一种多维中子调控靶装置制造方法及图纸

技术编号:18461180 阅读:230 留言:0更新日期:2018-07-18 13:41
本发明专利技术公开了一种多类型中子能谱调控靶装置,包括中子能谱调控装置中的耦合靶反应装置和换靶装置。应用于聚变中子源驱动次临界混合堆能源系统中,强流氘氚聚变中子发生器产生的氘束流轰击固态靶,产生高通量氘氚聚变中子束,进而利用聚变中子轰击有中子倍增材料的次临界包层,经中子倍增、能谱优化,实现中子能谱调控的目的。耦合靶反应装置包括真空管、靶管及位于靶管内的靶片组件。换靶装置包括换靶腔室、靶片存储腔室、靶片更换装置及用于向靶管输送靶片组件的靶片输送装置。有效地降低了工作人员换靶的劳动强度,同时提高了换靶效率,提高洁净能源系统的运行的稳定。

A multi-dimensional neutron regulation target device

The invention discloses a multi type neutron spectrum regulation target device, which comprises a coupling target reaction device and a target changing device in a neutron energy spectrum regulation device. In a fusion neutron source subcritical reactor energy system, the deuterium beam generated by a strong flow deuterium tritium fusion neutron generator is used to produce a high throughput deuterium and tritium fusion neutron beam, and then the subcritical cladding of the neutron multiplier is bombarded with fusion neutrons, and the neutron energy spectrum is realized through the neutron multiplication and energy spectrum optimization. The purpose of regulation. The coupling target reaction device includes a vacuum tube, a target tube and a target assembly in the target tube. The target changing device includes a target changing chamber, a target storage chamber, a target replacing device and a target conveying device for conveying the target component to the target tube. It effectively reduces the labor intensity of the staff changing target, and improves the target changing efficiency and improves the stability of the clean energy system.

【技术实现步骤摘要】
一种多维中子调控靶装置
本专利技术涉及多类型中子能谱调控
,特别涉及一种多类型中子能谱调控靶装置装置。
技术介绍
先进核能系统具有中子能谱硬、各向异性强等特点,传统裂变反应堆无法提供其关键技术研发所需复杂中子能谱。聚变中子源驱动次临界混合堆能源系统中,强流氘氚聚变中子发生器产生的氘束流轰击固态靶,产生高通量氘氚聚变中子束,进而利用聚变中子轰击有中子倍增材料的次临界包层,经中子倍增、能谱优化。加速器聚变中子源利用加速器产生的一定能量的离子与靶作用,通过发生D-D或者D-T聚变反应,产生中子,具有中子能量高、能谱窄、使用灵活、固有安全性高等优点。紧凑型加速器聚变中子源产生强流高能中子束,可服务于聚变中子源驱动次临界混合堆洁净能源系统,利用聚变中子轰击有中子倍增材料的次临界包层,经中子倍增、能谱优化,包层中长寿命放射性废物核发生不同类型反应生成新的低毒或无毒核素,而天然铀吸收中子生成可裂变核燃料并且产生大量的能量,以“变废为宝”。相比传统核电站,这种混合堆洁净能源系统可使燃料利用率大幅度提高,满足大规模发展需求;同时通过外部中子源驱动,裂变反应堆运行在次临界模式,不会发生超临界事故,运行安全可靠。传统技术中,传统聚变中子源靶系统工作在空旷外部环境,换靶操作相对比较容易,但无法适用于反应堆堆芯狭小及高温空间工况。在聚变中子源驱动次临界混合堆洁净能源系统中,中子源的靶系统工作在次临界反应堆堆芯,外部空间狭小,周围堆芯温度很高,无法直接进行换靶,而拆除靶系统进行换靶的工作量太大,导致工作人员换靶的劳动强度较大,且换靶效率较低。因此,如何降低在工作人员换靶的劳动强度的同时,提高换靶效率,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多类型中子能谱调控靶装置,应用于聚变中子源驱动次临界混合堆调控中子能谱系统中,实现全自动远程换靶,以降低工作人员换靶的劳动强度,同时提高换靶效率。为实现上述目的,本专利技术提供一种多类型中子能谱调控靶装置,包括耦合靶反应装置和换靶装置;所述耦合靶反应装置包括真空管、靶管及位于所述靶管内的靶片组件,所述靶管位于所述真空管内;所述换靶装置包括换靶腔室、靶片存储腔室、靶片更换装置及用于向所述靶管输送所述靶片组件的靶片输送装置,所述靶片更换装置用于将所述靶片输送装置上的靶片组件与所述靶片更换装置内的靶片组件更换,所述靶片存储腔室与所述换靶腔室通过阀体隔离密封,所述换靶腔室和所述靶片储存腔室均为抽真空腔室,所述靶片输送装置包括第一真空吸盘及用于带动所述第一真空吸盘由所述换靶腔室经由所述靶管输送至靶片安装位置的换靶驱动装置,所述第一真空吸盘用于吸附所述靶片组件。优选地,所述换靶驱动装置包括第一电机、第一涡轮及与所述第一涡轮配合的第一蜗杆,所述第一涡轮与所述第一电机连接,所述第一蜗杆为空心管,所述第一真空吸盘安装在所述第一蜗杆的一端,所述第一蜗杆与抽真空装置连通,所述第一真空吸盘的吸孔与所述第一蜗杆连通。优选地,所述靶片存储腔室包括均与所述换靶腔室连接的新靶片腔室及旧靶片腔室,所述靶片更换装置包括用于将新靶片组件输送至换靶腔室的新靶片输送装置及用于将所述换靶腔室内旧靶片组件输出的旧靶片输送装置,所述新靶片输送装置位于所述新靶片腔室,所述旧靶片输送装置位于所述旧靶片腔室,所述阀体包括第一阀体及第二阀体,所述第一阀体安装在所述新靶片腔室与所述换靶腔室共用的侧壁上,所述第二阀体安装在所述旧靶片腔室与所述换靶腔室共用的侧壁上。优选地,所述新靶片输送装置包括第二真空吸盘、第二电机、第二涡轮及与所述第二涡轮配合的第二蜗杆,所述第二涡轮与所述第二电机连接,所述第二蜗杆为空心管,所述第二真空吸盘安装在所述第二蜗杆的一端,所述第二蜗杆与抽真空装置连通,所述第二真空吸盘的吸孔与所述第二蜗杆连通。优选地,所述旧靶片输送装置包括第三真空吸盘、第三电机、第三涡轮及与所述第三涡轮配合的第三蜗杆,所述第三涡轮与所述第三电机连接,所述第三蜗杆为空心管,所述第三真空吸盘安装在所述第三蜗杆的一端,所述第三蜗杆与抽真空装置连通,所述第三真空吸盘的吸孔与所述第三蜗杆连通。优选地,所述新靶片腔室和所述旧靶片腔室分别位于所述换靶腔室水平相对两侧,所述第二蜗杆轴线延伸方向与所述第三蜗杆轴线延伸方向重合,所述第一蜗杆轴线延伸方向与所述第二蜗杆轴线延伸方向垂直。优选地,所述靶管连接的束流管道,所述束流管道位于所述真空管内,沿束流运动方向,所述束流管道位于所述靶管后方,所述束流管道轴线、所述第一蜗杆轴线、所述真空管轴线和所述靶管轴线均重合,且所述第一蜗杆能够在所述束流管道和所述靶管内往复运动。优选地,偏转管道、偏转磁铁及安装在所述束流管道外壁上的聚焦磁铁,所述偏转管道与所述束流管道连通,所述偏转磁铁位于所述偏转管道与所述束流管道连接处。优选地,所述第一真空吸盘包括空心柱体、盲管及多个顶端与所述盲管)内部连通吸附管道,所述吸附管道位于所述空心柱体与所述盲管之间,所述空心柱体套设在所述盲管外侧,所述空心柱体的顶端与所述第一蜗杆端部密封连接,所述盲管的底端为密封端,顶端开口端通过安装板与所述第一蜗杆内壁周边密封连接,多个所述吸附管道沿所述盲管外壁周向均匀分布,所述吸附管道的底端开口用于与所述靶片组件抵接。优选地,所述靶片组件包括靶片和L型固定块,所述靶片为开口向上的圆柱形盖体结构,所述靶管底端设有用于支撑所述靶片的支撑台,所述L型固定块包括横向板及与所述横向板垂直布置的纵向板,所述纵向板位于所述横向板下方,所述纵向板的底端与所述靶片底壁密封抵接,其中所述纵向板外侧面能够与所述靶管内侧壁贴合,所述靶管侧壁设有用于容纳所述横向板的限位槽,所述横向板与所述限位槽的内壁密封接触,与沿所述靶管轴线方向投影,所述空心柱体外表面投影与所述靶片外表面投影重合,且所述横向板下表面宽度与所述靶片上端面厚度和所述限位槽的槽深之和相等,所述靶片侧面设有与所述纵向板侧面相对的抽气孔,所述靶管侧壁开设有两端分别与所述抽气孔和所述抽真空装置连通的抽真空槽,所述抽真空槽的侧壁设有与所述抽真空装置连通的抽真空孔,所述抽真空槽开口端两侧的侧壁与所述靶片外壁密封接触。优选地,所述冷却系统包括冷却管与所述靶管底端密封连接的端盖,所述端盖与所述靶片下表面之间形成冷却腔室,所述端盖侧壁设有与所述冷却腔室连通的进水孔和出水孔,所述进水孔和所述出水孔分别与所述冷却管的进水管和所述冷却管的回水管连通,所述冷却管沿所述靶管轴线方向布置在所述靶管外壁上。在上述技术方案中,本专利技术提供的多类型中子能谱调控靶装置包括耦合靶反应装置和换靶装置。耦合靶反应装置包括真空管、靶管及位于靶管内的靶片组件,靶管位于真空管内。换靶装置包括换靶腔室、靶片存储腔室、靶片更换装置及用于向靶管输送靶片组件的靶片输送装置,靶片更换装置用于将靶片输送装置上的靶片组件与靶片更换装置内的靶片组件更换,靶片存储腔室与换靶腔室通过阀体隔离密封,换靶腔室和靶片储存腔室均为抽真空腔室。靶片输送装置包括第一真空吸盘及用于带动第一真空吸盘由换靶腔室经由靶管输送至靶片安装位置的换靶驱动装置,第一真空吸盘用于吸附靶片组件。器堆耦合靶在工作时,聚变中子源产生的氘束流轰击靶片组件中靶片上的氚,产生高能中子。当需要更换靶片组件时,换本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种多类型中子能谱调控靶装置装置,其特征在于,包括耦合靶反应装置和换靶装置(7);所述耦合靶反应装置包括真空管(10)、靶管(5)及位于所述靶管(5)内的靶片组件(6),所述靶管(5)位于所述真空管(10)内;所述换靶装置(7)包括换靶腔室(70)、靶片存储腔室(71)、靶片更换装置(72)及用于向所述靶管(5)输送所述靶片组件(6)的靶片输送装置(73),所述靶片更换装置(72)用于将所述靶片输送装置(73)上的靶片组件(6)与所述靶片更换装置(72)内的靶片组件(6)更换,所述靶片存储腔室(71)与所述换靶腔室(70)通过阀体(74)隔离密封,所述换靶腔室(70)和所述靶片储存腔室(71)均为抽真空腔室,所述靶片输送装置(73)包括第一真空吸盘(731)及用于带动所述第一真空吸盘(731)由所述换靶腔室(70)经由所述靶管(5)输送至靶片安装位置的换靶驱动装置(732),所述第一真空吸盘(731)用于吸附所述靶片组件(6)。

【技术特征摘要】
1.一种多类型中子能谱调控靶装置装置,其特征在于,包括耦合靶反应装置和换靶装置(7);所述耦合靶反应装置包括真空管(10)、靶管(5)及位于所述靶管(5)内的靶片组件(6),所述靶管(5)位于所述真空管(10)内;所述换靶装置(7)包括换靶腔室(70)、靶片存储腔室(71)、靶片更换装置(72)及用于向所述靶管(5)输送所述靶片组件(6)的靶片输送装置(73),所述靶片更换装置(72)用于将所述靶片输送装置(73)上的靶片组件(6)与所述靶片更换装置(72)内的靶片组件(6)更换,所述靶片存储腔室(71)与所述换靶腔室(70)通过阀体(74)隔离密封,所述换靶腔室(70)和所述靶片储存腔室(71)均为抽真空腔室,所述靶片输送装置(73)包括第一真空吸盘(731)及用于带动所述第一真空吸盘(731)由所述换靶腔室(70)经由所述靶管(5)输送至靶片安装位置的换靶驱动装置(732),所述第一真空吸盘(731)用于吸附所述靶片组件(6)。2.根据权利要求1所述的一种多类型中子能谱调控靶装置,其特征在于,所述换靶驱动装置(732)包括第一电机(7321)、第一涡轮(7322)及与所述第一涡轮(7322)配合的第一蜗杆(7333),所述第一涡轮(7322)与所述第一电机(7321)连接,所述第一蜗杆(7333)为空心管,所述第一真空吸盘(731)安装在所述第一蜗杆(7333)的一端,所述第一蜗杆(7333)与抽真空装置连通,所述第一真空吸盘(731)的吸孔与所述第一蜗杆(7333)连通。3.根据权利要求2所述的一种多类型中子能谱调控靶装置,其特征在于,所述靶片存储腔室(71)包括均与所述换靶腔室(70)连接的新靶片腔室(711)及旧靶片腔室(712),所述靶片更换装置(72)包括用于将新靶片组件(6)输送至换靶腔室(70)的新靶片输送装置(721)及用于将所述换靶腔室(70)内旧靶片组件(6)输出的旧靶片输送装置(722),所述新靶片输送装置(721)位于所述新靶片腔室(711),所述旧靶片输送装置(722)位于所述旧靶片腔室(712),所述阀体包括第一阀体(741)及第二阀体(742),所述第一阀体(741)安装在所述新靶片腔室(711)与所述换靶腔室(70)共用的侧壁上,所述第二阀体(742)安装在所述旧靶片腔室(712)与所述换靶腔室(70)共用的侧壁上。4.根据权利要求3所述的一种多类型中子能谱调控靶装置,其特征在于,所述新靶片输送装置(721)包括第二真空吸盘(7211)、第二电机(7212)、第二涡轮(7213)及与所述第二涡轮(7213)配合的第二蜗杆(7214),所述第二涡轮(7213)与所述第二电机(7212)连接,所述第二蜗杆(7214)为空心管,所述第二真空吸盘(7211)安装在所述第二蜗杆(7214)的一端,所述第二蜗杆(7214)与抽真空装置连通,所述第二真空吸盘(7211)的吸孔与所述第二蜗杆(7214)连通;所述旧靶片输送装置(722)包括第三真空吸盘(7221)、第三电机(7222)、第三涡轮(7223)及与所述第三涡轮(7223)配合的第三蜗杆(7224),所述第三涡轮(7223)与所述第三电机(7222)连接,所述第三蜗杆(7224)为空心管,所述第三真空吸盘(7221)安装在所述第三蜗杆(7224)的一端,所述第三蜗杆(7224)与抽真空装置连通,所述第三真空吸盘(7221)的吸孔与所述第三蜗杆(7224)连通。5.根据权利要求4所述的一种多类型中子能谱调控靶装置,其特征在于,所述新靶片腔室(711)和...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴宜灿胡丽琴龙鹏程王文梁参军
申请(专利权)人:中国科学院合肥物质科学研究院
类型:发明
国别省市:安徽,34

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