辐照后燃料棒真空气泡法检漏箱和检漏系统及其检漏方法技术方案

本发明专利技术公开了辐照后燃料棒真空气泡法检漏箱和检漏系统及其检漏方法，辐照后燃料棒经烘烤装置烘干后放置在L形提升架后降入检漏箱内部水中，对检漏箱内部抽取真空，使燃料棒内外产生压差，若燃料棒存在破损，就会在破损口周围形成气泡，通过图像采集确定气泡产生位置，从而完成对辐照后燃料棒的检漏。此套装置检漏具有测速度快、在热室内操作简单，经济性好等优点，结构简单，成本低，可以远程机械手操作，结构安全，无过多的结构接触燃料棒，使破口尽可能显现，增大燃料棒的检漏率。

【技术实现步骤摘要】
辐照后燃料棒真空气泡法检漏箱和检漏系统及其检漏方法
本专利技术专利涉及燃料棒检漏处理结构和处理方法。
技术介绍
目前辐照后燃料棒检漏主要采取真空气泡法、水煮法和增压法三种方法。水煮法通过加热水来改变燃料棒的内外压差，由于受水的沸点限制，一般产生的压差为0.2atm左右，检测灵敏度相对较低，一般很少采用。增压法通过增压设备将参考气体通过破损口或专制孔压入燃料棒，达到改变燃料棒内外压差的目的，但是这种方法对密封性要求很高，安装难度大，难以广泛应用。针对大批量待检漏燃料棒，真空气泡法以其检测灵敏度高、设备安装简单并且可同时对多根燃料棒进行检漏，具备操作简单、经济性好等优点成为最优选择。针对数量多、长度长、典型核素气体多次被采集、破口形式和大小不明以及内部可能有水的辐照后燃料棒进行检漏，本文提出了一种新的检漏排查设计方案。
技术实现思路
本专利技术将针对辐照后燃料棒破损检漏设计一种检漏效率高、操作简单和经济性好的真空气泡检漏系统，此系统能够检漏长度较长的燃料棒且可多根燃料棒同时检漏，同时提供了一套适应该检漏系统的检测方法。本专利技术的实现方案如下：辐照后燃料棒真空气泡法检漏箱，包括一个上端开口的检漏箱本体，检漏箱本体的上端开口端面设置有凹槽，该凹槽内设置有密封胶条，在检漏箱本体上方还设置有可升降盖板，盖板面向检漏箱本体设置有凸出块，该凸出块插入到凹槽内将检漏箱本体的上端开口端密封。由于本专利技术采用的是对辐照后燃料棒进行批量排查检漏处理，因此，上述凹槽和盖板凸出块的配合通过放置在前区的电气控制系统进行电气自动控制，同时盖板下方设成凸出块，保证盖板放下时定位和抽真空时起加强作用，密封胶条和凹槽的配合设计便于安装且使其具备良好的密封性，由于检漏箱本体在使用过程中，检漏箱本体的内部处于真空状态，本专利技术才采用凹槽、密封胶条、凸出块的配合设计，以实现密封性、保证盖板不能随便移位，同时有利于检漏箱本体结构强度的保障。进一步的，由于本专利技术采用的是水介质气泡法真空检漏处理，故配置一个观察窗，便于实验人员观察具体破口位置，为此，检漏箱本体的任意一侧板设置有真空接头，检漏箱本体的任意一侧板设置有观察窗口，设置有观察窗口的侧板称为观察侧板，设置有真空接头的侧板称为抽气侧板，观察侧板外壁面贴有聚乙烯玻璃，同时在聚乙烯玻璃的四周设置有加强块，加强块固定在观察侧板外壁面上，聚乙烯玻璃与观察侧板外壁面之间采用密封胶条密封，聚乙烯玻璃远离观察侧板的一侧设置有压板，压板通过螺钉与加强块连接。通过上述结构，我们可以看出。本专利技术的观察区域结构有别于传统的观察窗，传统的观察窗的观察玻璃是镶嵌在观察孔洞内的，而本专利技术的检漏箱需要承受高压，其内部要进行真空处理，因此本专利技术才采用上述结构，以适应检漏箱高压的需求，保证检漏箱的结构强度，本专利技术的聚乙烯玻璃是直接放置到观察侧板外壁面，并且观察侧板外壁面与聚乙烯玻璃之间同时采用密封胶条进行密封处理，为了保证观察侧板外壁面与聚乙烯玻璃之间的密封性，本专利技术采用加强块和压板作为聚乙烯玻璃的压制结构，利用压板将聚乙烯玻璃紧密的压接在观察侧板外壁面上，通过调节螺钉来调节聚乙烯玻璃的压紧力度。密封胶条选用抗辐射的O型硅橡胶，本专利技术采用聚乙烯玻璃取代常规的无机氧化硅玻璃，整个箱体选用不锈钢材质，要保证箱体的垂直度、平面度和密封面的平整。检漏箱本体的底部连接有排水管。检漏箱本体为长方形体。另外，真空接头安装在箱体的后面，真空接头外部与抽真空系统相连。排水管安装在检漏箱底座处，方便试验完成后排水。检漏箱具备良好的抗辐射性、耐腐蚀性，结构上具有良好的密封性和承压性。待以上检漏箱完成后，需要设计一套针对该检漏箱的检漏系统。而本专利技术的具体设计如下：辐照后燃料棒真空气泡法检漏系统，包括所述的检漏箱，检漏箱的两侧都各自设置有盖板导向杆，盖板导向杆的外径面套有直线轴承滑块，盖板与直线轴承滑块和实现升降的螺杆连接，还包括顶板和丝杆升降机构A，盖板导向杆的顶端固定在顶板和底座上，顶板上设置有盖板传动电机，盖板传动电机的输出轴与丝杆升降机构A的输入轴连接，丝杆升降机构A的升降螺杆与盖板连接；盖板上还设置有燃料棒导向杆和燃料棒提升电机，燃料棒导向杆的外径面套有燃料棒直线轴承滑块，燃料棒直线轴承滑块连接有提升横梁，盖板上设置有燃料棒升降机构B，燃料棒升降机构B的输入轴与燃料棒提升电机的传动轴连接，燃料棒升降机构B的输出轴通过凸轮连杆机构与提升横梁连接，提升横梁连接有L形提升架，L形提升架包括互相连接构成L形结构的垂直杆和水平杆，垂直杆经过设置在盖板上的轴封座后穿过盖板，水平杆位于盖板下方，水平杆上焊接有对称定位块，在对应定位块间就是燃料棒放置位置，其间距利于机械手的夹持操作。在以上结构中，本专利技术除了上述检漏箱外，还具备2个驱动结构，第一个驱动结构，即为本专利技术的盖板驱动结构，另外一个驱动结构即为本专利技术的燃料棒驱动结构。盖板驱动结构包括上述的直线轴承滑块、盖板导向杆、盖板传动电机、顶板、丝杆升降机构A，其中盖板可以通过直线轴承滑块沿着盖板导向杆上下移动，直线轴承滑块和盖板导向杆组成盖板的导向结构，而驱动盖板移动的装置则是盖板传动电机和丝杆升降机构A，电机转动驱动丝杆升降机构A的螺杆旋转，带动盖板上下移动。而本专利技术的燃料棒升降结构采用凸轮连杆机构的旋转作为驱动机构，在燃料棒驱动结构中，燃料棒驱动结构包括燃料棒导向杆和燃料棒提升电机、燃料棒直线轴承滑块、提升横梁、L形提升架、燃料棒升降机构B，该结构中，燃料棒导向杆和燃料棒直线轴承滑块组成燃料棒的导向结构，燃料棒提升电机、提升横梁、燃料棒升降机构B构成驱动燃料棒移动的装置，燃料棒提升电机转动，从而使得燃料棒升降机构B的凸轮旋转驱动提升横梁上下移动，L形提升架作为燃料棒的放置结构，L形提升架随着提升横梁的移动而移动，燃料棒放置在L形提升架的水平杆上，在左右水平杆上对称焊接有定位块，便于隔离每根燃料棒。轴封座实现提升杆的运动密封。盖板为实心不锈钢可利用其重量协助电机的自锁力实现检漏箱的加压密封。为了观察抽气速率，盖板上还设置有真空表。真空表安装在盖板上，抽取真空时，可及时监控抽气速率的大小和真空度多少。所述检漏箱放置在底座上，盖板导向杆的下端固定在底座上。优选的，所述盖板导向杆的数目为4个。优选的，所述燃料棒导向杆的数目为2个。进一步的，基于辐照后燃料棒真空气泡法检漏系统的检漏方法，检漏方法包括以下步骤：A步骤：燃料棒烘烤步骤：采用烘烤装置对被检破损燃料棒进行烘烤处理；由于燃料棒可能存在破损，因长期在水下保存，其内部会因压力作用导致水分进入燃料棒内部，影响后续的真空气泡法检漏的检漏率，因此需要将可能破损的燃料棒内部水分排出，空间预留出来，并经大气或人工注入气体，在以水为介质的气泡法检漏时，才能观察到破损处的气泡。因此本专利技术采用烘烤装置对燃料棒进行烘烤，排出燃料棒内部可能存在的水分，为后续检查做好准备。其它手段排出水分的方法都不太适用于本专利技术的目标物燃料棒和使用于狭小的强放环境，传统排出水分手段的缺点是成本高、效率低下、占地面积广等缺点，而上述烘烤法排出液体的方法，其成本低，效率高，最适合狭小环境中强放射性破损燃料棒的处理；B步骤：燃料棒检查就位步骤：将A步骤处理后的燃料棒利用机械手操作夹持到L形提升架的水平杆上；安装时本文档来自技高网...

【技术保护点】
辐照后燃料棒真空气泡法检漏箱，其特征在于：包括一个上端开口的检漏箱本体（16），检漏箱本体的上端开口端面设置有凹槽，该凹槽内设置有密封胶条（4），在检漏箱本体上方还设置有盖板（15），盖板（15）面向检漏箱本体设置有凸出块，该凸出块插入到凹槽内将检漏箱本体的上端开口端密封。

【技术特征摘要】
1.辐照后燃料棒真空气泡法检漏箱，其特征在于：包括一个上端开口的检漏箱本体（16），检漏箱本体的上端开口端面设置有凹槽，该凹槽内设置有密封胶条（4），在检漏箱本体上方还设置有盖板（15），盖板（15）面向检漏箱本体设置有凸出块，该凸出块插入到凹槽内将检漏箱本体的上端开口端密封；检漏箱本体的任意一侧板设置有真空接头（5），检漏箱本体的任意一侧板设置有观察窗口，设置有观察窗口的侧板称为观察侧板，设置有真空接头的侧板称为抽气侧板，观察侧板外壁面贴有聚乙烯玻璃（1），同时在聚乙烯玻璃（1）的四周设置有加强块（3），加强块（3）固定在观察侧板外壁面上，聚乙烯玻璃（1）与观察侧板外壁面之间采用密封胶条（4）密封，聚乙烯玻璃（1）远离观察侧板的一侧设置有压板（2），压板（2）通过螺钉与加强块（3）连接。2.根据权利要求1所述的辐照后燃料棒真空气泡法检漏箱，其特征在于：检漏箱本体的底部（6）连接有排水管（7）。3.辐照后燃料棒真空气泡法检漏系统，其特征在于：包括权利要求1或2所述的检漏箱，检漏箱的两侧都各自设置有盖板导向杆（10），盖板导向杆（10）的外径面套有直线轴承滑块（9），盖板与直线轴承滑块（9）连接，还包括顶板（11）和丝杆升降机构A，顶板固定在盖板导向杆（10）的顶端，顶板上设置有盖板传动电机（12），盖板传动电机（12）的输出轴与丝杆升降机构A的输入轴连接，丝杆升降机构A的螺杆（14）经过盖板与盖板组成丝杠螺母运动副；盖板上还设置有燃料棒导向杆（17）和燃料棒提升电机（19），燃料棒导向杆（17）的外径面套有燃料棒直线轴承滑块（18），燃料棒直线轴承滑块（18）连接有提升横梁（22），盖板上安装有燃料棒升降机构B，其输入轴与燃料棒提升电机的传动轴（20）连接，燃料棒升降机构B的输出轴通过凸轮连杆机构（21）与提升横梁连接，提升横梁连接有L形提升架（24），L形提升架（24）包括互相连接构成L形结构的垂直杆和水平杆，垂直杆经过设置在盖板上的轴封座（23）后穿过盖板，水平杆位于盖板下方，水平杆上焊接有定位块，用于分隔开燃料棒并定位，其相邻间距利于机械手夹持燃料棒。4.根据权利要求3所述的辐照后燃料棒真空气泡法检漏系统，其特征在于：所述检漏箱放置在底座（8）上，盖板导向杆的下端固定在底座（8）上。5.根据权利要求3所述的辐照后燃料棒真空气泡法检漏系统，其特征在于：所述盖板导向杆（10）的数目为4个。6.根据权利要求3所述的辐照后燃料棒真空气泡法检漏系统，其特征在于：所述燃料棒导向杆（17）的数目为2个。7.基于权利要求3至6中任意一项辐照后燃料棒真空气泡法检漏系统的检漏方法，检漏方法包括以下步骤：A步骤：燃料棒烘烤步骤：采用烘烤装置对分装架中的燃料棒进行烘烤处理；B步骤：燃料棒检查就位步骤：将A步骤处理后的燃料...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓冰，江林志，张显鹏，江艳，蒋国富，宋小蓉，李福荣，陈军，黄伟杰，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：四川;51