技术领域
[0001] 本发明涉及核燃料循环技术领域，具体地，涉及一种重水堆燃料元件裂变气体释放的钻孔装置。
相关背景技术
[0002] 反应堆燃料元件的裂变气体释放率测量是辐照后检验的一项重要内容，它对于评价重水堆燃料组件以及同类燃料组件的设计、制造和性能改进提供依据。刺孔技术是将燃料棒包壳刺穿，利用压差将裂变气体完全释放出来，是进行裂变气体分析测量的关键环节，目前常用的刺孔方法有2种：机械刺孔和激光刺孔。国内外压水堆燃料元件裂变气体释放和收集装置普遍采用机械刺孔方式，主要是因为压水堆燃料元件空腔体积大，刺孔位置基本不受限制，刺孔深度和压力等参数容易控制；由于重水堆燃料元件自由空腔体积小（约0.5ml），近似于实芯棒，以及燃料元件支撑块对密封性的影响，刺孔位置和燃料元件静态密封困难，机械刺孔难以推广使用。激光刺孔，由于激光能量强，装置安装在热室内，技术参数不易控制，刺孔包壳可能破坏燃料芯块，甚至溶解燃料元件，长期使用，设备维护困难。
[0003] 由于重水堆燃料元件自由空腔体积小（约0.5ml），近似于实芯棒，国内首次开展了重水堆燃料元件刺孔装置研究。
具体实施方式
[0027] 下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0028] 实施例：如图1、图2所示一种重水堆燃料元件裂变气体释放的钻孔装置，包括机架，机架上设置有密封座A4，密封座A4内设置有用于安装重水堆燃料元件3的孔A，所述的密封座A4上还设置有用于密封重水堆燃料元件3与密封座A4的孔A之间间隙的密封件，密封座A4连接有气体收集座5，气体收集座5具有贯穿气体收集座5且垂直于孔A的通孔B，密封座A4上设置有连通孔A和通孔B的一端的孔C，气体收集座5通过可轴向伸缩的管件6连接密封座B4，管件6的一端连通通孔B的另一端，密封座B7具有贯穿密封座B7的轴孔，管件6的另一端连通轴孔，孔C、通孔B、管件6和轴孔均同轴设置，密封座A4与气体收集座5之间、气体收集座5与管件6之间、管件6与密封座B7之间均为密封连接结构；密封座B7上安装有电钻8，电钻8的电机轴连接有轴2，轴2可转动地安装于密封座B7的轴孔内，轴2与轴孔之间设置有密封轴2与轴孔之间间隙的动密封结构，轴2的下部位于由管件6、通孔B和孔C构成的通道内，钻头1固定安装于轴2的下端，机架上固定安装有驱动电钻8沿轴2的轴向往复运动的驱动装置9。
[0029] 使用时，将重水堆燃料元件3插入密封座A4的孔A，通过密封件密封重水堆燃料元件，开启真空系统，对系统抽真空，当系统真空度达到技术要求时，开启电钻8电源，启动电钻8，驱动装置9驱动电钻8，电钻8的电机轴通过轴2带动钻头1旋转，高速旋转的钻头1随电钻8的轴向运动到重水堆燃料元件3包壳表面，并钻穿重水堆燃料元件3包壳，裂变气体开始释放，当钻头1达到一定深度，驱动装置9限制钻头移动，关闭电钻8电源，驱动装置9轴向撤出电钻8，钻头1离开重水堆燃料元件3，裂变气体完全释放出来，进入气体收集座
5的通孔B进行收集，钻孔完成。动态密封结构实现钻孔过程中的动密封。
[0030] 本发明能够在强放环境中将重水堆燃料元件3的包壳刺穿，针对空腔体积小、类似实芯棒的重水堆燃料元件3，实现定点和定位刺孔。
[0031] 所述的重水堆燃料元件3可为重水堆燃料棒。
[0032] 所述的机架上还安装有将密封座A4的孔A内安装的重水堆燃料元件3从孔A内顶出的卸料装置。当钻孔完成后，燃料元件无法取出时，可以使用卸料装置将燃料元件推出密封座A4。
[0033] 所述的驱动装置9为驱动气缸A，驱动气缸A沿与轴2的轴线平行的方向设置，电钻8与驱动气缸A的活塞杆固定连接。
[0034] 所述的孔A为贯穿密封座A4的通孔，重水堆燃料元件3从孔A的一端安装于密封座A4内，所述的卸料装置包括驱动气缸B13和推杆10，驱动气缸B13沿平行于孔A轴线的方向设置，驱动气缸B13的活塞杆固定连接推杆10，推杆10位于密封座A4的孔A内，并位于与重水堆燃料元件3插入侧相对的一侧。使用驱动气缸B13推动推杆10，将重水堆燃料元件3推出密封座A4的孔A。
[0035] 所述的密封座B7为磁流体密封座，所述的轴2为配合安装于磁流体密封座内的磁流体密封轴，磁流体密封轴与磁流体密封座间为密封轴2与轴孔之间间隙的磁流体密封结构。磁流体密封轴采用金属软管密封，实现钻孔过程中的动态密封。在强放射性热室环境中首次采用磁流体密封技术，实现了刺孔过程中的动态密封。
[0036] 所述的密封件为密封重水堆燃料元件3与密封座A4的孔A之间间隙的密封圈。密封圈设置于孔A与重水堆燃料元件3之间，并通过形变密封重水堆燃料元件3与密封座A的孔A之间的间隙。
[0037] 所述的密封圈采用O型密封圈，将重水堆燃料元件插入密封座A4的孔A后，密封圈密封重水堆燃料元件3。在强放射性热室环境中，采用重水堆燃料元件3局部密封，实现了对重水堆燃料元件3的静态密封。
[0038] 所述的密封座A4上还设置有用于将密封圈进行挤压实现密封的旋转手柄11。从而，通过旋转手柄挤压密封圈密封重水堆燃料元件3。
[0039] 如图3所示，所述的机架具有用于支撑重水堆燃料元件3的水平支架12。
[0040] 所述的可轴向伸缩的管件6为波纹管。
[0041] 所述的气体收集座5设置有连通孔B的气体导出管，气体导出管连接系统管道。通过气体导出管将进入气体收集座5的通孔B的裂变气体导出钻孔装置，并且，裂变气体经气体导出管进入系统管道。
[0042] 如上所述，可较好的实现本发明。
