本发明专利技术公开了一种核电站温度探测器的真空充氦封装装置及封装方法，装置包括手套箱、真空系统、充氦系统、夹持石英玻璃管的夹持装置、对石英玻璃管密封部位进行加热的激光加热系统，真空系统和充氦系统均与手套箱内部连通；夹持装置位于手套箱内；激光加热系统部分伸入手套箱内。本发明专利技术采用能量高度集中的激光在确保温度探测丝不发生熔化的前提下对石英玻璃管进行加热熔化，克服了常规密封方法中合金丝会熔化的问题；真空系统、充氦系统和手套箱能够确保充氦前石英玻璃管内的真空度、充氦后石英玻璃管内氦气的压力，并能防止石英玻璃管密封时氦气泄漏。
【技术实现步骤摘要】
核电站温度探测器的真空充氦封装装置及其封装方法
本专利技术涉及反应堆压力容器检查
，具体地，涉及一种核电站温度探测器的真空充氦封装装置及其封装方法。
技术介绍
核电厂反应堆压力容器是堆内不可更换的重要部件，保证其安全可靠对于核电厂的安全运行具有重要意义。对反应堆压力容器材料进行辐照监督是保障压力容器在设计寿命周期内安全运行的一项重要措施。辐照监督管是反应堆本体重要的核部件，监督管内装有随堆运行的压力容器筒体及焊缝材料试样，用于检测压力容器的辐照损伤程度；定期从堆内抽出监督管试样进行试验，为压力容器以及核电厂的寿命评估和延寿积累数据，以指导反应堆压力容器筒体的安全使用，从而保证反应堆安全运行。温度探测器的石英玻璃管的真空充氦密封就是辐照监督管的关键技术之一。温度探测器一般包括石英玻璃管和密封在石英玻璃管内的合金丝也叫温度探测丝，图1是AP1000核电站310℃温度探测器的结构；图1中11为石英玻璃管，其长度为20mm，石英玻璃管内抽真空，充入1个大气压的氦气：10为温度探测丝，其长度为15mm，直径为0.8mm。核电站温度探测器有不同的温度档次，其长度、直径等规格或略有不同，但其石英玻璃管的真空充氦密封共同存在以下技术难点：(1)合金丝的熔点很低(不超过320℃)，石英玻璃管熔点很高(约1300℃)，合金丝与玻璃管熔化端的距离很近(约2mm)，因此采用常规的密封方法，合金丝会出现熔化现象；(2)石英玻璃管熔化过程中，如何确保内部的氦气不会发生泄漏。辐照监督管的国产化具有十分重要的意义，其关键技术之一的石英玻璃管的真空充氦密封是其国产化必须攻克的难题，因此石英玻璃管的真空充氦密封如何克服上述两个技术难点至关重要。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种核电站温度探测器的真空充氦封装装置及其封装方法，解决核电站温度探测器真空充氦密封时合金丝熔化和氦气泄漏的问题。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：核电站温度探测器的真空充氦封装装置，包括手套箱、对手套箱进行抽真空的真空系统、用于向手套箱中充入氦气的充氦系统、用于夹持石英玻璃管的夹持装置、对石英玻璃管密封部位进行加热的激光加热系统，所述真空系统和充氦系统均与手套箱内部连通；所述夹持装置位于手套箱内；所述激光加热系统部分伸入手套箱内。封装石英玻璃管时，石英玻璃管首选需要固定在夹持装置上，具体为石英玻璃管一端靠近手套箱的手套，另一端固定在夹持装置上，前述石英玻璃管一端靠近手套箱的手套是指石英玻璃管一端在手套能够到达的范围内，便于操作人员在密封过程中利用手套握住石英玻璃管的一端。本方案的真空充氦封装装置采用激光加热系统提供能量高且能量高度集中的激光，在确保石英玻璃管内温度探测丝不发生熔化的前提下对石英玻璃管进行加热熔化，克服了现有技术中常规的密封方法中合金丝会出现熔化现象的问题；采用真空系统、充氦系统和手套箱能够确保充氦前石英玻璃管内的真空度以及充氦后石英玻璃管内氦气的压力，并能防止石英玻璃管密封时氦气泄漏。作为本专利技术的进一步改进，所述激光加热系统包括激光发射器、激光电源和激光控制器，激光发射器部分或全部位于手套箱内，激光电源与激光发射器相连，激光控制器与激光电源相连。进一步，所述真空系统包括真空计、真空泵和真空控制阀门，真空计和真空控制阀门连接在真空泵与手套箱之间的管路上。进一步，所述充氦系统包括氦气瓶、压力表和充氦控制阀门，所述压力表和充氦控制阀门设置在氦气瓶与手套箱之间的管路上。进一步，为了使石英玻璃管在激光加热的过程中均匀受热软化，核电站温度探测器的真空充氦封装装置还包括旋转电机和旋转电机控制器；所述夹持装置与旋转电机的输出轴连接，旋转电机与旋转电机控制器连接，从而旋转电机控制器能够通过控制旋转电机的状态和旋转速度从而带动夹持装置和石英玻璃管进行旋转。这样，夹持装置夹持石英玻璃管，并在激光加热的过程中带动石英玻璃管旋转，确保石英玻璃管均匀的受热软化，密封速度更快、效果更好。核电站温度探测器的真空充氦封装方法，采用上述任一技术方案中的真空充氦封装装置进行封装，所述方法包括以下步骤：S1、将装有温度探测丝的石英玻璃管固定在夹持装置上，使石英玻璃管的远离温度探测丝的一端置于手套附近、石英玻璃管另一端固定在夹持装置上；S2、根据所需封装成的石英玻璃管的长度，调整石英玻璃管另一端的具体夹持位置，使激光发射器要加热的封装部位到石英玻璃管另一端端头的距离与所需封装成的石英玻璃管)的长度一致，关闭手套箱；S3、利用真空系统对手套箱进行抽真空后，利用充氦系统向手套箱中充入氦气；S4、设置激光加热系统的激光输出参数；S5、启动激光加热系统的激光发射器发射激光加热石英玻璃管的封装部位，石英玻璃管封装部位软化后，旋转石英玻璃管直至石英玻璃管靠近手套的一端脱落，完成封装。进一步，采用设置有旋转电机控制器和旋转电机的真空充氦封装装置进行封装；步骤S4中还通过旋转电机控制器设置旋转电机的旋转方向和旋转速度；步骤S5中具体为：启动旋转电机，启动激光加热系统的激光发射器发射激光加热石英玻璃管的封装部位，石英玻璃管封装部位软化后，固定住石英玻璃管靠近手套的一端，旋转电机带动夹持装置及石英玻璃管继续旋转直至石英玻璃管靠近手套的一端脱落，完成封装。进一步，步骤S3包括以下步骤。S31、开启真空控制阀门，打开真空泵对手套箱内部进行抽真空；S32、待真空计的读数符合设计要求后，关闭真空控制阀门和真空泵；S33、打开充氦控制阀门，打开氦气瓶，向手套箱内充入氦气；S34、待压力表的读数符合设计要求后，关闭充氦控制阀门和氦气瓶。进一步，步骤S4中设置激光加热系统的激光输出参数的方法具体为：打开激光电源和激光控制器，设置激光加热系统的激光输出参数，所述激光输出参数包括激光的输出功率和输出时间。综上，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的真空充氦封装装置具有激光加热系统、夹持装置、手套箱、真空系统以及充氦系统，其中激光加热系统发射能量高度集中的激光，能够在短时间内熔化石英玻璃管，避免石英玻璃管内的温度探测丝发生熔化，克服了现有技术中常规的密封方法中合金丝会出现熔化现象的问题；2、本专利技术的真空充氦封装装置设置旋转电机和旋转电机控制器后，可控制夹持装置夹持石英玻璃管，并在激光加热的过程中旋转，确保石英玻璃管均匀的受热软化，密封速度更快、效果更好；3、本专利技术的手套箱在确保封装操作的同时，提供一个密封的环境，能防止石英玻璃管密封时氦气泄漏，确保在封装过程中石英玻璃管内的氦气保持1个大气压的水平；真空系统确保充氦前手套箱内的真空度符合技术条件；充氦系统确保手套箱内的氦气压力在1个大气压的水平。附图说明图1是现有技术中温度探测器的结构示意图；图2是本专利技术的真空充氦封装装置的结构示意图。附图中标记及相应的零部件名称：1-压力表；2-氦气瓶；3-充氦控制阀门；4-真空控制阀门；5-真空泵；6-真空计；7-手套箱；8-旋转电机；9-夹持装置；10--温度探测丝；11-石英玻璃管；12-手套；13-激光；14-激光发射器；15-激光电源；16-激光控制器；17-旋转电机控制器。具体实施方式如图1所示，核电站温度探测器包括石英玻璃管11和位于石英玻璃管11内的温度探测丝10，核电站温度探测器的本文档来自技高网...
【技术保护点】
核电站温度探测器的真空充氦封装装置，其特征在于，包括手套箱(7)、对手套箱(7)进行抽真空的真空系统、用于向手套箱(7)中充入氦气的充氦系统、用于夹持石英玻璃管(11)的夹持装置(9)、对石英玻璃管(11)密封部位进行加热的激光加热系统，所述真空系统和充氦系统均与手套箱(7)内部连通；所述夹持装置(9)位于手套箱(7)内；所述激光加热系统部分伸入手套箱(7)内。
【技术特征摘要】
1.核电站温度探测器的真空充氦封装装置，其特征在于，包括手套箱(7)、对手套箱(7)进行抽真空的真空系统、用于向手套箱(7)中充入氦气的充氦系统、用于夹持石英玻璃管(11)的夹持装置(9)、对石英玻璃管(11)密封部位进行加热的激光加热系统，所述真空系统和充氦系统均与手套箱(7)内部连通；所述夹持装置(9)位于手套箱(7)内；所述激光加热系统部分伸入手套箱(7)内。2.根据权利要求1所述的核电站温度探测器的真空充氦封装装置，其特征在于，所述激光加热系统包括激光发射器(14)、激光电源(15)和激光控制器(16)，激光发射器(14)部分或全部位于手套箱(7)内，激光电源(15)与激光发射器(14)相连，激光控制器(16)与激光电源(15)相连。3.根据权利要求1所述的核电站温度探测器的真空充氦封装装置，其特征在于，所述真空系统包括真空计(6)、真空泵(5)和真空控制阀门(4)，真空计(6)和真空控制阀门(4)连接在真空泵(5)与手套箱(7)之间的管路上。4.根据权利要求1所述的核电站温度探测器的真空充氦封装装置，其特征在于，所述充氦系统包括氦气瓶(2)、压力表(1)和充氦控制阀门(3)，所述压力表(1)和充氦控制阀门(3)设置在氦气瓶(2)与手套箱(7)之间的管路上。5.根据权利要求1至4任一所述的核电站温度探测器的真空充氦封装装置，其特征在于，还包括旋转电机(8)和旋转电机控制器(17)，所述夹持装置(9)与旋转电机(8)的输出轴连接，旋转电机(8)与旋转电机控制器(17)连接。6.核电站温度探测器的真空充氦封装方法，其特征在于，采用权利要求1-5中任一所述的真空充氦封装装置进行封装，所述方法包括以下步骤：S1、将装有温度探测丝(10)的石英玻璃管(11)固定在夹持装置(9)上，使石英玻璃管(11)的远离温度探测丝(10)的一端置于手套(12)附近、另一端固定在夹持装置(9)上；S2、根据所需封装成的石英玻璃管(11)的长度，调整石英玻璃管(11...
【专利技术属性】
技术研发人员：周军，王泽明，陈勇，王浩，杨晓林，陶诗泉，解怀英，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：四川,51
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