[实用新型]一种适用于氦-3气体密度调节的瞬态试验辐照调压装置

说明书

本实用新型公开了一种适用于氦‑3气体密度调节的瞬态试验辐照调压装置，解决了采用现有技术中的金属波纹管调压的方式，其调节速率、气体容量、耐压力及耐疲劳等技术指标不能触发燃料元件瞬态试验过程中确定事件发生的问题。本实用新型包括具有两个气体出入口的密封筒体结构，设置在密封筒体结构的腔体内且具有一个气体出入口的气囊；所述气囊的气体进出口与密封筒体结构的其中一个气体出入口的内侧连通，该气体出入口的外侧则连通有稳压气罐；密封筒体结构的另一个气体出入口则与瞬态试验装置连通。本实用新型可有效调节氦‑3气体密度，能够满足燃料元件瞬态试验过程中可控堆芯反应确定事件的要求。

技术领域

本实用新型涉及调压装置，具体涉及一种适用于氦-3气体密度调节的瞬态试验辐照调压装置。

背景技术

确定事件或随机事件将向反应堆引入一定变化速率的堆芯反应性。堆芯反应性的引入会导致燃料元件芯块因裂变气体的释放而出现肿胀、燃料元件包壳材料腐蚀加剧及燃料元件包壳材料开裂等安全概率事故的发生。为保证反应堆运行的安全性和可靠性，应对燃料元件在一定变化速率堆芯反应性作用下的物理行为进行研究，为新型燃料元件的设计优化提供实验数据。

为完成上述燃料元件的物理行为研究，在燃料元件瞬态试验的过程中应引入确定事件，该事件的发生将导致可控的堆芯反应性。在燃料元件瞬态试验过程中，中子注入量随时间的变化以及变化快慢将引起相应堆芯反应性。氦-3气体密度大小与其中子吸收能力存在正比例关系，即氦-3气体密度大小的改变将引起相应堆芯反应性。为此需研发一种氦-3气体密度调节的装置，该装置能在燃料元件瞬态试验过程中引起可控堆芯反应性。该装置应调节灵敏，调节范围大，耐疲劳、耐高压及无泄漏等特点。

现有技术中，金属波纹管作为一种常用气体密度调节装置广泛用于化工、航天及仪器仪表等领域，但其调节速率、气体容量、耐压力及耐疲劳等技术指标不能触发燃料元件瞬态试验过程中确定事件的发生。因此，急需研发一种能够有效满足燃料元件的瞬态物理行为的密度调节装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：采用现有技术中的金属波纹管调压的方式，其调节速率、气体容量、耐压力及耐疲劳等技术指标不能触发燃料元件瞬态试验过程中确定事件发生的问题，目的在于提供一种适用于氦-3气体密度调节的瞬态试验辐照调压装置，该装置具有调节范围大，耐疲劳、耐高温等优点，因而满足上述确定事件的发生。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种适用于氦-3气体密度调节的瞬态试验辐照调压装置，包括具有两个气体出入口的密封筒体结构，设置在密封筒体结构的腔体内且具有一个气体出入口的气囊；所述气囊的气体进出口与密封筒体结构的其中一个气体出入口的内侧连通，该气体出入口的外侧则连通有稳压气罐；密封筒体结构的另一个气体出入口则与瞬态试验装置连通。

本实用新型中密封筒体结构的腔体容积边界用于包容工作状态下的橡胶气囊，本实用新型能够通过稳压气罐向橡胶气囊的一侧充入的一定体积及一定压力的气体，使气囊内侧气体与橡胶气囊外侧气体之间形成压力平衡，进而可依据充入的稳压作用的气体的量来确定氦-3气体的密度调节范围及瞬态响应时间，不仅仅能有效调节气体密度，还能使气体压力调节范围更大，可以达到0.2～4.5Mpa，并且，具有耐疲劳、耐高温的效果，能有效触发燃料元件瞬态试验过程中确定事件的发生，能够满足燃料元件瞬态试验过程中可控堆芯反应事件的要求。同时，气囊在氦-3气体与用于稳定压力的气体之间形成柔性隔离边界，有效保证氦-3气体纯度。

进一步，所述气囊为橡胶气囊，所述稳压气罐为稳压氮气罐。

进一步，所述密封筒体结构包括顶端具有开口的下筒体，底端具有开口且与下筒体连接后形成腔体结构的上筒体；密封筒体结构的两个气体出入口中，其中一个气体出入口设置在上筒体上，该气体出入口的内侧与气囊连通；另一个气体出入口设置在下筒体与上筒体之间的连接位置处。通过上述结构的优化设置，能极大地方便气囊的密封安装和维护检修。