[发明专利]高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置

说明书

本发明公开了一种高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置，包括：主体支架；具有投放部且可上下活动的提升机构；球床；位于球床上方的落球车，落球车上的落球闸门与球床的竖向间距可调；设在球床侧下方的进球滑道；可活动地设在球床上的推球机构；设在实验球的移动路线上且适于对经过其的实验球计数的计数装置；设在进球滑道的出口端以限制实验球进入提升机构的制动机构；控制提升机构、落球车、推球机构、计数装置以及制动机构工作的控制系统；防护罩，主体支架、提升机构、球床、落球车、进球滑道、推球机构、计数装置、制动机构和控制系统设在防护罩内。根据本发明实施例的实验装置可实现落球高度的调节及落球实验的自动循环进行。

技术领域

本发明涉及落球实验技术领域，特别涉及一种高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置。

背景技术

目前，我国球床式高温气冷堆所使用的球形燃料元件直径为60mm，结构为球形包覆颗粒(TRISO)弥散在燃料区的石墨基体中。作为燃料元件的结构材料，基体石墨使包覆燃料颗粒获得热工水力学条件，包括将热量传给冷却剂氦气，并作为慢化材料，对快中子有足够的慢化能力，同时还具有一定的滞留裂变产物的能力。

在球床堆内加载和卸载燃料球时，燃料球从加卸载系统的不同高度落到球床的不同部位，在此过程中受到不同程度的撞击，如果反应堆采取燃料球进行多次循环的方式，那么燃料球就会受到更多撞击，因此球形燃料元件需要满足一定的落球强度要求。

相关技术中采用的解决方案是将球形燃料元件从四米高度自由落体到相同材质球床上，连续循环实验五十次以上并且表面无明显破损(直径大于3mm，深度大于1.5mm)视为合格。

本申请的发明人已经授权的发明专利(ZL 201110332665.9)给出了一种球体元件从四米高度自由下落到球床上以检测其落球强度的装置。现有的检测球形燃料元件落球强度的设备存在以下缺点：

(1)人工参与多，检测时间长；

(2)设备高度固定，应用范围受限；

(3)缓冲装置容易疲劳，球形燃料元件自由落体运动会出现偏差；

(4)设备在完成预设实验次数后不能自动停止运行；

(5)在可观察实验过程的前提下，操作安全性有待提高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置，以克服现有的检测设备存在的人工参与多、检测周期长、设备高度固定应用范围受限、自由落体实验存在误差、设备完成预设实验次数后不能自动停止等缺陷，并保证了高空落球实验的安全性与可视性。

(二)技术方案

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提供了一种高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置，可以实现落球高度的调节以及落球实验的自动循环进行，其包括：