一种超高温氦检漏装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超高温氦检漏装置，包括箱体、移动轨道和物料小车。其中物料小车的门板和工件托架采用活动连接，当工件托架进入箱体后可与门板脱开，使门板浮动固定于箱体门框处，避免了工件托架受热变形后对门板的影响，保证门板能够在极限真空度为5×10

An ultra high temperature helium leak detector

The invention discloses an ultra high temperature helium leak detection device, which comprises a box body, a mobile track and a material trolley. The door panels and workpiece brackets of the material trolley are movably connected. When the workpiece bracket enters the box, it can be separated from the door panels, so that the door panels float and fix at the door frame of the box, which avoids the influence of the workpiece bracket on the door panels after thermal deformation and ensures that the door panels can be in the limit vacuum of 5 x 10.

【技术实现步骤摘要】
一种超高温氦检漏装置
本专利技术涉及一种超高温氦检漏装置，属于氦检漏

技术介绍
现有压水堆燃料棒由锆包壳管、锆上下端塞、弹簧、隔热块、UO2芯块等组成，将弹簧、隔热块、UO2芯块装入锆包壳管后，经过对上、下端塞与包壳管的焊接和充氦密封焊，制成燃料棒产品。燃料组件是核反应堆中重要的核心部件，而组件中的燃料棒质量直接关系到核反应堆的安全运行，因此对焊缝质量要求很高。目前，可用于燃料棒排查检漏方法较多，包括气泡法、水质分析法、碳捕集法、氦质谱检漏等。其中，氦质谱检漏是目前应用最广泛、灵敏度最高的一种检漏技术。由于空气中氦浓度较小，氦质谱检漏仪采用氦气作示漏介质，有利于使检漏系统的本底很低，从而得到较高的检漏灵敏度。氦质谱检漏仪可在各种检测工况条件下实现泄漏率的定量检测，且其检漏分辨率高、测量范围广，特别是微小泄漏率的精确测量，因而被广泛用于航空、航天、电子工业、半导体、汽车工业、半导体等行业。燃料棒在正常工作条件下，其中心温度高达2000℃，而焊接外壳温度也将达到500℃左右。但现有氦质谱检漏设备的热处理条件无法匹配燃料棒正常工作条件，如中国专利技术专利CN2007100499611中公开了一种高温高压氦检漏方法及其检漏装置，其最高热处理温度为380℃，中国专利技术专利申请CN2016105570960中公开了一种用于热氦检漏的气体加热循环系统及快速加热冷却方法，其最高热处理温度为270℃。由于燃料棒外壳工作温度已接近很多常用真空箱体材质耐受能力极限，当在此高温条件下进行真空检漏操作时，极易导致箱体变形，从而破坏真空系统而无法完成检漏操作。除此之外，高温条件下，真空箱体如何实现快速升、降温操作，以匹配工业化生产要求，也亟待解决。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超高温氦检漏装置，能够在极限真空度为5×10-4Pa、温度高于500℃的超高温条件下实现稳定密封，进行正常检漏；并可实现超高温条件下的快速升、降温，以匹配工件生产节拍。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种超高温氦检漏装置，其特征在于，包括箱体、移动轨道和物料小车，移动轨道设置于箱体敞口前方，物料小车通过驱动机构的带动沿移动轨道滑动；箱体包括真空箱和罩设于真空箱外侧的保温箱，真空箱处连通设有箱内冷却机构，真空箱和保温箱间设有温控夹层，温控夹层内设有若干加热带，保温箱顶部设有分别与温控夹层相连通的进气关断阀和排气关断阀；物料小车包括活动相连的门板和工作托架，门板通过悬挂铰接机构与驱动机构连接，工作托架沿真空箱内设置的移动导轨移动。进一步地，真空箱包括工作区和缓冲区，保温箱罩设于工作区外侧。进一步地，箱内冷却机构与工作区内部循环连通的。进一步地，排气关断阀处连设有排气风机。进一步地，门板处设有门板锁紧机构，门板锁紧机构与驱动机构活动相接。进一步地，工作托架底部设有滚轮，滚轮沿移动导轨移动。进一步地，门框、门板和温控夹层处均设有水冷结构。对上述技术方案进行以下补充说明：通过卧式箱体与物料小车配合以采用抽屉式开合模式，并采用带有若干槽道的工件托架对燃料棒进行固定，以配合燃料棒的形状并尽可能的增大单次上样量、方便上下料。箱体由保温箱和真空箱套设而成，真空箱处设有与其连通的箱内冷却机构，两箱之间还设有可与外部连通的温控夹层，当需要对真空箱进行冷区处理时，可同时启用箱内冷却机构对真空箱内气体介质进行冷却处理，以及启用与温控夹层连通的进气、排气关断阀和排气风机对真空箱体外部进行换热。箱内、箱外两种冷却方式的联用，有利于提高冷却效率，加快冷却进程。真空箱长度大于保温箱，与保温箱重合部分为工作区，而未重合处为缓冲区。物料小车完成进料后，工件托架处固定的燃料棒位于工作区。加热带产生的热量大部分被限制在工作区处，从而保证了工作区的加热效率和保温性能。真空箱采用不锈钢材质，内壁抛光，从而降低高温下金属蒸出量，避免影响本底。物料小车的门板和工件托架采用活动连接，当工件托架完全进入箱体而门板处于关门位时，移动导轨将工件托架托起，使工件托架与门板的活动连接结构松开，门板此时不受工件托架的影响。同时，门板由具有一定垂直伸缩量的悬挂铰接机构进行吊装，保持处理过程中始终与门框处真空法兰贴合，以保证门板对真空箱的密封性能，实现在真空箱内极限真空度为5×10-4Pa、温度高于500℃的超高温条件下的可靠密封，以顺利完成检漏操作。为保证物料小车的平稳运行，进出料过程中，工件托架的后端滚轮始终被限制于真空箱内。由于真空箱也是采用焊接制作而成，处于对真空箱的保护，在真空箱外壁焊缝处须增设水冷结构对该部位进行温度控制。同时，为防止门框和门板变形过大，也在门框真空法兰垫圈处，以及门板两侧设置了水冷结构。附图说明图1示出了本专利技术侧视结构示意图。图2示出了本专利技术正视结构示意图。图3示出了本专利技术箱体结构和箱内冷却机构示意图。图4示出了本专利技术箱体立体结构示意图。图5示出了本专利技术物料小车立体结构示意图。图6示出了本专利技术物料小车正视结构示意图。图7示出了实施例中温控夹层内的结构示意图。附图标记说明：1.箱体，2.移动轨道，3.物料小车，4.悬挂铰接机构，5.驱动机构，6.门板压紧机构，7.门板锁紧机构，8.箱内冷却机构；11.真空箱，12.保温箱，13.温控夹层，14.门框，15.排气风机，31.门板，32.工件托架，71.框架，72.驱动装置，81.板式换热器，82.回收泵，83.第一氩气罐，84.压缩机，85.氩气纯化装置，86.第二氩气罐；111.工作区，112缓冲区，121.进气关断阀，122.排气关断阀，131.加热带。具体实施方式实施例采用质谱分析法对核燃料棒焊缝进行密封性检查。1、装置局部说明及关键操作的运行步骤：①箱体封闭：如图1所示，工件托架32根据待检的核燃料棒要求设计而成，前后两端底部均设有滚轮321，沿设于真空箱11底部的移动导轨110滑动。物料小车2由驱动机构5带动沿移动轨道2移动。如图5和图6所示，移动时，活动设置于门板31两端的门板锁紧机构7由其驱动装置72带动沿框架71朝向内侧滑动至顶端与驱动机构5抱紧，从而保证物料小车2平稳移动。当工件托架32完全进入真空箱11内，门板31到达关门指定位置时，移动导轨110对工件托架32进行导向，使门板31与工件托架32前端挂扣式活动连接结构发生分离，门板31与工件托架32相对脱开，从而避免工件托架32的变形对门板31的影响。同时，驱动装置72带动门板锁紧机构7沿框架71滑动至初始位置，解除门板31和驱动机构5的抱紧连接关系，门板31仅与悬挂铰接机构4连接。如图6所示，悬挂铰接机构4上下两端具有伸缩结构，分别固定于门板31两端，使门板31具有一定地浮动性。随后，设置于门框14处的门板压紧机构6启动，将门板31与门框14处的真空法兰压紧，保证门板31对真空箱11的可靠密封。作为优选方案，采用现有自动化控制软件实现箱体的自动封闭和开启，并配合上下料机构，实现从取料到下料的全自动控制。②真空处理：工作区111连设有检漏仪、罗茨泵机组、分子泵、维持泵、无油真空泵、控制器、电力真空计、皮拉力真空计、高真空阀、气动元件、标准漏孔等真空部件，其中电力真空计、皮拉力真空计和标准漏孔接口设置于连接由罗茨泵机组、分子泵、维持泵和无油真空泵等构成的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高温氦检漏装置，其特征在于，包括箱体（1）、移动轨道（2）和物料小车（3），移动轨道（2）设置于箱体（1）敞口前方，物料小车（3）通过驱动机构（5）的带动沿移动轨道（2）滑动；箱体（1）包括真空箱（11）和罩设于真空箱（11）外侧的保温箱（12），真空箱（11）处连通设有箱内冷却机构（8），真空箱（11）和保温箱（12）间设有温控夹层（13），温控夹层（13）内设有若干加热带（131），保温箱（12）顶部设有分别与温控夹层（13）相连通的进气关断阀（121）和排气关断阀（122）；物料小车（3）包括活动相连的门板（31）和工作托架（32），门板（31）通过悬挂铰接机构（4）与驱动机构（5）连接，工作托架（32）沿真空箱（11）内设置的移动导轨（110）移动。

【技术特征摘要】
1.一种超高温氦检漏装置，其特征在于，包括箱体（1）、移动轨道（2）和物料小车（3），移动轨道（2）设置于箱体（1）敞口前方，物料小车（3）通过驱动机构（5）的带动沿移动轨道（2）滑动；箱体（1）包括真空箱（11）和罩设于真空箱（11）外侧的保温箱（12），真空箱（11）处连通设有箱内冷却机构（8），真空箱（11）和保温箱（12）间设有温控夹层（13），温控夹层（13）内设有若干加热带（131），保温箱（12）顶部设有分别与温控夹层（13）相连通的进气关断阀（121）和排气关断阀（122）；物料小车（3）包括活动相连的门板（31）和工作托架（32），门板（31）通过悬挂铰接机构（4）与驱动机构（5）连接，工作托架（32）沿真空箱（11）内设置的移动导轨（110）移动。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张果，蓝峰，王洪军，李健，汤慧，王明川，任玉洁，
申请(专利权)人：成都东方仪器有限公司，中核北方核燃料元件有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51