个半圆柱形筒体对接而成；温度控制系统包括伸入辐照样品内部的温度探头(6)和设在内套筒(2)、外套筒(1)的筒体之间的加热层(3)以及外置的加热控温设备，温度探头(6)与加热控温设备连接，加热控温设备与加热层(3)连接。本发明提供对开式试验堆辐照装置结构简单，便于安装拆解，可多次使用；此外，安全可靠，能为试验提供均匀的温度场，且感生放射性小。
文档编号G21C23/00GKCN102890972SQ201210372083
公开日2013年1月23日 申请日期2012年9月29日
发明者宁广胜, 林虎, 佟振峰, 张长义, 刘兴民, 杨文 申请人:中国原子能科学研究院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan