[发明专利]一种升降式材料辐照装置

说明书

本发明公开了一种升降式材料辐照装置，包括相互连接的冷却机构和辐照机构，以及用于驱动冷却机构和辐照机构作直线移动的升降机构；所述辐照机构包括外管，所述外管内设置有至少一个样品管，每一个样品管外均设置有独立调节的加热结构，每一个所述样品管和所述外管之间均设置有气隙；所述升降式材料辐照装置还包括气体引出机构和至少两个调节所述气隙换热温差的气体引入机构，所述气体引入机构和气体引出机构均与所述气隙连通；独立调节的加热结构对各样品管的温度进行单独调节以使得调节，以使得各个样品管之间的温度差减小，以达到缩小温度范围的目的。

技术领域

本发明涉及研究堆辐照技术领域，具体涉及一种升降式材料辐照装置。

背景技术

对于辐照试验研究堆而言，开展材料和燃料的辐照试验研究是最重要的应用之一。材料辐照试验是利用材料材料辐照装置装载标准化的材料试验样品，将其置入研究堆的堆芯活性区中，利用研究堆的中子和伽马射线对材料造成辐照损伤以研究材料的耐辐照性能的试验。材料材料辐照装置需要承担样品装载、测量和控制辐照试验参数的功能。

单次辐照试验时，理想状态是：材料辐照装置内的材料样品数量尽可能多，全部样品的辐照温度范围尽可能小。由于研究堆堆芯较小且结构复杂，以及堆内的中子注量率轴向分布的固有特性以及阴阳面(材料辐照装置内靠近堆芯中心的一侧为阳面，背离堆芯中子的一侧为阴面)中子注量率的差异，加上研究堆运行过程中产生的堆内中子注量率变化，使得材料辐照装置内不同位置的材料样品释热率差异较大且存在波动，进而导致材料辐照装置内样品辐照温度分布存在较大差异。其中，研究堆内材料释热率的轴向分布及其变化，是限制材料辐照装置内样品装载数量以及样品辐照温度区间大小的最主要因素。因此，在保证样品装载数量的前提下，必须对材料辐照装置进行改进，减小全部样品的辐照温度范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种升降式材料辐照装置，通过对材料辐照装置整体进行升降和独立调节的加热结构，提高外管内样品轴向温度分布的均匀性，从而达到全部样品的辐照温度范围减小的目的。

本发明提供一种升降式材料辐照装置，包括相互连接的冷却机构和辐照机构，以及用于驱动冷却机构和辐照机构作直线移动的升降机构；

所述辐照机构包括外管，所述外管内设置有至少一个样品管，每一个样品管外均设置有独立调节的加热结构，每一个所述样品管和所述外管之间均设置有气隙；

所述升降式材料辐照装置还包括气体引出机构和至少两个调节所述气隙换热温差的气体引入机构，所述气体引入机构和气体引出机构均与所述气隙连通。

在采用上述技术方案的情况下，

1.独立调节的加热结构对各样品管的温度进行单独调节以使得调节，以使得各个样品管之间的温度差减小，以达到缩小温度范围的目的。

2.通过在样品管和外管之间设置气隙，可向该气隙内通入导热系数相差较大的不同惰性气体，通过控制不同惰性气体的混合比例来改变不同惰性气体混合后形成的混合气体的导热系数，从而达到调节气隙换热温差，以实现温度的调控。

作为一种可能的优选方式，所述加热结构包括加热件、加热件固定结构以及至少一个温度传感器。以提高温度调节的灵敏度。

作为一种可能的优选方式，所述加热件固定结构包括套设且紧贴于所述样品管外的夹块，所述夹块上开设有至少一个凹槽，所述加热件设置于所述凹槽内；以实现加热件的稳定固定。

优选地，所述加热件固定结构还包括将所述加热件紧贴于所述凹槽槽底的压紧件；不仅进一步增加加热件固定的稳定性，还加快了加热件和样品管之间的传热速度，提高传热效率。

优选地，所述压紧件距离所述外管内壁的垂直距离小于所述夹块距离所述外管内壁的垂直距离，通过减小压紧件外侧面在气隙中的换热面积，以降低对加热元件加热功率的需求，降低能耗。