一种实验快堆用fms材料辐照容器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明具体涉及一种实验快堆用FMS材料辐照容器。
【背景技术】
[0002]中国实验快堆(CEFR)的重要功能之一是进行燃料和结构材料的辐照试验。为了研究铁素体/马氏体不锈钢(FMS)的高温性能和抗辐照肿胀性能，开发出适用于高燃耗示范快堆的新型外套管材料，计划在CEFR堆芯中放入专门的FMS材料辐照容器。其位于第一圈不锈钢反射层组件的位置，能够实现样品在不同温度和中子注量下的辐照，并对样品的温度和中子注量具有非在线监测的功能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种能放入CEFR堆芯的FMS材料辐照容器。
[0004]具体的，本发明提供一种实验快堆用FMS材料辐照容器，所述辐照容器包括顺序连接的操作头、上过渡接头、上屏蔽棒、外套管、辐照罐组合件、下屏蔽棒、下过渡接头、管脚和管脚接头。
[0005]进一步地，如上所述的实验快堆用FMS材料辐照容器，所述操作头是辐照容器出入堆操作时与CEFR换料机的接口，上面设置冷却剂出口 ；所述上过渡接头用于外形过渡转换，周向设置凸块，可实现与周围组件之间的径向定位，上端通过螺纹和销钉与操作头连接，下端与所述外套管焊接。
[0006]进一步地，如上所述的实验快堆用FMS材料辐照容器，所述上屏蔽棒的上端与上过渡接头焊接，用于悬挂连接辐照罐组合件，并可起到一定的屏蔽作用；外套管为六边形薄壁管，用于包容组件的核心部分。
[0007]进一步地，如上所述的实验快堆用FMS材料辐照容器，所述辐照罐组合件包括七个辐照罐以及上栅板、下栅板、螺母、垫环；辐照罐两端分别插入上、下栅板，上端用螺母拧紧并点焊固定，中心辐照罐的下端借助所述垫环定位后点焊固定。
[0008]进一步地，如上所述的实验快堆用FMS材料辐照容器，所述辐照罐由包壳和端塞焊接而成，内充常温常压的高纯氦气；每个辐照罐内沿轴向堆置四层样品组合体，各层之间设置共晶合金型温度监测器和中子注量监测器。
[0009]进一步地，如上所述的实验快堆用FMS材料辐照容器，每个所述样品组合体由样品、包裹体、定位柱和螺钉组成，将若干个冲击试验样品、拉伸试验样品和肿胀试验样品，连同若干个SiC温度监测器，分层嵌放于不锈钢包裹体内，并通过定位柱和螺钉组装成圆柱体，与所述包壳之间形成均匀环状间隙。
[0010]进一步地，如上所述的实验快堆用FMS材料辐照容器，所述下屏蔽棒与下过渡接头相连，其作用为增加重量和调节组件发热量。
[0011]进一步地，如上所述的实验快堆用FMS材料辐照容器，所述下过渡接头与外套管焊接，用于外形过渡转换，并与小栅板联箱的管座之间形成球锥密封。
[0012]进一步地，如上所述的实验快堆用FMS材料辐照容器，管脚与下过渡接头通过螺纹连接并焊接，侧面开设冷却剂入口孔，入口孔的两侧均设置有松枝形密封槽，用于控制冷却剂的漏流量。
[0013]进一步地，如上所述的实验快堆用FMS材料辐照容器，管脚接头与管脚之间通过螺纹连接并焊接，其插入管脚的部分设置有若干圆板状节流片，用于调节冷却剂的压降。
[0014]本发明的创新点在于在辐照容器的内部均布7个辐照罐，辐照罐的罐体由包壳和端塞焊接而成，罐体内沿轴向放置四层样品，辐照温度自下而上依次升高。
[0015]对于每一层样品组合体，将三种类型的辐照样品合理地布置在有限的空间内，并加以约束固定。同时在合理的位置设置温度和中子注量的监测装置。
[0016]本发明可达到的效果是:采用本发明加工制造的FMS材料辐照容器可以放入CEFR堆芯第一圈不锈钢反射层组件的某个位置进行辐照试验。
【附图说明】
[0017]图1为本发明实验快堆用FMS材料辐照容器的结构示意图。
[0018]图2为本发明中的辐照罐的结构示意图。
[0019]图3为本发明中的样品组合体的剖面结构示意图。
[0020]图4为本发明中的样品组合体的俯视图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[0022]如图1所示，FMS材料辐照容器由操作头1、上过渡接头2、上屏蔽棒3、外套管4、辐照罐组合件5、下屏蔽棒6、下过渡接头7、管脚8和管脚接头9等零部件组成。
[0023]操作头I是辐照容器出入堆操作时与CEFR换料机的接口，上面设置冷却剂出口。
[0024]上过渡接头2用于外形过渡转换，周向设置凸块，可实现与周围组件之间的径向定位。上端通过螺纹和销钉与操作头I连接，下端与外套管4焊接。
[0025]上屏蔽棒3上端与上过渡接头2焊接，用于悬挂连接辐照罐组合件，并可起到一定的屏蔽作用。
[0026]外套管4为六边形薄壁管，用于包容组件的核心部分。
[0027]“辐照罐组合件”5由七个辐照罐以及上栅板、下栅板、螺母、垫环等连接件组成。辐照罐两端分别插入上、下栅板，上端用螺母拧紧并点焊固定，中心辐照罐的下端借助垫环定位后点焊固定。
[0028]如图2所示，辐照罐由包壳10和端塞11焊接而成，内充常温常压的高纯氦气。每个辐照罐内沿轴向堆置四层“样品组合体” 12，各层之间设置共晶合金型温度监测器13和中子注量监测器14。
[0029]如图3、4所示，每个样品组合体由样品、包裹体、定位柱和螺钉组成。将冲击试验样品15、拉伸试验样品16和肿胀试验样品17，连同若干SiC温度监测器18，分层嵌放于不锈钢包裹体19内，并通过定位柱20和螺钉21组装成圆柱体。
[0030]下屏蔽棒6与下过渡接头相连，其作用为增加重量和调节组件发热量。
[0031]下过渡接头7与外套管4焊接，用于外形过渡转换，并与小栅板联箱的管座之间形成球锥密封。
[0032]管脚8与下过渡接头7通过螺纹连接并焊接，侧面开设冷却剂入口孔。入口孔的两侧均设置有松枝形密封槽，用于控制冷却剂的漏流量。
[0033]管脚接头9与管脚8之间通过螺纹连接并焊接，其插入管脚的部分设置有若干圆板状节流片，用于调节冷却剂的压降。
[0034]辐照容器的主要结构材料采用国产316Ti奥氏体不锈钢，样品材料为铁素体/马氏体不锈钢或ODS不锈钢。
[0035]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种实验快堆用FMS材料辐照容器，其特征在于: 所述辐照容器包括顺序连接的操作头、上过渡接头、上屏蔽棒、外套管、辐照罐组合件、下屏蔽棒、下过渡接头、管脚和管脚接头。2.如权利要求1所述的实验快堆用FMS材料辐照容器，其特征在于: 所述操作头是辐照容器出入堆操作时与CEFR换料机的接口，上面设置冷却剂出口 ；所述上过渡接头用于外形过渡转换，周向设置凸块，可实现与周围组件之间的径向定位，上端通过螺纹和销钉与操作头连接，下端与所述外套管焊接。3.如权利要求1所述的实验快堆用FMS材料辐照容器，其特征在于: 所述上屏蔽棒的上端与上过渡接头焊接，用于悬挂连接辐照罐组合件，并可起到一定的屏蔽作用；外套管为六边形薄壁管，用于包容组件的核心部分。4.如权利要求1所述的实验快堆用FMS材料辐照容器，其特征在于: 所述辐照罐组合件包括七个辐照罐以及上栅板、下栅板、螺母、垫环；辐照罐两端分别插入上、下栅板，上端用螺母拧紧并点焊固定，中心辐照罐的下端借助所述垫环定位后点焊固定。5.如权利要求4所述的实验快堆用FMS材料辐照容器，其特征在于: 所述辐照罐由包壳和端塞焊接而成，内充常温常压的高纯氦气；每个辐照罐内沿轴向堆置四层样品组合体，各层之间设置共晶合金型温度监测器和中子注量监测器。6.如权利要求5所述的实验快堆用FMS材料辐照容器，其特征在于: 每个所述样品组合体由样品、包裹体、定位柱和螺钉组成，将若干个冲击试验样品、拉伸试验样品和肿胀试验样品，连同若干个SiC温度监测器，分层嵌放于不锈钢包裹体内，并通过定位柱和螺钉组装成圆柱体，与所述包壳之间形成均匀环状间隙。7.如权利要求1所述的实验快堆用FMS材料辐照容器，其特征在于: 所述下屏蔽棒与下过渡接头相连，其作用为增加重量和调节组件发热量。8.如权利要求1所述的实验快堆用FMS材料辐照容器，其特征在于: 所述下过渡接头与外套管焊接，用于外形过渡转换，并与小栅板联箱的管座之间形成球锥密封。9.如权利要求1所述的实验快堆用FMS材料辐照容器，其特征在于: 管脚与下过渡接头通过螺纹连接并焊接，侧面开设冷却剂入口孔，入口孔的两侧均设置有松枝形密封槽，用于控制冷却剂的漏流量。10.如权利要求1所述的实验快堆用FMS材料辐照容器，其特征在于: 管脚接头与管脚之间通过螺纹连接并焊接，其插入管脚的部分设置有若干圆板状节流片，用于调节冷却剂的压降。
【专利摘要】本发明涉及一种实验快堆用FMS材料辐照容器。所述辐照容器包括顺序连接的操作头、上过渡接头、上屏蔽棒、外套管、辐照罐组合件、下屏蔽棒、下过渡接头、管脚和管脚接头。本发明的创新点在于在辐照容器的内部均布7个辐照罐，辐照罐的罐体由包壳和端塞焊接而成，罐体内沿轴向放置四层样品，辐照温度自下而上依次升高。本发明可达到的效果是：采用本发明加工制造的FMS材料辐照容器可以放入CEFR堆芯第一圈不锈钢反射层组件的某个位置进行辐照试验。
【IPC分类】G21C17/112, G21C17/108
【公开号】CN105161149
【申请号】CN201510587125
【发明人】徐宝玉, 王事喜, 周志伟, 黄晨, 李海
【申请人】中国原子能科学研究院
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月15日