压水堆辐照钴靶结构及其使用方法与流程

专利2025-12-31  6


发明涉及反应堆中子辐照生产领域,尤其涉及一种压水堆辐照钴靶结构及其使用方法。


背景技术:

1、放射性钴-60一般通过重水堆、沸水堆和研究堆辐照生产。由于压水堆中子谱特性及换料周期长(一般18个月),使得在压水堆生产钴-60的比活度不高,有一定的应用局限性,且会减少压水堆有效满功率运行天数,降低电厂发电经济性。另外在同位素生产过程中,辐照靶会产生放射性废物,放射性废物的处理也会降低钴-60生产的经济性。因此在压水堆辐照生产钴-60,应考虑控制对压水堆有效满功率运行天数的影响、优化钴-60辐照靶结构以降低放射性废物产生量,以提高生产钴-60的经济性。目前已有设计的压水堆辐照靶是利用阻力塞组件,为不可更换结构。辐照靶芯是钴粒,结构复杂,生产成本高,装载活度不满足工业辐照源要求,不利于后续放射源封装。


技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于提供一种压水堆辐照钴靶结构及其使用方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种压水堆辐照钴靶结构,其包括压紧件、与所述压紧件可拆卸连接的多个阻流塞棒以及与所述压紧件可拆卸连接的多个钴棒组件;

3、所述钴棒组件包括包壳管、多个钴片以及定位件;

4、多个所述钴片封装在所述包壳管内,多个所述钴片沿所述包壳管的轴向方向分隔设置,且所述钴片的中心轴线与所述包壳管的中心轴线垂直设置;

5、所述定位件封装在所述包壳管内并与所述包壳管可拆卸连接,其用于对多个所述钴片进行定位。

6、在一些实施例中,相邻的所述钴片之间的间隔不小于5mm。

7、在一些实施例中,所述钴片的厚度为0.5mm至1.5mm。

8、在一些实施例中,所述钴片的表面上设有镀镍层。

9、在一些实施例中,所述钴棒组件还包括连接在所述包壳管上端部的上端塞以及连接在所述包壳管下端部的下端塞。

10、在一些实施例中,所述定位件包括两片锆薄片,两片所述锆薄片采用压力电阻焊连接,两片所述锆薄片共同用于固定夹紧所述钴片。

11、在一些实施例中,所述钴棒组件还包括充氦件,所述充氦件封装在所述包壳管内,并用于为所述包壳管充入氦气。

12、在本实施例中,还构建了一种压水堆辐照钴靶结构的使用方法,其基于所述的压水堆辐照钴靶结构,其包括步骤:

13、压水堆辐照钴靶结构在压水堆内辐照完成后,在乏燃料储存池内进行经过辐照后的钴棒组件的拆卸;

14、通过屏蔽运输容器将拆卸完成后的所述钴棒组件运送至热室,进行所述钴棒组件的解体,并取出辐照完成后的钴片;

15、在热室内进行新的所述钴棒组件的封装;

16、将新的所述钴棒组件通过所述屏蔽运输容器运输至乏燃料储存池,并在所述乏燃料储存池进行压紧件与新的所述钴棒组件的组装;

17、将新的压水堆辐照钴靶结构运输至压水堆中进行辐照。

18、在一些实施例中,所述在热室内进行新的所述钴棒组件的封装包括:

19、对使用过的所述包壳管进行修整;

20、装入未经过辐照的所述钴片;

21、更换未经过辐照的上端塞,并将所述上端塞与所述包壳管进行环焊;

22、装入使用过的下端塞;

23、对包壳管进行充氦,充氦完成后进行堵孔焊。

24、在一些实施例中,在所述在热室内进行新的所述钴棒组件的封装完成后,在乏池内破坏上端塞的螺纹。

25、实施本发明具有以下有益效果:该压水堆辐照钴靶结构设置了钴片,且钴片的中心轴线与包壳管的中心轴线垂直设置,相对以往采用钴粒或钴柱进行辐照的比活度更高,提升了所生产的钴-60的装载活度,同时钴棒组件的部件可拆卸,包壳管以及下端塞可重复利用,可大量减少放射性废物的产生。并设置有定位件用于固定钴片,防止因钴棒组件在压水堆内水流冲刷造成钴片在包壳管内窜动与振动。



技术特征:

1.一种压水堆辐照钴靶结构,其特征在于,包括压紧件(1)、与所述压紧件(1)可拆卸连接的多个阻流塞棒(2)以及与所述压紧件(1)可拆卸连接的多个钴棒组件(3);

2.根据权利要求1所述的压水堆辐照钴靶结构,其特征在于,相邻的所述钴片(33)之间的间隔不小于5mm。

3.根据权利要求1所述的压水堆辐照钴靶结构,其特征在于,所述钴片(33)的厚度为0.5mm至1.5mm。

4.根据权利要求1所述的压水堆辐照钴靶结构,其特征在于,所述钴片(33)的表面上设有镀镍层。

5.根据权利要求1所述的压水堆辐照钴靶结构,其特征在于,所述钴棒组件(3)还包括连接在所述包壳管(31)上端部的上端塞(35)以及连接在所述包壳管(31)下端部的下端塞(36)。

6.根据权利要求1所述的压水堆辐照钴靶结构,其特征在于,所述定位件(34)包括两片锆薄片(341),两片所述锆薄片(341)采用压力电阻焊连接,两片所述锆薄片(341)共同用于固定夹紧所述钴片(33)。

7.根据权利要求1所述的压水堆辐照钴靶结构,其特征在于,所述钴棒组件(3)还包括充氦件(32),所述充氦件(32)封装在所述包壳管(31)内,并用于为所述包壳管(31)充入氦气。

8.一种压水堆辐照钴靶结构的使用方法,其基于权利要求1至7任一项所述的压水堆辐照钴靶结构,其特征在于,包括步骤:

9.根据权利要求8所述的压水堆辐照钴靶结构的使用方法,其特征在于,所述在热室内进行新的所述钴棒组件(3)的封装包括:

10.根据权利要求8所述的压水堆辐照钴靶结构的使用方法,其特征在于,在所述在热室内进行新的所述钴棒组件(3)的封装完成后,在乏池内破坏上端塞(35)的螺纹。


技术总结
本发明公开一种压水堆辐照钴靶结构及其使用方法,该压水堆辐照钴靶结构包括压紧件、与压紧件可拆卸连接的多个阻流塞棒以及与压紧件可拆卸连接的多个钴棒组件,钴棒组件包括包壳管、多个钴片以及定位件,多个钴片封装在包壳管内,多个钴片沿包壳管的轴向方向分隔设置,且钴片的中心轴线与包壳管的中心轴线垂直设置,定位件封装在包壳管内并与包壳管可拆卸连接,其用于对多个钴片进行定位。该压水堆辐照钴靶结构提升了所生产的钴‑60的装载活度,同时钴棒组件的部件可拆卸,包壳管以及下端塞可重复利用,可大量减少放射性废物的产生。并设置有定位件用于固定钴片,防止因钴棒组件在压水堆内水流冲刷造成钴片在包壳管内窜动与振动。

技术研发人员:殷振国,刘鹏亮,马仓,颜田玉
受保护的技术使用者:中广核研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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