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      輻照后燃料棒真空氣泡法檢漏箱和檢漏系統(tǒng)及其檢漏方法與流程

      文檔序號:11996403閱讀:303來源:國知局
      輻照后燃料棒真空氣泡法檢漏箱和檢漏系統(tǒng)及其檢漏方法與流程
      本發(fā)明專利涉及燃料棒檢漏處理結(jié)構(gòu)和處理方法。

      背景技術(shù):
      目前輻照后燃料棒檢漏主要采取真空氣泡法、水煮法和增壓法三種方法。水煮法通過加熱水來改變?nèi)剂习舻膬?nèi)外壓差,由于受水的沸點限制,一般產(chǎn)生的壓差為0.2atm左右,檢測靈敏度相對較低,一般很少采用。增壓法通過增壓設(shè)備將參考?xì)怏w通過破損口或?qū)V瓶讐喝肴剂习?,達到改變?nèi)剂习魞?nèi)外壓差的目的,但是這種方法對密封性要求很高,安裝難度大,難以廣泛應(yīng)用。針對大批量待檢漏燃料棒,真空氣泡法以其檢測靈敏度高、設(shè)備安裝簡單并且可同時對多根燃料棒進行檢漏,具備操作簡單、經(jīng)濟性好等優(yōu)點成為最優(yōu)選擇。針對數(shù)量多、長度長、典型核素氣體多次被采集、破口形式和大小不明以及內(nèi)部可能有水的輻照后燃料棒進行檢漏,本文提出了一種新的檢漏排查設(shè)計方案。

      技術(shù)實現(xiàn)要素:
      本發(fā)明將針對輻照后燃料棒破損檢漏設(shè)計一種檢漏效率高、操作簡單和經(jīng)濟性好的真空氣泡檢漏系統(tǒng),此系統(tǒng)能夠檢漏長度較長的燃料棒且可多根燃料棒同時檢漏,同時提供了一套適應(yīng)該檢漏系統(tǒng)的檢測方法。本發(fā)明的實現(xiàn)方案如下:輻照后燃料棒真空氣泡法檢漏箱,包括一個上端開口的檢漏箱本體,檢漏箱本體的上端開口端面設(shè)置有凹槽,該凹槽內(nèi)設(shè)置有密封膠條,在檢漏箱本體上方還設(shè)置有可升降蓋板,蓋板面向檢漏箱本體設(shè)置有凸出塊,該凸出塊插入到凹槽內(nèi)將檢漏箱本體的上端開口端密封。由于本發(fā)明采用的是對輻照后燃料棒進行批量排查檢漏處理,因此,上述凹槽和蓋板凸出塊的配合通過放置在前區(qū)的電氣控制系統(tǒng)進行電氣自動控制,同時蓋板下方設(shè)成凸出塊,保證蓋板放下時定位和抽真空時起加強作用,密封膠條和凹槽的配合設(shè)計便于安裝且使其具備良好的密封性,由于檢漏箱本體在使用過程中,檢漏箱本體的內(nèi)部處于真空狀態(tài),本發(fā)明才采用凹槽、密封膠條、凸出塊的配合設(shè)計,以實現(xiàn)密封性、保證蓋板不能隨便移位,同時有利于檢漏箱本體結(jié)構(gòu)強度的保障。進一步的,由于本發(fā)明采用的是水介質(zhì)氣泡法真空檢漏處理,故配置一個觀察窗,便于實驗人員觀察具體破口位置,為此,檢漏箱本體的任意一側(cè)板設(shè)置有真空接頭,檢漏箱本體的任意一側(cè)板設(shè)置有觀察窗口,設(shè)置有觀察窗口的側(cè)板稱為觀察側(cè)板,設(shè)置有真空接頭的側(cè)板稱為抽氣側(cè)板,觀察側(cè)板外壁面貼有聚乙烯玻璃,同時在聚乙烯玻璃的四周設(shè)置有加強塊,加強塊固定在觀察側(cè)板外壁面上,聚乙烯玻璃與觀察側(cè)板外壁面之間采用密封膠條密封,聚乙烯玻璃遠離觀察側(cè)板的一側(cè)設(shè)置有壓板,壓板通過螺釘與加強塊連接。通過上述結(jié)構(gòu),我們可以看出。本發(fā)明的觀察區(qū)域結(jié)構(gòu)有別于傳統(tǒng)的觀察窗,傳統(tǒng)的觀察窗的觀察玻璃是鑲嵌在觀察孔洞內(nèi)的,而本發(fā)明的檢漏箱需要承受高壓,其內(nèi)部要進行真空處理,因此本發(fā)明才采用上述結(jié)構(gòu),以適應(yīng)檢漏箱高壓的需求,保證檢漏箱的結(jié)構(gòu)強度,本發(fā)明的聚乙烯玻璃是直接放置到觀察側(cè)板外壁面,并且觀察側(cè)板外壁面與聚乙烯玻璃之間同時采用密封膠條進行密封處理,為了保證觀察側(cè)板外壁面與聚乙烯玻璃之間的密封性,本發(fā)明采用加強塊和壓板作為聚乙烯玻璃的壓制結(jié)構(gòu),利用壓板將聚乙烯玻璃緊密的壓接在觀察側(cè)板外壁面上,通過調(diào)節(jié)螺釘來調(diào)節(jié)聚乙烯玻璃的壓緊力度。密封膠條選用抗輻射的O型硅橡膠,本發(fā)明采用聚乙烯玻璃取代常規(guī)的無機氧化硅玻璃,整個箱體選用不銹鋼材質(zhì),要保證箱體的垂直度、平面度和密封面的平整。檢漏箱本體的底部連接有排水管。檢漏箱本體為長方形體。另外,真空接頭安裝在箱體的后面,真空接頭外部與抽真空系統(tǒng)相連。排水管安裝在檢漏箱底座處,方便試驗完成后排水。檢漏箱具備良好的抗輻射性、耐腐蝕性,結(jié)構(gòu)上具有良好的密封性和承壓性。待以上檢漏箱完成后,需要設(shè)計一套針對該檢漏箱的檢漏系統(tǒng)。而本發(fā)明的具體設(shè)計如下:輻照后燃料棒真空氣泡法檢漏系統(tǒng),包括所述的檢漏箱,檢漏箱的兩側(cè)都各自設(shè)置有蓋板導(dǎo)向桿,蓋板導(dǎo)向桿的外徑面套有直線軸承滑塊,蓋板與直線軸承滑塊和實現(xiàn)升降的螺桿連接,還包括頂板和絲桿升降機構(gòu)A,蓋板導(dǎo)向桿的頂端固定在頂板和底座上,頂板上設(shè)置有蓋板傳動電機,蓋板傳動電機的輸出軸與絲桿升降機構(gòu)A的輸入軸連接,絲桿升降機構(gòu)A的升降螺桿與蓋板連接;蓋板上還設(shè)置有燃料棒導(dǎo)向桿和燃料棒提升電機,燃料棒導(dǎo)向桿的外徑面套有燃料棒直線軸承滑塊,燃料棒直線軸承滑塊連接有提升橫梁,蓋板上設(shè)置有燃料棒升降機構(gòu)B,燃料棒升降機構(gòu)B的輸入軸與燃料棒提升電機的傳動軸連接,燃料棒升降機構(gòu)B的輸出軸通過凸輪連桿機構(gòu)與提升橫梁連接,提升橫梁連接有L形提升架,L形提升架包括互相連接構(gòu)成L形結(jié)構(gòu)的垂直桿和水平桿,垂直桿經(jīng)過設(shè)置在蓋板上的軸封座后穿過蓋板,水平桿位于蓋板下方,水平桿上焊接有對稱定位塊,在對應(yīng)定位塊間就是燃料棒放置位置,其間距利于機械手的夾持操作。在以上結(jié)構(gòu)中,本發(fā)明除了上述檢漏箱外,還具備2個驅(qū)動結(jié)構(gòu),第一個驅(qū)動結(jié)構(gòu),即為本發(fā)明的蓋板驅(qū)動結(jié)構(gòu),另外一個驅(qū)動結(jié)構(gòu)即為本發(fā)明的燃料棒驅(qū)動結(jié)構(gòu)。蓋板驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括上述的直線軸承滑塊、蓋板導(dǎo)向桿、蓋板傳動電機、頂板、絲桿升降機構(gòu)A,其中蓋板可以通過直線軸承滑塊沿著蓋板導(dǎo)向桿上下移動,直線軸承滑塊和蓋板導(dǎo)向桿組成蓋板的導(dǎo)向結(jié)構(gòu),而驅(qū)動蓋板移動的裝置則是蓋板傳動電機和絲桿升降機構(gòu)A,電機轉(zhuǎn)動驅(qū)動絲桿升降機構(gòu)A的螺桿旋轉(zhuǎn),帶動蓋板上下移動。而本發(fā)明的燃料棒升降結(jié)構(gòu)采用凸輪連桿機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)作為驅(qū)動機構(gòu),在燃料棒驅(qū)動結(jié)構(gòu)中,燃料棒驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括燃料棒導(dǎo)向桿和燃料棒提升電機、燃料棒直線軸承滑塊、提升橫梁、L形提升架、燃料棒升降機構(gòu)B,該結(jié)構(gòu)中,燃料棒導(dǎo)向桿和燃料棒直線軸承滑塊組成燃料棒的導(dǎo)向結(jié)構(gòu),燃料棒提升電機、提升橫梁、燃料棒升降機構(gòu)B構(gòu)成驅(qū)動燃料棒移動的裝置,燃料棒提升電機轉(zhuǎn)動,從而使得燃料棒升降機構(gòu)B的凸輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動提升橫梁上下移動,L形提升架作為燃料棒的放置結(jié)構(gòu),L形提升架隨著提升橫梁的移動而移動,燃料棒放置在L形提升架的水平桿上,在左右水平桿上對稱焊接有定位塊,便于隔離每根燃料棒。軸封座實現(xiàn)提升桿的運動密封。蓋板為實心不銹鋼可利用其重量協(xié)助電機的自鎖力實現(xiàn)檢漏箱的加壓密封。為了觀察抽氣速率,蓋板上還設(shè)置有真空表。真空表安裝在蓋板上,抽取真空時,可及時監(jiān)控抽氣速率的大小和真空度多少。所述檢漏箱放置在底座上,蓋板導(dǎo)向桿的下端固定在底座上。優(yōu)選的,所述蓋板導(dǎo)向桿的數(shù)目為4個。優(yōu)選的,所述燃料棒導(dǎo)向桿的數(shù)目為2個。進一步的,基于輻照后燃料棒真空氣泡法檢漏系統(tǒng)的檢漏方法,檢漏方法包括以下步驟:A步驟:燃料棒烘烤步驟:采用烘烤裝置對被檢破損燃料棒進行烘烤處理;由于燃料棒可能存在破損,因長期在水下保存,其內(nèi)部會因壓力作用導(dǎo)致水分進入燃料棒內(nèi)部,影響后續(xù)的真空氣泡法檢漏的檢漏率,因此需要將可能破損的燃料棒內(nèi)部水分排出,空間預(yù)留出來,并經(jīng)大氣或人工注入氣體,在以水為介質(zhì)的氣泡法檢漏時,才能觀察到破損處的氣泡。因此本發(fā)明采用烘烤裝置對燃料棒進行烘烤,排出燃料棒內(nèi)部可能存在的水分,為后續(xù)檢查做好準(zhǔn)備。其它手段排出水分的方法都不太適用于本發(fā)明的目標(biāo)物燃料棒和使用于狹小的強放環(huán)境,傳統(tǒng)排出水分手段的缺點是成本高、效率低下、占地面積廣等缺點,而上述烘烤法排出液體的方法,其成本低,效率高,最適合狹小環(huán)境中強放射性破損燃料棒的處理;B步驟:燃料棒檢查就位步驟:將A步驟處理后的燃料棒利用機械手操作夾持到L形提升架的水平桿上;安裝時注意燃料棒左右定位在觀察窗中間位置和每根燃料棒在水平桿上的單獨分隔;該步驟是完成燃料棒的檢查就位過程;C步驟:蓋板蓋合步驟:啟動蓋板傳動電機,蓋板傳動電機的輸出軸帶動絲桿升降機構(gòu)A的輸入軸轉(zhuǎn)動,帶動絲桿升降機構(gòu)A的螺桿旋轉(zhuǎn),使連接在一起的蓋板(絲桿螺母副)向下移動,直至蓋板的凸出塊插入到凹槽內(nèi)形成密封狀態(tài);蓋板向下移動到位后停止運動,利用絲桿自鎖和蓋板重力可以持續(xù)的保持蓋板密封;D步驟:燃料棒的加壓步驟:燃料棒在密封后的檢漏箱水面上空停留,對內(nèi)部加壓并維持一定時間。加壓壓力不大于蓋板重力與電機自鎖力之和;E步驟:燃料棒入水步驟:啟動燃料棒提升電機按鈕,使燃料棒提升電機帶動燃料棒升降機構(gòu)B的凸輪機構(gòu)旋轉(zhuǎn),通過凸輪連桿機構(gòu)帶動提升橫梁向下移動,提升橫梁帶動L形提升架的垂直桿和水平桿向下移動,直至燃料棒進入檢漏箱內(nèi)的液面以下合適位置;F步驟:抽真空步驟:對檢漏箱內(nèi)進行一定速率的抽真空處理;G步驟:觀察步驟:在F步驟后,觀察檢漏箱內(nèi)的燃料棒表面是否有微小氣泡產(chǎn)生并長大;H步驟:二分法排查:取出燃料棒,若有氣泡測試,重復(fù)A步驟~G步驟進一步排查,直至確定出單根燃料棒上破口位置為止。二分法處理是指將上述一次性處理后的所有燃料棒分為2份,可以是等分為2份,然后再重復(fù)步驟A~步驟G步驟進一步排查,直至確定出單根燃料棒上破口位置為止。在B步驟中,由水平桿的定位塊決定燃料棒軸線與檢漏箱長度線平行。在G步驟時,通過在檢漏箱外部標(biāo)尺上讀出微小氣泡產(chǎn)生的位置。輻照后燃料棒經(jīng)烘烤裝置烘干后放置在L形提升架上,蓋緊蓋板后加壓一定時間,降入檢漏箱內(nèi)部水中,對檢漏箱內(nèi)部抽取真空,使燃料棒內(nèi)外產(chǎn)生壓差,若燃料棒存在破損,就會在破損口周圍形成氣泡,附集在破損口周圍形成微小氣泡并長大,因浮力增加脫離燃料棒表面從水中冒出,通過安放在檢漏箱的聚乙烯玻璃窗前方的CCD攝像系統(tǒng)采集錄制,并通過水槽外部的標(biāo)尺讀出并記錄氣泡位置。取出燃料棒,重復(fù)上述工藝流程,采用二分法進一步排查,直至確定出單根燃料棒上破口位置為止,完成對輻照后燃料棒的排查檢漏。A步驟中的烘烤裝置包括一個分裝架,分裝架的頂面設(shè)置有多個與燃料棒相匹配的凹形定位槽,燃料棒放置到該凹形定位槽內(nèi),分裝架的左右兩側(cè)設(shè)置有燈座,分裝架頂面中心處設(shè)置有連接溫控儀的熱電偶,燈座包括懸置在分裝架上方的安裝架,安裝架安裝有烘烤燈。烘烤燈為碘鎢燈。所述燈座還包括連接安裝架的立柱和連接地面的接地板,安裝架、立柱、接地板順次連接。安裝架與立柱之間采用棘輪連接。安裝架、立柱、接地板形成Z字形。所述分裝架的左側(cè)壁連接有豎直板,豎直板通過轉(zhuǎn)軸連接有橫板,橫板遠離豎直板的一端連接有卡板,卡板為一個彈性材料制成的彎曲結(jié)構(gòu),豎直板、橫板、卡板構(gòu)成一個燃料棒限位體,在限位時,橫板與卡板構(gòu)成直角彎曲結(jié)構(gòu),橫板與分裝架上表面平行,橫板與分裝架上表面間距小于燃料棒外徑,卡板的弧形凸出面與分裝架的右側(cè)面壓接。烘烤裝置包括一個分裝架,分裝架的頂面設(shè)置有多個與燃料棒相匹配的凹形定位槽,燃料棒放置到該凹形定位槽內(nèi),分裝架的左右兩側(cè)設(shè)置有燈座,分裝架頂面中心處設(shè)置有連接溫控儀的熱電偶,燈座包括懸置在分裝架上方的安裝架,安裝架上安裝有烘烤燈。本發(fā)明的設(shè)計原理為:利用分裝架上設(shè)置的凹形定位槽來承載燃料棒,利用溫控儀、熱電偶構(gòu)成監(jiān)測裝置實時的遠程監(jiān)測燃料棒所受到的烘烤溫度和時間,安裝架和烘烤燈組成懸掛式的烘烤裝置,與其它技術(shù)領(lǐng)域的床式加熱結(jié)構(gòu)不同,在本裝置中,該設(shè)計盡可能的減少燃料棒與結(jié)構(gòu)接觸,讓其暴露在烘烤氛圍中,充分讓可能存在的微小破口內(nèi)部水分揮發(fā),留出氣體存留空間。進一步的,為了適應(yīng)輻照環(huán)境和溫度需求,烘烤燈為碘鎢燈。優(yōu)選的,所述燈座還包括連接安裝架的立柱和連接地面的接地板,安裝架、立柱、接地板順次連接。進一步的,安裝架與立柱之間采用棘輪連接,通過機械手遠程調(diào)節(jié),可以在80°~100°間調(diào)整安裝架角度,安裝架、立柱和接地板形成Z字形,利于烘烤燈熱源向燃料棒輻射。進一步的,為了防止突發(fā)意外,導(dǎo)致燃料棒從凹形定位槽內(nèi)滑出,上述結(jié)構(gòu)還需要設(shè)置燃料棒限位體,因此所述分裝架的左側(cè)壁連接有豎直板,豎直板通過轉(zhuǎn)軸連接有橫板,橫板遠離豎直板的一端連接有卡板,卡板為一個彈性材料制成的彎曲結(jié)構(gòu),卡板為鋁制合金制成,豎直板、橫板、卡板構(gòu)成一個燃料棒限位體,在限位時,橫板與卡板構(gòu)成直角彎曲結(jié)構(gòu),橫板與分裝架上表面平行,其間隔小于燃料棒外徑,卡板的弧形凸出面與分裝架的右側(cè)面壓接。當(dāng)燃料棒放置到凹形定位槽內(nèi),旋轉(zhuǎn)橫板,卡板的弧形凸出面與分裝架的右側(cè)面壓接,最后使燃料棒限位體限位燃料棒。針對大批量長度較長的輻照后燃料棒,待檢燃料棒典型核素存積量少、且破損燃料棒內(nèi)部可能有水、空腔體積不明、破口大小與破口形狀不明等眾多不利情況下,為解決此問題設(shè)計了一套可檢漏相應(yīng)長度且同時可進行多根燃料棒檢漏的裝置。其檢漏原理是輻照后燃料棒經(jīng)烘烤裝置烘干后放置在L形提升架上,對燃料棒加壓后,對檢漏箱內(nèi)部再抽取真空,使燃料棒內(nèi)外產(chǎn)生壓差,若燃料棒存在破損,就會在破損口周圍形成氣泡,通過圖像采集確定氣泡產(chǎn)生位置,從而完成對輻照后燃料棒的檢漏。此套裝置檢漏具有測速度快、直觀易于辨識,在熱室內(nèi)操作方便,經(jīng)濟性好等優(yōu)點,結(jié)構(gòu)簡單,成本低,結(jié)構(gòu)安全,無過多的結(jié)構(gòu)接觸燃料棒,讓破口盡可能顯露。本發(fā)明專利采用烘烤、加壓和抽真空相結(jié)合的工藝對輻照后燃料棒進行氣泡法檢漏,在國內(nèi)首次實現(xiàn)了多根輻照后燃料棒同時進行破損檢漏排查,提高檢漏效率,盡可能的降低了漏檢率,其操作簡單、具有良好的經(jīng)濟性和可實施性。本發(fā)明的優(yōu)點:本發(fā)明專利檢漏箱采用不銹鋼材質(zhì),觀察窗采用聚乙烯玻璃,具有良好的抗輻射及耐腐蝕性能。采用抗輻射的硅橡膠進行密封、“O”形密封膠條安裝處設(shè)計成凹槽,便于安裝且使其具備良好的密封性。蓋板下方設(shè)成凸出塊,保證放下時定位和抽真空時對箱體整體起加強作用,本蓋板升降機構(gòu)采用傳動電機、螺桿螺母(蓋板)副配合傳動,可以實現(xiàn)操作箱蓋板的升降,也可起到蓋板壓緊密封的功能。直線軸承和導(dǎo)向桿的使用使運動順暢、定位準(zhǔn)確。通過凸輪連桿機構(gòu)實現(xiàn)水平傳動轉(zhuǎn)換為豎直進給,部件簡單、可靠。采用L形提升架,兩邊水平桿上對稱設(shè)置定位塊,可同時有序擺放并提升多根燃料棒,提高檢漏效率。在密封狀態(tài)下通過軸封座提升燃料棒,不會使破損棒進水,讓后續(xù)的排查檢漏更容易。烘烤裝置,燈座支架設(shè)計成Z形,碘鎢燈安裝在頂上。烘烤時燃料棒放置在分裝架上,四組燈座分別交錯放置在分裝架兩側(cè),可對燃料棒進行均勻烘烤。采用熱電偶、溫控儀進行溫度控制,操作簡單。使用碘鎢燈做熱源對燃料棒進行烘烤,比使用其它熱源安全、可靠,防潮濕,且易于機械手操作。附圖說明圖1是本發(fā)明檢漏箱的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明檢漏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2中P的放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明烘烤裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的標(biāo)號分別表示為:1、聚乙烯玻璃;2、壓板;3、加強塊;4、密封膠條;5、真空接頭;6、底部;7、排水管;15、蓋板;8、底座;9、直線軸承滑塊;10、蓋板導(dǎo)向桿;11、頂板;12、蓋板傳動電機;13、真空表;14、升降螺桿;16、檢漏箱本體;17、燃料棒導(dǎo)向桿;18、燃料棒直線軸承滑塊;19、燃料棒提升電機;20、傳動軸;21、凸輪連桿機構(gòu);22、提升橫梁;23、軸封座;24、L形提升架;25、燃料棒;26、熱電偶;27、分裝架;28、燈座;29、碘鎢燈;30、溫控儀;31、豎直板;32、橫板;33、卡板;34、絲桿升降機構(gòu)A;35、燃料棒升降機構(gòu)B。具體實施方式實施例一如圖1至圖4所示。輻照后燃料棒真空氣泡法檢漏箱,包括一個上端開口的檢漏箱本體16,檢漏箱本體的上端開口端面設(shè)置有凹槽,該凹槽內(nèi)設(shè)置有密封膠條4,在檢漏箱本體上方還設(shè)置有蓋板15,蓋板15面向檢漏箱本體設(shè)置有凸出塊,該凸出塊插入到凹槽內(nèi)將檢漏箱本體的上端開口端密封。由于本發(fā)明采用的是對輻照后燃料棒進行檢漏處理,因此,上述凹槽和蓋板15的凸出塊的配合安裝通過蓋板導(dǎo)向桿10及配套直線軸承滑塊9實現(xiàn)自動定位,同時蓋板下方設(shè)成凸出塊,保證蓋板放下時定位和抽真空時起加強作用,密封膠條4和凹槽的配合設(shè)計便于安裝且使其具備良好的密封性,由于檢漏箱本體16在使用過程中,檢漏箱本體16的內(nèi)部處于真空狀態(tài),本發(fā)明才采用凹槽、密封膠條4、凸出塊的配合設(shè)計,以實現(xiàn)密封性、保證蓋板不能隨便移位,同時有利于檢漏箱本體的結(jié)構(gòu)強度的保障。進一步的,本發(fā)明采用的是水介質(zhì)密封真空氣泡法檢漏方法,配置一個觀察窗,其長度大于被檢燃料棒長度,便于實驗人員觀察具體的破口位置,為此,檢漏箱本體的任意一側(cè)板設(shè)置有真空接頭5,檢漏箱本體的任意一側(cè)板設(shè)置有觀察窗口,設(shè)置有觀察窗口的側(cè)板稱為觀察側(cè)板,設(shè)置有真空接頭的側(cè)板稱為抽氣側(cè)板,觀察側(cè)板外壁面貼有聚乙烯玻璃1,同時在聚乙烯玻璃1的四周設(shè)置有加強塊3,加強塊3固定在觀察側(cè)板外壁面上,聚乙烯玻璃1與觀察側(cè)板外壁面之間采用密封膠條4密封,聚乙烯玻璃1遠離觀察側(cè)板的一側(cè)設(shè)置有壓板2,壓板2通過螺釘與加強塊3連接。通過上述結(jié)構(gòu),可以看出,本發(fā)明的觀察區(qū)域結(jié)構(gòu)有別于傳統(tǒng)的觀察窗,傳統(tǒng)的觀察窗的觀察玻璃是鑲嵌在觀察孔洞內(nèi)的,而本發(fā)明的檢漏箱需要承受高壓,其內(nèi)部要進行真空處理,因此本發(fā)明才采用上述結(jié)構(gòu),以適應(yīng)檢漏箱高壓的需求,保證檢漏箱的結(jié)構(gòu)強度,本發(fā)明的聚乙烯玻璃1是直接放置到觀察側(cè)板外壁面,并且觀察側(cè)板外壁面與聚乙烯玻璃1之間同時采用密封膠條進行密封處理,為了保證觀察側(cè)板外壁面與聚乙烯玻璃1之間的密封性,本發(fā)明采用加強塊3和壓板2作為聚乙烯玻璃1的夾緊結(jié)構(gòu),利用壓板2將聚乙烯玻璃1緊密的壓接在觀察側(cè)板外壁面上,通過調(diào)節(jié)螺釘來調(diào)節(jié)聚乙烯玻璃1的壓緊力度。密封膠條選用抗輻射的O型硅橡膠,本發(fā)明采用聚乙烯玻璃取代常規(guī)的無機氧化硅玻璃,整個箱體選用不銹鋼材質(zhì),要保證箱體的垂直度、平面度和密封面的平整。檢漏箱本體的底部6連接有排水管7。檢漏箱本體為長方形體。另外,真空接頭安裝在箱體的后面,真空接頭外部與抽真空控制系統(tǒng)相連。排水管安裝在檢漏箱底座處,方便試驗完成后排水。檢漏箱具備良好的抗輻射性、耐腐蝕性,結(jié)構(gòu)上具有良好的密封性和承壓性。待以上檢漏箱完成后,我們接下來需要設(shè)計一套針對該檢漏箱的檢漏系統(tǒng)。而本發(fā)明的具體設(shè)計如下:輻照后燃料棒真空氣泡法檢漏系統(tǒng),包括所述的檢漏箱,檢漏箱的兩側(cè)都各自設(shè)置有蓋板導(dǎo)向桿10,蓋板導(dǎo)向桿10的外徑面套有直線軸承滑塊9,蓋板與直線軸承滑塊9連接,還包括頂板11和絲桿升降機構(gòu)A,頂板固定在蓋板導(dǎo)向桿10的頂端,頂板上設(shè)置有蓋板傳動電機12,蓋板傳動電機12的輸出軸與絲桿升降機構(gòu)A34的輸入軸連接,絲桿升降機構(gòu)A的螺桿14與蓋板連接,形成絲杠螺母副;蓋板上還設(shè)置有燃料棒導(dǎo)向桿17、燃料棒提升電機19和燃料棒升降機構(gòu)B,燃料棒導(dǎo)向桿17的外徑面套有燃料棒直線軸承滑塊18,燃料棒直線軸承滑塊18連接有提升橫梁22;蓋板上設(shè)置的燃料棒升降機構(gòu)B,其輸入軸與燃料棒提升電機的傳動軸20連接,絲桿升降機構(gòu)B的輸出軸通過凸輪連桿機構(gòu)21與提升橫梁22連接,提升橫梁連接有L形提升架24,L形提升架24包括互相連接構(gòu)成L形結(jié)構(gòu)的垂直桿和水平桿,垂直桿經(jīng)過設(shè)置在蓋板上的軸封座23后穿過蓋板,水平桿上對稱設(shè)置燃料棒定位塊,位于蓋板下方。在以上結(jié)構(gòu)中,本發(fā)明除了上述檢漏箱外,還具備2個驅(qū)動結(jié)構(gòu),第一個驅(qū)動結(jié)構(gòu),即為本發(fā)明的蓋板驅(qū)動結(jié)構(gòu),另外一個驅(qū)動結(jié)構(gòu)即為本發(fā)明的燃料棒驅(qū)動結(jié)構(gòu)。蓋板驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括上述的直線軸承滑塊9、蓋板導(dǎo)向桿10、蓋板傳動電機12、頂板11、絲桿升降機構(gòu)A,其中蓋板可以通過直線軸承滑塊9沿著蓋板導(dǎo)向桿10上下移動,直線軸承滑塊9和蓋板導(dǎo)向桿10組成蓋板的導(dǎo)向結(jié)構(gòu),而驅(qū)動蓋板移動的裝置則是蓋板傳動電機12和絲桿升降機構(gòu)A,電機12轉(zhuǎn)動驅(qū)動絲桿升降機構(gòu)A的螺桿14旋轉(zhuǎn),帶動蓋板上下移動。在燃料棒驅(qū)動結(jié)構(gòu)中,燃料棒驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括燃料棒導(dǎo)向桿17和燃料棒提升電機19、燃料棒直線軸承滑塊18、提升橫梁22、L形提升架24、燃料棒升降機構(gòu)B35,該結(jié)構(gòu)中,燃料棒導(dǎo)向桿17和燃料棒直線軸承滑塊18組成燃料棒升降的導(dǎo)向結(jié)構(gòu),燃料棒提升電機19、提升橫梁22、燃料棒升降機構(gòu)B構(gòu)成驅(qū)動燃料棒移動的裝置,燃料棒提升電機19啟動后旋轉(zhuǎn),使燃料棒升降機構(gòu)B的輸出軸帶動凸輪機構(gòu)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動提升橫梁22的上下移動,L形提升架24作為燃料棒的放置結(jié)構(gòu),L形提升架24隨著提升橫梁22的移動而移動,在L形提升架24的水平桿上,按要求對稱焊接有定位塊,用于燃料棒的定位有序放置,并使燃料棒與檢漏箱長度方向一致。軸封座實現(xiàn)L形提升架24的移動密封。蓋板為實心不銹鋼可利用其重量協(xié)助蓋板傳動電機12的自鎖實現(xiàn)檢漏箱密封。為了觀察真空量,蓋板上還設(shè)置有真空表13。真空表13安裝在蓋板15上,抽取真空時,可及時監(jiān)控真空值的大小。所述檢漏箱放置在底座8上,通過底座8可調(diào)節(jié)檢漏箱的安裝水平,蓋板導(dǎo)向桿的下端固定在底座8上。優(yōu)選的,所述蓋板導(dǎo)向桿的數(shù)目為4個。優(yōu)選的,所述燃料棒導(dǎo)向桿17的數(shù)目為2個。實施例2基于輻照后燃料棒真空氣泡法檢漏系統(tǒng)的檢漏方法,檢漏方法包括以下步驟:A步驟:燃料棒烘烤步驟:采用烘烤裝置對燃料棒表面進行烘烤處理;由于被檢燃料棒可能存在破損,燃料棒長期處于水面下,其內(nèi)部會因壓力作用進入液體。本發(fā)明采用的真空氣泡法檢漏,需要將破損燃料棒內(nèi)部形成中空具有一定的氣體,在真空氣泡法檢漏時,才能觀察到破損處的氣泡。故本發(fā)明采用烘烤裝置對燃料棒進行烘烤,將燃料棒內(nèi)部可能存在的液體排出,而其它手段排出液體的方法都因環(huán)境狹小和強放條件局限,不太適應(yīng)本發(fā)明的目標(biāo)物燃料棒,傳統(tǒng)排出液體手段的缺點是成本高、效率低下、不宜用于狹小空間和強放環(huán)境;上述烘烤法排出液體的方法和結(jié)構(gòu)裝置,其成本低,效率高,最適合狹小環(huán)境強放燃料棒的水分排出處理。B步驟:燃料棒吊裝步驟:將A步驟處理后的燃料棒用機械手夾裝到L形提升架的水平桿上;該步驟是完成燃料棒的檢查就位過程。C步驟:蓋板蓋合步驟:啟動蓋板傳動電機12,蓋板傳動電機12的輸出軸帶動絲桿升降機構(gòu)A的輸入軸轉(zhuǎn)動,絲桿升降機構(gòu)A的螺桿14旋轉(zhuǎn)帶動蓋板向下移動,直至蓋板的凸出塊插入到凹槽內(nèi)形成密封狀態(tài);蓋板重力和傳動電機12的自鎖可以持續(xù)的保持蓋板密封;D步驟:加壓過程:檢漏箱密封后,對內(nèi)加壓并保持一定時間,使在水面上的破損燃料棒內(nèi)部壓力增大,增大與外界大氣的壓差;E步驟:燃料棒入水步驟:啟動燃料棒提升電機19,使燃料棒提升電機19帶動燃料棒升降機構(gòu)B的凸輪旋轉(zhuǎn),通過凸輪連桿機構(gòu)21帶動提升橫梁22向下移動,提升橫梁22帶動L形提升架的垂直桿和水平桿向下移動,直至燃料棒進入檢漏箱內(nèi)的液面以下。F步驟:抽真空步驟:對檢漏箱內(nèi)進行抽真空處理;G、觀察步驟:在F步驟后,觀察檢漏箱內(nèi)燃料棒表面是否有微小氣泡生成并逐漸長大。在B步驟中,要保證燃料棒軸線與檢漏箱的長度線平行,并讓燃料棒完全置于觀察窗中。在G步驟后,通過檢漏箱外部的標(biāo)尺讀出氣泡生成位置。輻照后燃料棒經(jīng)烘烤裝置烘干后放置在L形提升架后,密封檢漏箱,對燃料棒加壓后降入檢漏箱內(nèi)部水中,對檢漏箱內(nèi)部抽取真空,使燃料棒內(nèi)外產(chǎn)生壓差,若燃料棒存在破損,就會在破損口周圍形成氣泡,氣泡附集在破損口周圍并長大,因浮力增加脫離燃料棒25表面從水中冒出,通過安放在檢漏箱的聚乙烯玻璃窗前方的CCD攝像系統(tǒng)采集錄制,并通過水槽外部的標(biāo)尺可大致讀出氣泡位置,從而檢查出破損燃料棒25及破口初步位置。A步驟中的烘烤裝置包括一個分裝架27,分裝架27的頂面設(shè)置有多個與燃料棒25相匹配的凹形定位槽,燃料棒25放置到該凹形定位槽內(nèi),分裝架27的左右兩側(cè)設(shè)置有燈座28,分裝架27頂面中心處設(shè)置有連接溫控儀30的熱電偶26,燈座28包括懸置在分裝架27上方的安裝架,安裝架安裝有烘烤燈。烘烤燈為碘鎢燈29。所述燈座28還包括連接安裝架的立柱和連接地面的接地板,安裝架、立柱、接地板順次連接。安裝架與立柱之間采用棘輪連接,可實現(xiàn)安裝架在80°~100°范圍內(nèi)的調(diào)整。安裝架、立柱、接地板形成Z字形,便于熱源向分裝架上的燃料棒傾斜。所述分裝架27的左側(cè)壁連接有豎直板31,豎直板31通過轉(zhuǎn)軸連接有橫板32,橫板32遠離豎直板31的一端連接有卡板33,卡板33為一個彈性材料制成的彎曲結(jié)構(gòu),豎直板31、橫板32、卡板33構(gòu)成一個燃料棒限位體,在限位時,橫板32與卡板33構(gòu)成直角彎曲結(jié)構(gòu),橫板32與分裝架27上表面平行,其間距小于燃料棒外徑,卡板33的弧形凸出面與分裝架27的右側(cè)面壓接。烘烤裝置包括一個分裝架,分裝架的頂面設(shè)置有多個與燃料棒相匹配的凹形定位槽,其相鄰間距和高度利于機械手夾取燃料棒,燃料棒放置到該凹形定位槽內(nèi),分裝架的左右兩側(cè)設(shè)置有燈座,分裝架頂面中心處設(shè)置有連接溫控儀的熱電偶,燈座包括懸置在分裝架上方的安裝架,安裝架安裝有烘烤碘鎢燈。本發(fā)明的設(shè)計原理為:利用分裝架上設(shè)置的凹形定位槽來承載燃料棒,利用溫控儀、熱電偶構(gòu)成溫控裝置實時遠程控制燃料棒所受到的烘烤溫度和烘烤時間,安裝架和烘烤燈組成懸掛式的烘烤裝置,與其它技術(shù)領(lǐng)域的床式加熱結(jié)構(gòu)不同,盡可能的減少燃料棒與其它結(jié)構(gòu)接觸,讓可能存在的破口盡可能的暴露在烘烤氛圍中,揮發(fā)出內(nèi)部水分。燈座28的左右、前后各放置四支碘鎢燈29,對燃料棒25進行均勻恒溫烘烤,熱電偶26放在燃料棒25中間,溫控儀30放在熱室前區(qū)(非強輻射區(qū)域)進行監(jiān)控。進一步的,烘烤燈選為碘鎢燈,利于強輻照和潮濕環(huán)境的使用,碘鎢燈也比其它加熱裝置安全可靠的多,利于機械手夾持移動,損壞后易于更換。優(yōu)選的,所述燈座還包括連接安裝架的立柱和連接地面的接地板,安裝架、立柱、接地板順次連接。進一步的,安裝架與立柱之間采用棘輪連接,可以使得燈座能夠在一定范圍內(nèi)(80°~100°)自由調(diào)節(jié),利于熱源向燃料棒傾斜。進一步的,為了防止突發(fā)意外,導(dǎo)致燃料棒從凹形定位槽內(nèi)滑出,上述結(jié)構(gòu)還需要設(shè)置燃料棒限位體,因此所述分裝架的左側(cè)壁連接有豎直板,豎直板通過轉(zhuǎn)軸連接有橫板,橫板遠離豎直板的一端連接有卡板,卡板為一個彈性材料制成的彎曲結(jié)構(gòu),卡板為鋼板或鋁板或其他具有彈性的材料板,豎直板、橫板、卡板構(gòu)成一個燃料棒限位體,在限位時,橫板與卡板構(gòu)成直角彎曲結(jié)構(gòu),橫板與分裝架上表面平行,卡板的弧形凸出面與分裝架的右側(cè)面壓接。當(dāng)燃料棒放置到凹形定位槽內(nèi)可以旋轉(zhuǎn)橫板,最后使得卡板的弧形凸出面與分裝架的右側(cè)面壓接,最終使得燃料棒限位體限位燃料棒。烘烤裝置結(jié)構(gòu)的操作過程為:被檢燃料棒25按序分裝放置在分裝架27中,旋轉(zhuǎn)橫板32,使卡板33限位燃料棒后,移動分裝架至烘烤位置,機械手夾持烘烤裝置至分裝架兩側(cè),使燃料棒全部置于烘烤燈的熱源正下方,調(diào)節(jié)好溫控范圍和時間設(shè)定,啟動電源,開啟烘烤燈烘烤燃料棒至要求溫度和時間。如上所述,則能很好的實現(xiàn)本發(fā)明。
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