一种用于燃料包壳的热电偶夹持装置

文档序号:5683 发布日期:2021-09-17 浏览:46次 英文

一种用于燃料包壳的热电偶夹持装置

技术领域

本申请涉及反应堆测量

技术领域

,尤其涉及一种用于燃料包壳的热电偶夹持装置。

背景技术

在新型燃料元件研究的过程中,有一项很重要的试验是测试燃料包壳在大破口失水事故(LOCA)工况下的鼓胀爆破性能,在此过程中,燃料包壳因为受到高温高压会不断的鼓胀变形。而测量鼓胀(甚至爆破)处的温度,传统的点焊热电偶的方式因为会破坏点焊处的燃料包壳强度,而采用常规卡套从燃料包壳外侧卡住热电偶的方式,但如果卡的太紧,又会影响燃料包壳的鼓胀而干扰试验结果,因此亟需设计一种夹持装置以克服现有技术的不足。

发明内容

有鉴于此,本申请实施例在于提供一种用于燃料包壳的热电偶夹持装置,以解决燃料包壳在夹紧状态中燃料包壳的夹持空间不可调的问题。

为达到上述目的,本申请实施例的技术方案是这样实现的:

本申请实施例,提供一种用于燃料包壳的热电偶夹持装置,包括:

夹持件,所述夹持件上形成有条形孔,所述夹持件围设形成有用于容纳所述燃料包壳和所述热电偶的夹持空位;以及

锁定件,所述锁定件穿设于所述条形孔并与所述夹持件连接,以使所述夹持件夹持所述热电偶于所述燃料包壳的外壁上;

所述燃料包壳膨胀时,所述锁定件可沿所述条形孔滑动,以使所述夹持空位增大,且所述热电偶与所述燃料包壳接触。

进一步地,所述夹持件包括:

夹套,所述夹套围设形成所述夹持空位;以及

连接板,所述夹套的两端向外分别延伸设置有所述连接板,所述连接板具有沿所述连接板延伸方向开设的所述条形孔,所述锁定件穿设于所述条形孔以锁定所述夹套,所述锁定件能够在所述条形孔内滑动。

进一步地,两块所述连接板之间的间距沿远离所述夹套中心方向向外逐渐减小。

进一步地,所述夹持件包括:

弧板,所述弧板围设形成所述夹持空位,所述条形孔沿所述夹持空位周向的方向形成在所述弧板的一端,所述锁定件与所述弧板的另一端连接。

进一步地,所述弧板包括:

转动弧板,所述转动弧板的一端形成有第一合页,所述条形孔形成在所述转动弧板上;以及

调节弧板,所述调节弧板的一端形成有第二合页,所述锁定件与所述调节弧板连接,所述第一合页与所述第二合页可转动地连接,所述转动弧板与所述调节弧板围合以形成所述夹持空位。

进一步地,所述夹持件具有位于所述条形孔内壁上的锯齿,所述锁定件抵接在所述锯齿上。

进一步地,所述锯齿具有滑入面和止挡面,所述滑入面配置为所述锁定件可沿使所述夹持空位增大的方向滑动,所述止挡面配置为阻止所述锁定件沿使所述夹持空位减小的方向滑动。

进一步地,所述夹持件为弹簧钢。

进一步地,所述锁定件包括螺栓和螺母,所述螺栓套设于所述条形孔,所述螺母与所述螺栓连接以锁定所述夹持件。

进一步地,所述夹持件内壁形成有容纳所述热电偶的条形槽。

本申请实施例提供的一种用于燃料包壳的热电偶夹持装置,采用锁定件穿设于条形孔中,能使燃料包壳在自由鼓胀的前提下,通过锁定件在条形孔中滑动,从而增大夹持空位使得热电偶与燃料包壳的外壁全程接触,实现全程进行热电偶接触测温,有效避免了通过在燃料包壳上焊接热电偶的方式测温对燃料包壳强度的影响,实现了在不改变燃料包壳结构强度的情况下更精确地测量燃料包壳外壁温度。

附图说明

图1为本申请一实施例的热电偶夹持装置的结构示意图;

图2为图1的正视图;

图3为图2的左视图;

图4为图3中的夹套的局部视图,其中示意性地展示了条形孔的锯齿结构。

图5为本申请另一实施例的热电偶夹持装置的结构示意图,其中示意性地展示了夹持空位处于较小的位置状态;

图6为本申请另一实施例的热电偶夹持装置的结构示意图,其中示意性地展示了夹持空位处于较大的位置状态;

图7为本申请另一实施例的热电偶夹持装置的调节弧板的结构示意图;以及

图8为本申请另一实施例的热电偶夹持装置的转动弧板的结构示意图。

附图标记说明:

夹持件1;锁定件2;条形孔1a;夹持空位1b;夹套11;连接板12;弧板13;锯齿14;条形槽15;螺栓21;螺母22;垫圈23;转动弧板131;调节弧板132;滑入面141;止挡面142;第一合页1311;第二合页1321。

具体实施方式

需要说明的是,本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明,不应视为对本申请的不当限制。

在本申请的描述中,术语“顺时针”、“逆时针”方位或位置关系为基于附图5所示的方位或位置关系。需要理解的是,这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。术语“第一/第二”仅仅是是区别不同的对象,不表示二者之间具有相同或联系之处。

核电站反应堆运行过程中,核燃料的性能是影响反应堆安全性和经济性的重要因素。因此国际上一直将燃料元件的研究放在十分突出的地位,通过优化燃料元件设计、采用先进结构材料、改进元件制造工艺等方法,不断提高核燃料元件的各种性能,促使核电向更安全和更经济的方向发展。

本申请实施例的提供了一种用于燃料包壳的热电偶夹持装置,用于测量燃料包壳在大破口失水事故(LOCA)工况下鼓胀处的温度。参见图1所示,热电偶夹持装置包括夹持件1和锁定件2。夹持件1上形成有条形孔1a,夹持件1围设形成有用于容纳燃料包壳和热电偶的夹持空位1b;锁定件2穿设于条形孔1a并与夹持件1锁定连接,以使夹持件1夹持热电偶于燃料包壳的外壁上;燃料包壳膨胀时,锁定件2可沿条形孔1a滑动,以使夹持空位1b增大,且热电偶与燃料包壳接触。具体地,热电偶夹持装置套设在燃料包壳外壁,热电偶夹持在燃料包壳外壁与夹持件1之间,当夹持件1内的燃料包壳受到高温高压而鼓胀变形后,燃料包壳周侧壁将产生向外的膨胀力,膨胀力将推动夹持件1向外张开,因此夹持件1围设的夹持空位1b也将随之胀大,同时膨胀力将带动锁定件2沿条形孔1a滑动,以自动适应并锁定外壁不断增大的燃料包壳,在保证夹持件1不松脱的前提下,实现燃料包壳的自由鼓胀。

需要说明的是,本申请实施例中的术语“锁定”可以理解为锁定件2将夹持件1贴合于燃料包壳的外壁上,但夹持件1不阻碍燃料包壳的膨胀变形,即不产生因燃料包壳变形后对燃料包壳的额外挤压力,燃料包壳可以自由膨胀。

本申请实施例的热电偶夹持装置能使燃料包壳在自由鼓胀的前提下,全程进行热电偶接触测温,有效避免了通过在燃料包壳上焊接热电偶的方式测温对燃料包壳强度的影响,实现了在不改变燃料包壳结构强度的情况下更精确地测量燃料包壳外壁温度。

在本申请一实施例中,参见图1~4所示,夹持件1包括夹套11和连接板12。夹套11围设形成夹持空位1b,夹套11的两端向外分别延伸设置有连接板12,连接板12具有沿连接板12延伸方向开设的条形孔1a,即条形孔1a的长度方向沿连接板12延伸方向,条形孔1a可以为矩形孔或腰形孔等,锁定件2穿设于条形孔1a以锁定夹套11,锁定件2能够在条形孔1a内沿条形孔1a的长度方向滑动。具体地,当夹套11内的燃料包壳受到高温高压而鼓胀变形后,燃料包壳外壁将产生向外的膨胀力,膨胀力将推动夹套11内壁向外张开,因此夹套11围设的夹持空位1b也将随之胀大,同时膨胀力将带动锁定件2在条形孔1a内沿远离夹套11中心的方向滑动,以自动适应并锁定外壁不断增大的燃料包壳,在夹套11不松脱的前提下,实现燃料包壳的自由鼓胀。

由于夹套11两端向外延伸设置有连接板12,热电偶夹持装置不仅可沿燃料包壳轴向套设安装在燃料包壳上,也可通过连接板12之间的开口直接卡在燃料包壳安装,安装方式灵活方便。

在本申请一实施例中,参见图1~3所示,锁定件2包括螺栓21和螺母22,螺栓21套设于条形孔1a,螺母22与螺栓21连接以锁定夹持件1。具体地,套设于条形孔1a的螺栓21与螺母22配合,将两块连接板12夹持在螺栓21与螺母22之间,通过沿螺栓21轴向方向旋入螺母22以使两块连接板12分别锁定在螺栓21与螺母22之间。锁定后,两块连接板12之间具有一定间距,以保证燃料包壳鼓胀后两块连接板12能够顺利张开。

在本申请一实施例中,参见图1和图2所示,夹持件1内壁形成有容纳热电偶的条形槽15。具体地,在夹套11内壁的任意轴向和周向位置可以根据具体测量需要设置一个或多个条形槽15。

设置不同条形槽15可适配不同形式的热电偶,有利于热电偶在燃料包壳外壁上的夹持与固定。

在本申请一实施例中,参见图2所示,两块连接板12之间的间距沿远离夹套11中心方向向外逐渐减小。由于燃料包壳外壁鼓胀将产生的膨胀力,会使得两块连接板12张开,通过调整两块连接板12之间的间距,锁定件2将更加顺畅地沿远离夹套11中心方向滑动,以自动适应锁定外壁不断增大的燃料包壳。

在本申请一实施例中,参见图3和图4所示,夹持件1具有位于条形孔1a内壁上的锯齿14,锁定件2抵接在锯齿14上。具体地,在连接板12上的条形孔1a内壁上具有锯齿14,条形孔1a可以设置为矩形孔或腰形孔等。抵接在锯齿14上的锁定件2,可降低由于偶然扰动、人为误触等原因而导致锁定件2在条形孔1a内误滑动的情况,提高了锁定件2锁定夹持件1的可靠性。

在本申请一实施例中,参见图4所示,锯齿14具有滑入面141和止挡面142,滑入面141配置为锁定件2可沿使夹持空位1b增大的方向滑动,具体地,燃料包壳未鼓胀时,滑入面141抵接锁定件2的周侧壁,示例性地,锁紧件的周侧壁可以是螺栓21的周侧壁,滑入面141抵接螺栓21的周侧壁,并阻止锁定件2滑动,此时夹持空位1b大小保持不变;燃料包壳产生鼓胀时,锁定件2的周侧壁挤压滑入面141,使与锁定件2接触的锯齿14发生变形,并沿远离夹持空位1b方向滑动,夹持空位1b增大,另一锯齿14抵接锁定件2。止挡面142配置为阻止锁定件2沿使夹持空位1b减小的方向滑动。具体地,止挡面142抵接锁定件2的周侧壁,以阻止锁定件2沿靠近夹持空位1b方向滑动。

燃料包壳产生鼓胀时,锁定件2挤压滑入面141以使与紧固件14抵接的锯齿14变形,并沿远离夹持空位1b方向滑动,锁定件2抵接下一锯齿14。燃料包壳继续膨胀时,锁定件2继续挤压下一锯齿14的滑入面141,使得下一锯齿变形,夹持空位1b继续增大。紧贴于锁定件2的锯齿14在外力下发生形变,可保证锁定件2不松脱的情况下,实现燃料包壳的自由鼓胀。设置有止挡面142的锯齿14,可使锁定件2实现单向滑动,可减少锁定件2误回退而挤压燃料包壳的概率。

在本申请一实施例中,参见图5和图6所示,夹持件1包括弧板13,弧板13围设形成夹持空位1b,具体地,弧板13为环状结构,弧板13的两端围设互相层叠在一起,围设形成夹持空位1b。条形孔1a沿夹持空位1b周向的方向形成在弧板13的一端,即条形孔1a的长度方向沿夹持空位1b周向的方向,锁定件2与弧板13的另一端连接。具体地,热电偶夹持装置套设在燃料包壳外壁,热电偶夹持在燃料包壳外壁与弧板13内壁之间(如图5所示),当弧板13内的燃料包壳受到高温高压而鼓胀变形后,燃料包壳外壁将产生向外的膨胀力,膨胀力将推动弧板13两端沿周向张开,弧板13围设的夹持空位1b也将随之胀大,同时膨胀力将带动连接在弧板13一端的锁定件2在条形孔1a内沿弧板13中心的周向方向滑动,以自动适应并锁定外壁不断增大的燃料包壳(如图6所示),在保证弧板13不松脱的前提下,实现燃料包壳的自由鼓胀。

在本申请一实施例中,参见图5和图6所示,夹持件1内壁形成有容纳热电偶的条形槽15。具体地,在弧板13内壁的任意轴向和周向位置可以根据具体测量需要设置一个或多个条形槽15。

设置不同条形槽15可适配不同形式的热电偶,有利于热电偶在燃料包壳外壁上的夹持与固定。

本申请实施例采用弧板13作为夹持件1,结构形式简单,且通过设置沿着周向方向滑动锁定燃料包壳的锁紧件可使整体结构更加紧凑。

在本申请一实施例中,参见图7和图8所示,弧板13还包括转动弧板131以及调节弧板132。转动弧板131的一端形成有第一合页1311,条形孔1a形成在转动弧板131上。调节弧板132的一端形成有第二合页1321,锁定件2与调节弧板132连接,第一合页1311与第二合页1321可转动地连接,转动弧板131与调节弧板132围合以形成夹持空位1b。设置合页,可直接旋转转动弧板131,将热电偶夹持装置卡设在燃料包壳上,安装方式灵活方便。

在本申请一实施例中,参见图5和图7所示,锁定件2包括螺栓21和螺母22,螺栓21套设于条形孔1a,螺母22与螺栓21连接以锁定夹持件1。具体地,螺栓21一端连接在调节弧板132的一端上,螺栓21的另一端穿入转动弧板131的条形孔1a并与螺母22配合,将转动弧板131的一端夹持在调节弧板132的一端与螺母22之间,根据需要还可在螺母22与转动弧板131的抵接处设置垫圈23以提升锁定效果,最后通过沿螺栓21轴向方向旋入螺母22以使转动弧板131一端锁定在调节弧板132的一端与螺母22之间。采用螺栓21与螺母22配合方式锁定转动弧板131与调节弧板132,锁定松紧可调、安装可靠、操作方便。

在本申请另一实施例中,参见图5和图8所示,夹持件1具有位于条形孔1a内壁上的锯齿14,锁定件2抵接在锯齿14上。具体地,在转动弧板131上的条形孔1a内壁上具有锯齿14,条形孔1a可以设置为矩形孔或腰形孔等。抵接在锯齿14上的锁定件2,可降低由于偶然扰动、人为误触等原因而导致锁定件2在条形孔1a内误滑动的情况,提高了锁定件2锁定夹持件1的可靠性。

在本申请一实施例中,参见图8所示,锯齿14具有滑入面141和止挡面142,滑入面141配置为锁定件2可沿使夹持空位1b增大的方向滑动。具体地,燃料包壳未鼓胀时,滑入面141抵接锁定件2的周侧壁,示例性地,锁紧件的周侧壁可以是螺栓21的周侧壁,滑入面141抵接螺栓21的周侧壁,并阻止锁定件2滑动,此时夹持空位1b大小保持不变;燃料包壳产生鼓胀时,远离第一合页1311的转动弧板131一端以及设有锁定件2的调节弧板132的一端将沿夹持空位1b中心的周向向外张开,锁定件2的周侧壁将挤压滑入面141,使与锁定件2接触的锯齿14发生变形,并沿夹持空位1b中心周向方向顺时针滑动,夹持空位1b增大,另一锯齿14抵接锁定件2。止挡面142配置为阻止锁定件2沿使夹持空位1b减小的方向滑动。具体地,止挡面142抵接锁定件2的周侧壁,以阻止锁定件2沿夹持空位1b中心周向方向逆时针滑动。

燃料包壳产生鼓胀时,锁定件2挤压滑入面141以使与紧固件14抵接的锯齿14变形,并沿夹持空位1b中心周向方向顺时针滑动,锁定件2抵接下一锯齿14。燃料包壳继续膨胀时,锁定件2继续挤压下一锯齿14的滑入面141,使得下一锯齿变形,夹持空位1b继续增大。紧贴于锁定件2的锯齿14在外力下发生形变,可保证锁定件2不松脱的情况下,实现燃料包壳的自由鼓胀。设置有止挡面142的锯齿14,可使锁定件2实现单向滑动,可减少锁定件2误回退而挤压燃料包壳的概率。

上述所有实施例,夹持件1的材料均可采用具有一定弹性变形能力的弹簧钢,以承受燃料包壳自由鼓胀而引起的额外动载和疲劳载荷。

以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不同限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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