[发明专利]辐照考验件及辐照装置

说明书

本发明涉及辐照考验件及辐照装置,辐照装置包括用于包裹于辐照对象外周的内层辐照罐、套设于内层辐照罐外围的外层辐照罐、分别与外层辐照罐两相对端配合的第一端塞和第二端塞；内层辐照罐包括在辐照对象轴向方向上并排设置以调控辐照对象与内层辐照罐的装配间隙和/或内层辐照罐与外层辐照罐的装配间隙的多个罐体单元。该辐照装置通过使辐照对象与辐照罐的总配合间隙的波动值减小，进而可以精准控制辐照对象在轴向不同位置处于辐照罐的装配间隙，并可使得辐照对象的外表面温度保持均匀和稳定性，提升辐照试验工况的精确性；并有效降低辐照罐的整体刚度，有效降低辐照对象可能承受的外部压应力，从而降低外部装置影响。

技术领域

本发明涉及核电技术领域，更具体地说，涉及一种辐照考验件及辐照装置。

背景技术

核燃料的研发需要经历漫长的筛选流程，在最初通过堆外性能筛选试验后，还需进行堆内性能筛选试验。堆内性能筛选试验一般又可分为5个阶段：(1)研究堆内的材料级中子辐照试验：此阶段不关注燃料棒级相关的性能(如芯块-包壳相互作用)，此阶段可针对众多经过堆外筛选试验的设计概念进行二次筛选；此阶段一般借助辐照罐等设备开展堆内试验，目标试验材料不与回路冷却剂接触，但需模拟反应堆正常运行工况；(2)研究堆内的回路试验：经过第一阶段的堆内筛选试验后，将经过筛选后的材料概念制备成辐照小棒结构形式并开展回路试验验证。此阶段的辐照小棒直接与接近反应堆运行工况的高温高压冷却剂接触，以验证燃料性能、PCI性能以及包壳与冷却剂的相容性等；此阶段需模拟反应堆正常运行工况；(3)研究堆内的瞬态辐照试验：经过第二阶段筛选试验后，开展研究堆内的瞬态辐照试验，如模拟RIA工况，从而确定在该类瞬态下辐照小棒能否保证完整性；此阶段一般需对未辐照的小棒以及经过达到不同燃耗台阶的燃料棒开展试验；(4)先导棒/先导组件在研究堆内的瞬态试验：针对未辐照的先导棒以及经过达到不同燃耗台阶的先导棒开展试验。

其中在第一阶段材料级中子辐照试验，因为是初期的研究堆内筛选，核材料性能存在较大不确定性，为防止辐照试验用的燃料小棒在第一阶段的辐照试验过程中发生破损，进而影响研究堆的安全运行，国际上通用的做法是采取辐照罐辐照，在保证安全的同时，也可以通过辐照罐控制辐照对象的辐照温度。

在现有技术中，辐照装置的轴向高度相对较大，辐照装置中各部件的径向尺寸在轴向的分布很难保证很高的均匀性，即辐照对象燃料小棒与内层辐照罐及外层辐照罐是间隙配合在轴向高度上会因各部件的加工精度不足而发生变化，这也导致燃料小棒的外表面的温度在轴向高度发生变化，从而会影响燃料小棒的辐照验证试验的精确性。此外，因辐照装置具有一定的轴向高度，当辐照装置置于反应堆内进行辐照考验时，因反应堆的在辐照装置轴向高度的中子注量率是不稳定的，因此也容易造成辐照对象燃料小棒在轴向高度的温度不稳定性；最后，在现有技术中，辐照罐的刚度相对较大，而辐照对象燃料小棒在辐照过程中会发生一定的肿胀变形，当两者接触时，辐照罐会对辐照对象燃料小棒施加较大的压应力作用力，进而影响辐照验证试验的准确性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的辐照装置，提供一种改进的用于验证核燃料元件辐照性能的辐照考验件。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种辐照装置，包括用于包裹于辐照对象外周的内层辐照罐、套设于所述内层辐照罐外围的外层辐照罐、分别与所述外层辐照罐两相对端配合的第一端塞和第二端塞；

所述内层辐照罐包括在所述辐照对象轴向方向上并排设置以调控所述辐照对象与所述内层辐照罐的装配间隙和/或所述内层辐照罐与所述外层辐照罐的装配间隙的多个罐体单元。

优选地，多个所述罐体单元的中子吸收截面不同。

优选地，多个所述罐体单元的内侧壁和/或外侧壁为不同中子吸收截面的中子吸收材料。

优选地，所述中子吸收材料包括铝、铁、钛、钴、钼、锆、镉、铟、铝合金、铁合金、钛合金、钴合金、钼合金、锆合金、镉合金、或者铟合金。