[發明專利]用于偵測同軸管之間的環形間隔件位置的裝置和方法

有效

• 申請號: 201210435854.3
• 申請日: 2012-11-05
• 公開（公告）號: CN103106935B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 雅羅斯瓦夫·詹·戈什琴斯基
• 申請（專利權）人: 加拿大原子能有限公司
• 主分類號: G21C17/003
• 分類號: G21C17/003;G21C17/017
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所44237
• 代理人: 張全文

相關申請

本申請主張2011年11月3日申請的美國臨時專利申請第61/555,375號的優先權。該臨時專利申請的全文以引用的方式結合于本案中。

技術領域

本發明涉及核反應堆的燃料通道，尤其是涉及核反應堆的具有同軸管（例如，具有內部壓力管的排管容器管（calandria tube））的燃料通道的環形間隔件。

背景技術

本發明涉及核反應堆的燃料通道，尤其是涉及核反應堆的具有同軸管（例如，具有內部壓力管的排管容器管（calandria tube））的燃料通道的環形間隔件。核反應堆的一個例子是加拿大氘鈾（CANada Deuterium Uranium，CANDU）反應堆。僅僅作為一種舉例，CANDU反應堆為一種重水或輕水冷卻的重水慢化裂變反應堆，其能夠使用天然鈾、低濃縮鈾、回收鈾、混合氧化物、可裂變和可轉換錒系元素（actinides）以及前述材料的組合作為燃料。

CANDU反應堆中使用通常為夾緊盤簧（Garter Spring,GS）的環形間隔件（AS），以在燃料通道組件的兩根管（例如前面提到內壓力管（PT）和外排管容器管（CT））之間維持一個環隙。這些壓力管PT位于反應堆排管容器管CT內，這些CT使PT與排管容器（Calandria）中的重水慢化劑（moderator）隔離。這些PT與CT之間的環隙通常填充環隙氣體。在某些情況下，每個燃料通道組件使用四個環形間隔件，每個環形間隔件位于沿燃料通道長度上的特定軸向位置。這些間隔件位于他們正確的位置是很重要的，因為不正確的定位可能會導致熱PT與較冷的CT發生接觸。這種接觸是不可接受的。

在一些實例中，燃料通道組件由一個PT、兩個終端接頭和相關的硬件組成。其中，該PT利用機械滾軋脹管連接方式連接至這兩個終端接頭。可以使用波紋管組件（bellowsassembly）來密封環隙的兩端，其中波紋管組件滾軋連接至裝料機側管板并焊接至波紋管連接環。因此，在有些燃料通道組件實例中，這些PT與CT之間的環形空間是無法直接進入的。

密圈圓柱螺旋彈簧是一種已知的環形間隔件。例如，這種彈簧可以具有4.83毫米（0.190英寸）的外徑，可以利用鋯-2合金環形帶線來形成一個圓環，并且可以由方形橫截面（例如，1.02x1.02毫米(0.040x0.040英寸)）的鋯合金線制成。這些間隔件可以防止這些PT與CT之間發生直接接觸，這種直接接觸是不可取的，因為氘浸入會導致局部氫濃度增加，從而造成產生氣泡的幾率增加。在一些實例中，每個通道組件中具有四個間隔件，相隔大約1.02米（40英寸），其位置朝燃料通道組件的出口端偏移。每個環形間隔件的位置對于確保他們能夠滿足各種功能、性能、安全、環境和界面系統要求而言是很重要的。

有一些環形間隔件是松配合（loose-fitting）間隔件，其具有夾緊盤簧和環形帶線，環形帶線被保持在夾緊盤簧的卷線形成的環形腔內。環形帶線使環形間隔件沿燃料通道上的位置能夠使用渦流檢測（eddy current testing，ECT）技術（即，根據環形帶線可由構成連續導電回路的材料制成這種事實）進行偵測。其它環形間隔件是緊配合（tight fitting）安裝的，其可利用彈簧張力將他們拉緊到PT的外表面。

在許多情況下，因為緊配合間隔件的設計不包括經焊接的環形帶線，渦流技術無法確實地定位緊配合間隔件。在確定間隔件沿燃料通道組件軸向長度上的位置方面，松或緊配合間隔件還存在其它別的挑戰。

發明內容

一方面，本發明提供了一種用于在同軸內和外管之間出現溫度梯度時偵測所述內和外管之間的環形間隔件位置的裝置。探頭組件可在所述內管內移動。至少一個溫度傳感器連接至所述探頭組件并配置成用以偵測所述內管的內表面的溫度。驅動組件可操作以相對于所述內管移動所述探頭組件。數據采集系統連接至所述至少一個溫度傳感器并配置成用以接收多個溫度測量值以確定沿所述內表面的具有溫度異常的至少一個位置，所述溫度異常對應減小的溫度梯度。

另一方面，本發明提供了一種用于偵測同軸內和外管之間的環形間隔件位置的方法。所述內和外管之間具有溫度梯度。在所述方法中，插入探頭組件至所述內管，所述探頭組件包括至少一個溫度傳感器。偵測所述內管的內表面上的多個位置的溫度。確定沿所述內表面的具有溫度異常的至少一個位置，所述溫度異常對應減小的溫度梯度。

通過考慮下面的詳細說明和附圖，本發明的其它方面將變得更加明顯。

附圖說明

圖1是CANDU核反應堆的堆芯的立體圖。