专利名称:一种高通量中子慢化包的制作方法
一、所属领域本发明涉及核反应堆冷中子源装置的一种中子慢化包，特别涉及核反应堆冷中子源装置中的一种高通量中子慢化包。
上述慢化包当用于大功率反应堆高通量中子慢化时，产生的热量很大，产生的蒸发气体也很多，由慢化包底部和周围环形通道内液氢均匀产生的氢气都要从等宽度的环形通道溢出液面，特别在环形通道上面部位，液氢的容积含气率超过30％以上，不能保证有足够的液气层厚度来慢化中子。因此，设计新结构的中子慢化包，使环形通道中的液氢含气率显著下降，保证对中子的良好慢化作用是非常必要的。
发明内容
根据上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，在原有的中子慢化包的结构上进行改进，提供一种高通量中子慢化包。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是该高通量中子慢化包放置在一个称谓垂直孔道的圆筒1内，慢化包包括包体外壳2，包体外壳2内设有一倒置杯状的杯芯3，慢化包包体外壳2的顶部与液氢管4和气氢管5连接，其特点是，慢化包内部杯芯3的顶部设有与气氢管5相通的若干个柱形孔口6；所述慢化包的杯芯3为带有锥度的形状。
设置柱形孔口6的目的是，排出由慢化包底部金属材料和液氢发热而产生的蒸发氢气，而不是象原有结构那样，底部的氢气只能通过杯芯底部锯齿状的孔口排到外侧环形液氢层中。
慢化包的杯芯3为带有锥度的形状，是为了使蒸发的气氢从液氢层溢出的通道逐渐变宽，一方面这有利于气体的排出，另一方面使含气率较高的上部液氢层的真实液氢厚度不小于慢化中子所需要的厚度。
本发明对于中子通量为4～5×1014n/cm2·s，照射截面为200×200mm的中子慢化包，采用本专利的开孔技术可使包内环形通道的气体流量从原不开孔时的3.17升/秒降到2.02升/秒。再加上将原有平行的环形通道变成为锥形通道，总的实施效果可以使包内上部液氢中的含气率从40％以上降到20％以下。
以下结合
附图对本发明作进一步详细描述。
参见图2～3，按本发明的技术方案制作的高通量中子慢化包，同样包括一—垂直孔道1，孔道内放有圆桶形或椭圆桶形慢化包，慢化包由包体外壳2和倒置杯状的杯芯3组成。慢化包体外壳2在顶部与液氢管4和气氢管5相连接，慢化包内部杯芯3的顶部设有与气氢管5相通的若干个柱形孔口6；所述慢化包的杯芯3为带有锥度的形状。
设置柱形孔口6的目的是，排出由慢化包底部金属材料和液氢发热而产生的蒸发氢气，而不是象原有结构那样，底部的氢气只能通过杯芯底部锯齿状的孔口排到外侧环形液氢层中。但是杯芯上部设置的孔口对所经过流出的氢气产生的流动阻力损失应等于杯芯外部液氢液位与杯芯底部液位之差。孔上设置的柱形短管是为了直接将气体排到包顶部气相容积而不受杯芯外侧向下流动的循环液氢影响；柱形孔口6的直径和数量可根据慢化包底部所产生的气氢流量和杯芯内外液位差具体设定。
慢化包的杯芯3为带有锥度的形状，是为了使蒸发的气氢从液氢层溢出的通道逐渐变宽，一方面这有利于气体的排出，另一方面使含气率较高的上部液氢层的真实液氢厚度不小于慢化中子所需要的厚度。
采用本发明，可使环形通道液氢溢气量减少36％以上，使环形通道的液氢含气量从40％以上降到20％以下。本发明拟推荐在我国正在建造的“中国先进研究堆”的冷中子源装置中采用。
六、参考文献[1]B.Farnux and P.Breant，Upgrade of the experimental Facilities of the OrpheeReactor，proceedings of the third Meeting of the International Group on research Reactors(IGORR-III)，September 30-October 1，1993，Japan Atomic Energy Institute(JEARI)
权利要求
1.一种高通量中子慢化包，它放置于反应堆内的垂直孔道[1]内，慢化包由包体外壳[2]和杯芯[3]组成；慢化包顶部与液氢管[4]和气氢管[5]相连接，其特征在于，慢化包内部杯芯[3]的顶部设有与气氢管[5]相通的若干个柱形孔口[6]；所述慢化包的杯芯[3]为带有锥度的圆桶或椭圆桶形状。
专利摘要
本发明公开了核反应堆冷中子源装置中的一种高通量中子慢化包,它放置在反应堆内的垂直孔道内,中子慢化包由包体外壳和内置的杯芯组成。慢化包顶部与液氢管和气氢管相连接,慢化包内部杯芯的顶部设有与气氢管相通的若干个柱形孔口,杯芯与桶状包体之间形成的环形空间充满液氢来慢化中子。本发明的要点是在杯芯顶部开设若干个柱形孔,并将杯芯制成锥体状,使环形通道液氢溢气量减少36%以上,使环形通道的液氢含气量从40%以上降到20%以下。
文档编号G21C23/00GKCN1371103SQ02114473
公开日2002年9月25日 申请日期2002年3月19日
发明者赵忖, 冯全科, 束鹏程, 厉彦忠 申请人:西安交通大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan