[發明專利]一種用于反應堆堆芯中子通量和溫度的探測裝置

有效

• 申請號: 201210540619.2
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN103871526A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 楊戴博;呂渝川;何鵬;袁彬;何正熙;李文平;王華金;茍拓;劉艷陽;李高
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G21C17/108
• 分類號: G21C17/108;G21C17/112
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本發明涉及核電站反應堆堆芯中子通量和溫度測量領域，具體涉及一種用于反應堆堆芯中子通量和溫度的探測裝置。

背景技術

通常在核電站反應堆堆芯會設置堆芯中子和溫度測量儀表，用于測量堆芯中子通量和燃料組件出口溫度，測量得到的信號用于監測堆芯三維功率分布、堆芯冷卻狀態等反應堆運行情況。

不同堆型的核電站設置的測量儀表類型不同。現有測量方式是，采用從頂部插入熱電偶，從底部插入微型可移動裂變室的測量方式，測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量方式和相應的測量儀表。采用該測量方式和測量儀表，需要在壓力容器底部開孔，設置大量的貫穿管，將增加反應堆冷卻劑泄漏的風險。

隨著對核電站安全性要求的不斷提高以及技術進步，減小反應堆冷卻劑泄漏的風險，需要將堆芯溫度和中子測量的儀表置于堆芯之上，即堆芯儀表從頂部貫穿進入堆芯，不允許在主管道以下的壓力容器側壁和底部開孔。進而需要適應該結構性變化的新的中子通量和溫度的探測裝置。

發明內容

本發明的要解決的技術問題是提供一種可從堆頂插入堆芯、并固定在堆芯內、快速響應堆芯中子通量的變化、實時測量堆芯中子通量和燃料組件出口溫度，并減少堆頂開孔數量、降低對傳輸電纜的設計要求的探測器。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為，一種用于反應堆堆芯中子通量和溫度的探測裝置，包括組件外殼、自給能中子探測器組、內部密封結構、接插件、端部密封塞；

所述自給能中子探測器組固定在所述組件外殼內，其包括N個自給能中子探測器，所述N個自給能中子探測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個銠自給能中子探測器的靈敏段中心距離反應堆燃料組件活性區下端面的垂直距離為其中i＝1，2，3，…，N，H為反應堆燃料組件活性區的軸向高度；

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；

所述內部密封結構密封固定在位于所述自給能中子探測器組上方的所述組件外殼的內部；

所述N個銠自給能中子探測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，穿過所述內部密封結構，最終固定在所述接插件的針腳上。

還包括固定在所述組件外殼內位于所述內部密封結構上方區域冷端補償裝置，所述冷端補償裝置包括4根引線；所述4根引線分別連接到所述接插件的4個針腳上。

所述冷端補償裝置為Pt100四線制溫度計。

還包括固定在所述組件外殼內位于所述內部密封結構下方區域的熱電偶；所述熱電偶通過熱電偶延長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構，其外表面經過拋光打磨處理。

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構；所述第二套筒包括一個大直徑套管結構、一個小直徑套管結構以及銜接所述大直徑套管結構和所述小直徑套管結構的錐面管結構；所述小直徑套管結構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有第一環形凹槽，在位于所述第一環形凹槽下部的第二套筒外表面設有第二環形凹槽。

所述第二套筒的小直徑套筒結構作為與所述反應堆安全殼貫穿件的密封位置。

本發明的有益效果：

（1）本發明的一種用于反應堆堆芯中子通量和溫度的探測裝置可從堆頂插入堆芯、并固定在堆芯內、快速響應堆芯中子通量的變化、實時測量堆芯中子通量和燃料組件出口溫度；

（2）將用于測量中子通量的中子探測器和用于溫度測量的熱電偶以及用于冷端補償的裝置集成在一支探測器組件中，減少堆頂開孔數量和降低對傳輸電纜的設計要求；

（3）利用該探測器裝置獲得的信號，可以實現計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），監測堆芯冷卻情況等功能。

附圖說明

圖1為本發明一種用于反應堆堆芯中子通量和溫度的探測裝置的示意圖；

圖2為本發明一種用于反應堆堆芯中子通量和溫度的探測裝置的外側示意圖；

圖3為本發明一種用于反應堆堆芯中子通量和溫度的探測裝置的安裝于安全殼內的示意圖。