小尺寸板元件样品防截面高温氧化及肿胀变形装置的制作方法

本发明涉及核燃料元件辐照，具体涉及小尺寸板元件样品防截面高温氧化及肿胀变形装置。

背景技术：

1、板型核燃料元件是研究试验堆燃料元件的典型类型之一，通过轧制工艺一次成型，燃料板由上包壳、芯体、下包壳三部分组成。反应堆运行时，中子辐照、高温高压及腐蚀性冷却剂对燃料元件产生重大影响。燃料芯体在堆内服役时会产生大量的惰性裂变气体，存在于裂纹、芯体与包壳间隙或大孔洞中并会扩散、迁移和聚集，会对包壳产生较大的压力，将引起燃料肿胀生长。在超设计基准事故和失水事故下燃料芯体温度会急剧升高，释放大量的裂变气体导致压力急剧增大，导致上包壳板表面起泡、局部破裂和过度肿胀等，阻塞燃料板间的冷却剂流动通道，引发更严重之事故。因此，研究分析裂变气体对板元件表面起泡、体积肿胀以及裂纹扩展行为的影响就显得极为重要，可为实际的工程应用提供重要的实验数据。

2、目前燃料元件高温起泡实验样品是从板型燃料元件上切割的小尺寸样品。取样切割会破坏样品截面产生大量的缺陷。实验加温过程中，大量本应向样品表面扩散、迁移聚集的裂变气体会从截面处溢出而导致截面处肿胀变形，同时截面处也易被氧化而加重截面肿胀，导致高温起泡实验难以达到实验预期，影响高温起泡实验结果。

3、为了改善和解决上述问题，研究设计了专门用于小尺寸板元件样品防截面高温氧化及肿胀变形装置。使用长短压紧滑片包覆在样品截面以改善截面肿胀和被氧化的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：提供了小尺寸板元件样品防截面高温氧化及肿胀变形装置，以改进和克服现有实验装置和技术存在的上述不足和问题。

2、本发明的技术方案如下：一种小尺寸板元件样品防截面高温氧化及肿胀变形装置，包括装样平面底座、矩形样品定位格架、长压紧滑片、短压紧滑片、旋紧螺杆、滑片固定卡针、试样槽、l型装样固定卡座、滑轨、螺纹通孔；

3、试样槽位于矩形样品定位格架内部，所述装样平面底座1表面左上角处设有l型装样固定卡座，所述矩形样品定位格架为镂空状，矩形样品定位格架的四边框上开有滑轨，所述长压紧滑片与短压紧片均在矩形样品定位格架内部，分别靠近l型装样固定卡座对角方向的矩形样品定位格架边框，滑动固定卡针与穿过滑轨的长压紧滑片、短压紧滑片连接，将长压紧滑片、短压紧滑片固定在矩形样品定位格架中，所述旋紧螺杆通过矩形样品定位格架上的螺纹通孔22与靠近长压紧滑片、短压紧滑片的连接。

4、试样槽与装样平面底座的表面平行。

5、矩形样品定位格架的四边框不同位置上均开有滑轨。

6、滑轨长度固定，限制长压紧滑片、短压紧滑片的滑动范围。

7、所述的旋紧螺杆与螺纹通孔尺寸适配。

8、长压紧滑片、短压紧滑片的两个端头各有2个卡针口。

9、滑片固定卡针与长压紧滑片、短压紧滑片端头的卡针口尺寸适配

10、试样槽与待实验样品尺寸相适配。

11、l型装样固定卡座对角方向的矩形样品定位格架两个边框上有螺纹通孔。

12、以上所述装置由耐高温陶瓷材料制成。

13、所述的矩形样品定位格架中，由长压紧滑片与短压紧滑片所对应的对边边框组成的直角端与l型装样固定卡座对准。

14、整个装置于放射性屏蔽手套箱中进行工作。。

15、本发明的显著效果在于：通过旋紧螺杆移动矩形样品定位槽内的长短压紧滑片使其完全压紧和包覆放置在试样槽内燃料元件样品的截面。这样可有效地减少高温加热引起的截面肿胀，减少空气与样品截面的接触面积以防止截面被氧化和裂变气体从截面处溢出，进而增加裂变气体在样品浅表层的迁移、聚集的几率。可提高核燃料元件辐照后微观结构与性能评价结果的准确性与可靠性。本发明结构简单，稳定可靠。

技术特征：

1.一种小尺寸板元件样品防截面高温氧化及肿胀变形装置，其特征在于：包括装样平面底座(1)、矩形样品定位格架(2)、长压紧滑片(3)、短压紧滑片(4)、旋紧螺杆(5)、滑片固定卡针(6)、试样槽(7)、l型装样固定卡座(11)、滑轨(21)、螺纹通孔(22)；

2.根据权利要求1所述的一种小尺寸板元件样品防截面高温氧化及肿胀变形装置，其特征在于：试样槽(7)与装样平面底座(1)的表面平行。

3.根据权利要求1所述的一种小尺寸板元件样品防截面高温氧化及肿胀变形装置，其特征在于：矩形样品定位格架(2)的四边框不同位置上均开有滑轨(21)。

4.根据权利要求3所述的一种小尺寸板元件样品防截面高温氧化及肿胀变形装置，其特征在于：滑轨(21)长度固定，限制长压紧滑片(3)、短压紧滑片(4)的滑动范围。

5.根据权利要求1所述的一种小尺寸板元件样品防截面高温氧化及肿胀变形装置，其特征在于：所述的旋紧螺杆(5)与螺纹通孔(22)尺寸适配。

6.根据权利要求1所述的一种小尺寸板元件样品防截面高温氧化及肿胀变形装置，其特征在于：长压紧滑片(3)、短压紧滑片(4)的两个端头各有2个卡针口。

7.根据权利要求6所述的一种小尺寸板元件样品防截面高温氧化及肿胀变形装置，其特征在于：滑片固定卡针(6)与长压紧滑片(3)、短压紧滑片(4)端头的卡针口尺寸适配。

8.根据权利要求1所述的一种小尺寸板元件样品防截面高温氧化及肿胀变形装置，其特征在于：试样槽(7)与待实验样品尺寸相适配。

9.根据权利要求1所述的一种小尺寸板元件样品防截面高温氧化及肿胀变形装置，其特征在于：l型装样固定卡座(11)对角方向的矩形样品定位格架(2)两个边框上有螺纹通孔(22)。

10.根据权利要求1所述的一种小尺寸板元件样品防截面高温氧化及肿胀变形装置，其特征在于：以上所述装置由耐高温陶瓷材料制成。

11.根据权利要求1所述的一种小尺寸板元件样品防截面高温氧化及肿胀变形装置，其特征在于：所述的矩形样品定位格架(2)中，由长压紧滑片(3)与短压紧滑片(4)所对应的对边边框组成的直角端与l型装样固定卡座(11)对准。

12.根据权利要求1所述的一种小尺寸板元件样品防截面高温氧化及肿胀变形装置，其特征在于：整个装置于放射性屏蔽手套箱中进行工作。

技术总结
一种小尺寸板元件样品防截面高温氧化及肿胀变形装置，包括装样平面底座、矩形样品定位格架、长压紧滑片、短压紧滑片、旋紧螺杆、滑片固定卡针、试样槽、L型装样固定卡座；试样槽位于矩形样品定位格架内部，装样平面底座1表面左上角处设有L型装样固定卡座，矩形样品定位格架的四边框上开有滑轨，所述长压紧滑片与短压紧片均在矩形样品定位格架内部，分别靠近L型装样固定卡座对角方向的矩形样品定位格架边框，滑动固定卡针与穿过滑轨的长压紧滑片、短压紧滑片连接，将长压紧滑片、短压紧滑片固定在矩形样品定位格架中，旋紧螺杆通过矩形样品定位格架上的螺纹通孔22与靠近长压紧滑片、短压紧滑片的连接。

技术研发人员：辛虹阳,吴璐,张伟,伍晓勇,邓坚,宁知恩,斯嘉轩,李佳文,毛建军,王桢,滕常青,蒋孝蔚,方忠强,钱立波,宋小蓉
受保护的技术使用者：中国核动力研究设计院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15