專利名稱:一種用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及核電站反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
通常在核電站反應(yīng)堆堆芯會(huì)設(shè)置堆芯中子和溫度測(cè)量?jī)x表，用于測(cè)量堆芯中子通量和燃料組件出口溫度，測(cè)量得到的信號(hào)用于監(jiān)測(cè)堆芯三維功率分布、堆芯冷卻狀態(tài)等反應(yīng)堆運(yùn)行情況。
不同堆型的核電站設(shè)置的測(cè)量?jī)x表類型不同。現(xiàn)有測(cè)量方式是，采用從頂部插入熱電偶，從底部插入微型可移動(dòng)裂變室的測(cè)量方式，測(cè)量燃料組件出口溫度和堆芯中子通量，如秦山核電二期和嶺澳核電二期均采用的是此種測(cè)量方式和相應(yīng)的測(cè)量?jī)x表。采用該測(cè)量方式和測(cè)量?jī)x表，需要在壓力容器底部開(kāi)孔，設(shè)置大量的貫穿管，將增加反應(yīng)堆冷卻劑泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。
隨著對(duì)核電站安全性要求的不斷提高以及技術(shù)進(jìn)步，減小反應(yīng)堆冷卻劑泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，需要將堆芯溫度和中子測(cè)量的儀表置于堆芯之上，即堆芯儀表從頂部貫穿進(jìn)入堆芯，不允許在主管道以下的壓力容器側(cè)壁和底部開(kāi)孔。進(jìn)而需要適應(yīng)該結(jié)構(gòu)性變化的新的中子通量和溫度的探測(cè)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可從堆頂插入堆芯、并固定在堆芯內(nèi)、快速響應(yīng)堆芯中子通量的變化、實(shí)時(shí)測(cè)量堆芯中子通量和燃料組件出口溫度，并減少堆頂開(kāi)孔數(shù)量、降低對(duì)傳輸電纜的設(shè)計(jì)要求的探測(cè)器。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為，一種用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置，包括組件外殼、自給能中子探測(cè)器組、內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)、接插件、端部密封塞；
所述自給能中子探測(cè)器組固定在所述組件外殼內(nèi)，其包括N個(gè)自給能中子探測(cè)器，所述N個(gè)自給能中子探測(cè)器沿所述組件外殼軸向自下而上均勻間隔布置；自下而上的第i個(gè)銠自給能中子探測(cè)器的靈敏段中心距離反應(yīng)堆燃料組件活性區(qū)下端面的垂直距離
為縣卩-9淇中i = 1,2,3,…，N，H為反應(yīng)堆燃料組件活性區(qū)的軸向高度；
2)
所述接插件密封固定在所述組件外殼的上端；所述端部密封塞密封固定在所述組件外殼的下端；
所述內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)密封固定在位于所述自給能中子探測(cè)器組上方的所述組件外殼的內(nèi)部；
所述N個(gè)銠自給能中子探測(cè)器的鎧裝電纜捆扎和固定，并沿著所述組件外殼軸向向上延伸，穿過(guò)所述內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)，最終固定在所述接插件的針腳上。[0011]還包括固定在所述組件外殼內(nèi)位于所述內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)上方區(qū)域冷端補(bǔ)償裝置，所述冷端補(bǔ)償裝置包括4根引線；所述4根引線分別連接到所述接插件的4個(gè)針腳上。
所述冷端補(bǔ)償裝置為PtlOO四線制溫度計(jì)。
還包括固定在所述組件外殼內(nèi)位于所述內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)下方區(qū)域的熱電偶；所述熱電偶通過(guò)熱電偶延長(zhǎng)線連接到所述接插件的針腳上。
所述端部密封塞為子彈狀結(jié)構(gòu)，其外表面經(jīng)過(guò)拋光打磨處理。
所述組件外殼包括第一套筒和第二套筒；所述第一套筒為軸向等直徑套管結(jié)構(gòu)；所述第二套筒包括一個(gè)大直徑套管結(jié)構(gòu)、一個(gè)小直徑套管結(jié)構(gòu)以及銜接所述大直徑套管結(jié)構(gòu)和所述小直徑套管結(jié)構(gòu)的錐面管結(jié)構(gòu)；所述小直徑套管結(jié)構(gòu)端緊緊套固在所述第一套筒的上端。
所述接插件下部的所述第二套筒外表面設(shè)有第一環(huán)形凹槽，在位于所述第一環(huán)形凹槽下部的第二套筒外表面設(shè)有第二環(huán)形凹槽。
所述第二套筒的小直徑套筒結(jié)構(gòu)作為與所述反應(yīng)堆安全殼貫穿件的密封位置。
本發(fā)明的有益效果:
(I)本發(fā)明的一種用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置可從堆頂插入堆芯、并固定在堆芯內(nèi)、快速響應(yīng)堆芯中子通量的變化、實(shí)時(shí)測(cè)量堆芯中子通量和燃料組件出口溫度；
(2)將用于測(cè)量中子通量的中子探測(cè)器和用于溫度測(cè)量的熱電偶以及用于冷端補(bǔ)償?shù)难b置集成在一支探測(cè)器組件中，減少堆頂開(kāi)孔數(shù)量和降低對(duì)傳輸電纜的設(shè)計(jì)要求；
(3)利用該探測(cè)器裝置獲得的信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算堆芯三維功率分布、燃料組件線功率密度(LPD)，偏離泡核沸騰比(DNBR)，監(jiān)測(cè)堆芯冷卻情況等功能。


圖1為本發(fā)明一種用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置的示意圖；
圖2為本發(fā)明一種用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置的外側(cè)示意圖；
圖3為本發(fā)明一種用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置的安裝于安全殼內(nèi)的示意圖。
圖中:1_插接件，2-冷端補(bǔ)償裝置，3-內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)，4-熱電偶，401-熱電偶延長(zhǎng)線，5-組件外殼，501-第一套筒，502-第二套筒，503-第一環(huán)形凹槽，504-第二環(huán)形凹槽，
6-自給能中子探測(cè)器組，7-端部密封塞，8-燃料組件活性區(qū)，9-壓力容器，901-上封頭。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合圖1、圖2和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
核電站反應(yīng)堆中設(shè)置有一種用來(lái)測(cè)量堆芯中子通量和燃料組件出口溫度的堆芯中子和溫度探測(cè)裝置。
如圖1所示本發(fā)明一種用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置，包括組件外殼5、自給能中子探測(cè)器組6、熱電偶4、內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)3、冷端補(bǔ)償裝置2、接插件1、端部密封塞7 ;
所述組件外殼5包括第一套筒501和第二套筒502 ;所述第一套筒501為軸向等直徑套管結(jié)構(gòu)；所述第二套筒502包括一個(gè)大直徑套管結(jié)構(gòu)、一個(gè)小直徑套管結(jié)構(gòu)以及銜接所述大直徑套管結(jié)構(gòu)和所述小直徑套管結(jié)構(gòu)的錐面管結(jié)構(gòu)；所述小直徑套管結(jié)構(gòu)端緊緊套在所述第一套筒501的上端，并通過(guò)焊接固定；所述端部密封塞7為子彈頭狀結(jié)構(gòu)，其端面焊接在所述第一套筒501的下端，對(duì)第一套筒501進(jìn)行密封；端部密封塞7的外表面經(jīng)過(guò)拋光打磨處理，以滿足表面粗糙度的要求，降低組件插入儀表導(dǎo)管的摩擦。所述第一套筒501和第二套筒502采用不銹鋼材料。
所述自給能中子探測(cè)器組6固定在所述第一套筒501內(nèi)，其包括N個(gè)銠自給能中子探測(cè)器(SPND)，所述N個(gè)銠自給能中子探測(cè)器沿所述第一套筒501的軸向自下而上均勻間隔布置；其中，N據(jù)堆芯高度和測(cè)量要求的不同而確定，一般取3 7，圖1以N = 7為例。
當(dāng)本發(fā)明的用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置安裝于反應(yīng)堆時(shí)，其自下而上的第i個(gè)銠自給能中子探測(cè)器的靈敏段軸向中心距離反應(yīng)堆燃料組件活性區(qū)8下端面
的垂直距離為g 其中i = 1,2,3,…，N ;H為反應(yīng)堆燃料組件活性區(qū)8的軸向高度；
NV 2)
所述內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)3固定在所述第二套筒502的錐形管結(jié)構(gòu)上方的大直徑套管內(nèi)，并與所述第二套筒502的管壁進(jìn)行密封處理；所述熱電偶4固定在所述第一套筒501內(nèi)位于所述內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)3下方的區(qū)域；所述冷端補(bǔ)償裝置2固定在所述第二套筒502內(nèi)位于所述內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)3上方的區(qū)域；所述冷端補(bǔ)償裝置2采用PtlOO四線制溫度計(jì)，其用于補(bǔ)償熱電偶的冷端溫度。
所述接插件I包括多個(gè)針腳，該接插件I焊接在所述第二套筒502的上端。所述PtlOO四線制溫度計(jì)的4根引線通過(guò)線路連接到所述接插件I的針腳上。
熱電偶4與熱電偶 延長(zhǎng)線401的一端連接，所述熱電偶延長(zhǎng)線401的另一端穿過(guò)所述內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)3與所述接插件I的I個(gè)針腳連接；
所述N個(gè)銠自給能中子探測(cè)器的鎧裝電纜捆扎和固定，并沿著所述第一套筒501和第二套筒502軸向向上延伸，穿過(guò)所述內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)3，最終焊接在接插件I的針腳上。
本發(fā)明的用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置的外側(cè)可以如圖2所示；在位于所述接插件I下部的所述第二套筒502外表面設(shè)有第一環(huán)形凹槽503，在位于所述第一環(huán)形凹槽503下部的第二套筒502外表面設(shè)有第二環(huán)形凹槽504 ;所述第一環(huán)形凹槽503用于與反應(yīng)堆頂部支撐裝置；所述第二環(huán)形凹槽504用于與反應(yīng)堆吊裝工具配合；
如圖3所示，本發(fā)明用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置的端部密封塞7一端穿入反應(yīng)堆安全殼上封頭901并進(jìn)入燃料組件內(nèi)的儀表管內(nèi)，使每個(gè)銠自給能探測(cè)器均處于恰當(dāng)?shù)奈恢茫瑥亩鴮?duì)堆芯進(jìn)行監(jiān)測(cè)；所述第二套筒502的小直徑套筒結(jié)構(gòu)外表面作為與所述反應(yīng)堆安全殼上封頭901進(jìn)行卡套密封的密封位置，以用實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的探測(cè)裝置與安全殼上封頭901的密封。
權(quán)利要求
1.一種用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置，其特征在于:包括組件外殼、自給能中子探測(cè)器組、內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)、接插件、端部密封塞； 所述自給能中子探測(cè)器組固定在所述組件外殼內(nèi)，其包括N個(gè)自給能中子探測(cè)器，所述N個(gè)自給能中子探測(cè)器沿所述組件外殼軸向自下而上均勻間隔布置；自下而上的第i個(gè)銠自給能中子探測(cè)器的靈敏段中心距離反應(yīng)堆燃料組件活性區(qū)下端面的垂直距離為
淇中i = L2,3,…，N，H為反應(yīng)堆燃料組件活性區(qū)的軸向高度； 所述接插件密封固定在所述組件外殼的上端；所述端部密封塞密封固定在所述組件外殼的下端； 所述內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)密封固定在位于所述自給能中子探測(cè)器組上方的所述組件外殼的內(nèi)部； 所述N個(gè)銠自給能中子探測(cè)器的鎧裝電纜捆扎和固定，并沿著所述組件外殼軸向向上延伸，穿過(guò)所述內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)，最終固定在所述接插件的針腳上。
2.按照權(quán)利要求
1所述的用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置，其特征在于:還包括固定在所述組件外殼內(nèi)位于所述內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)上方區(qū)域冷端補(bǔ)償裝置，所述冷端補(bǔ)償裝置包括4根引線；所述4根引線分別連接到所述接插件的4個(gè)針腳上。
3.按照權(quán)利要求
2所述的用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置，其特征在于:所述冷端補(bǔ)償裝置為Ptioo四線制溫度計(jì)。
4.按照權(quán)利要求
2所述的用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置，其特征在于:還包括固定在所述組件外殼內(nèi)位于所述內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)下方區(qū)域的熱電偶；所述熱電偶通過(guò)熱電偶延長(zhǎng)線連接到所述接插件的針腳上。
5.按照權(quán)利要求
1所述的用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置，其特征在于:所述端部密封塞為子彈狀結(jié)構(gòu)，其外表面經(jīng)過(guò)拋光打磨處理。
6.按照權(quán)利要求
1所述的用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置，其特征在于:所述組件外殼包括第一套筒和第二套筒；所述第一套筒為軸向等直徑套管結(jié)構(gòu)；所述第二套筒包括一個(gè)大直徑套管結(jié)構(gòu)、一個(gè)小直徑套管結(jié)構(gòu)以及銜接所述大直徑套管結(jié)構(gòu)和所述小直徑套管結(jié)構(gòu)的錐面管結(jié)構(gòu)；所述小直徑套管結(jié)構(gòu)端緊緊套固在所述第一套筒的上端。
7.按照權(quán)利要求
6所述的用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置，在位于:所述接插件下部的所述第二套筒外表面設(shè)有第一環(huán)形凹槽，在位于所述第一環(huán)形凹槽下部的第二套筒外表面設(shè)有第二環(huán)形凹槽。
8.按照權(quán)利要求
6所述的用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置，在位于:所述第二套筒的小直徑套筒結(jié)構(gòu)作為與所述反應(yīng)堆安全殼貫穿件的密封位置。
專利摘要
本實(shí)用新型涉及一種用于反應(yīng)堆堆芯中子通量和溫度的探測(cè)裝置，包括組件外殼、自給能中子探測(cè)器組、內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)、接插件、端部密封塞；自給能中子探測(cè)器組固定在組件外殼內(nèi)，其包括N個(gè)自給能中子探測(cè)器，N個(gè)自給能中子探測(cè)器沿組件外殼軸向自下而上均勻間隔布置；接插件密封固定在組件外殼的上端；端部密封塞密封固定在組件外殼的下端；內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)密封固定在位于自給能中子探測(cè)器組上方的組件外殼的內(nèi)部；N個(gè)銠自給能中子探測(cè)器的鎧裝電纜捆扎和固定，并沿著組件外殼軸向向上延伸，穿過(guò)內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)，最終固定在接插件的針腳上。本實(shí)用新型能夠快速響應(yīng)堆芯中子通量的變化、實(shí)時(shí)測(cè)量堆芯中子通量和燃料組件出口溫度；降低對(duì)傳輸電纜的設(shè)計(jì)要求。
文檔編號(hào)G21C17/112GKCN203026177SQ201220689952
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月14日
發(fā)明者楊戴博, 呂渝川, 何鵬, 袁彬, 何正熙, 李文平, 王華金, 茍拓, 劉艷陽(yáng), 李高 申請(qǐng)人:中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan