[發(fā)明專利]用于堆芯監(jiān)測(cè)和保護(hù)的混合反應(yīng)堆堆芯內(nèi)探測(cè)器組件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380077019.X
• 申請(qǐng)日: 2013-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN105247620A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 車均皓;申好澈;盧璟琥;崔裕鮮;裵成萬;全黃龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 韓國水力原子力株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G21C17/10
• 分類號(hào): G21C17/10
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;劉久亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及堆芯內(nèi)探測(cè)器組件，并且更具體地，涉及一種能夠同時(shí)執(zhí)行堆芯監(jiān)測(cè)功能和堆芯保護(hù)功能的混合堆芯內(nèi)探測(cè)器組件。

背景技術(shù)

針對(duì)核反應(yīng)堆的安全操作的最重要的指標(biāo)是功率峰值系數(shù)，并且為了監(jiān)測(cè)功率峰值因子的值，必須連續(xù)且精確地測(cè)量三維堆芯功率分布。用于執(zhí)行核電站的堆芯監(jiān)測(cè)的堆芯內(nèi)探測(cè)器被分為(用于WH型核電站的)移動(dòng)型和(用于OPR1000核電站的)固定型。

移動(dòng)型堆芯內(nèi)探測(cè)器能夠精確地測(cè)量三維堆芯功率分布，但是由于僅周期性地測(cè)量功率分布，所以不能執(zhí)行在線測(cè)量。另一方面，固定型堆芯內(nèi)探測(cè)器能夠執(zhí)行在線測(cè)量，但是因?yàn)槠湓谳S向堆芯探測(cè)器的數(shù)量方面受限制，并且反應(yīng)時(shí)間慢且在堆芯中燃燒，所以必須定期地用新的固定型堆芯內(nèi)探測(cè)器來更換。

此外，在OPR1000核電站中使用的固定型堆芯內(nèi)探測(cè)器組件在正常操作期間被插入和固定到位于核燃料組件的中心內(nèi)的導(dǎo)管中，并且以超過20％的額定熱功率實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)核反應(yīng)堆堆芯的中子通量分布。45個(gè)固定型堆芯內(nèi)探測(cè)器組件被安裝在核反應(yīng)堆的被判斷為能夠監(jiān)測(cè)堆芯中的功率分布的堆芯內(nèi)位置處。

如圖1和圖2所示，常規(guī)堆芯內(nèi)探測(cè)器組件10包括五個(gè)銠探測(cè)器11、一個(gè)背景探測(cè)器12、能夠測(cè)量堆芯的冷卻劑出口溫度的兩個(gè)堆芯出口熱電偶(堆芯出口T/C)13、用于填充中央構(gòu)件組件與探測(cè)器之間的空間的填充焊絲14、設(shè)置在內(nèi)部的延伸管15和設(shè)置在外部的護(hù)套管16。

另外，設(shè)置在各個(gè)堆芯內(nèi)探測(cè)器組件10內(nèi)的五個(gè)銠探測(cè)器11在長(zhǎng)度上約為16英寸(40cm)，并且分別是核燃料組件的高度的10％、30％、50％、70％和90％以監(jiān)測(cè)堆芯的功率分布。

此外，由于使用堆芯外探測(cè)器，所以常規(guī)堆芯保護(hù)系統(tǒng)需要保守計(jì)算以便計(jì)算作為主要堆芯安全參數(shù)的偏離泡核沸騰比(departurefromnucleateboilingratio)和局部功率密度。在使用堆芯外探測(cè)器的情況下，由于不可能精確地測(cè)量作為針對(duì)核反應(yīng)堆的安全操作的最重要的指標(biāo)的三維堆芯功率分布，所以使用虛擬保守功率分布來計(jì)算偏離泡核沸騰比和局部功率密度。

因此，如果使用安全級(jí)別的堆芯內(nèi)探測(cè)器直接計(jì)算三維堆芯功率分布并且將該三維堆芯功率分布應(yīng)用于堆芯保護(hù)系統(tǒng)，則能夠獲得大的停堆裕度(shutdownmargin)或安全裕度。因此，已強(qiáng)調(diào)了安全級(jí)別的堆芯內(nèi)探測(cè)器的重要性。然而，常規(guī)銠堆芯內(nèi)探測(cè)器具有一些缺陷，所述缺陷在于它是一種具有兩至三個(gè)周期(三至四年)的壽命的消耗型探測(cè)器，并且因?yàn)樗捎跍y(cè)量信號(hào)的時(shí)間延遲而具有不確定性，所以其不能被用于安全系統(tǒng)中。

常規(guī)堆芯內(nèi)探測(cè)器用作堆芯監(jiān)測(cè)功能，并且堆芯外探測(cè)器用作堆芯保護(hù)功能。另外，具有兩至三個(gè)周期的壽命的該常規(guī)銠堆芯內(nèi)探測(cè)器導(dǎo)致探測(cè)器更換成本升高，并且要求用于存儲(chǔ)高放射性廢料的空間安全。因此，常規(guī)堆芯內(nèi)探測(cè)器增加了運(yùn)營核電站的負(fù)擔(dān)。

此外，現(xiàn)有技術(shù)公開了一種混合型堆芯內(nèi)探測(cè)器組件，該混合型堆芯內(nèi)探測(cè)器組件包括：鉑固體探測(cè)器，該鉑固體探測(cè)器具有形成在形成集電極的包殼管(claddingtube)內(nèi)的中部的發(fā)射極、被連接至發(fā)射極的一端以用于傳輸信號(hào)的軸向電纜、以及被填充在所述包殼管與所述軸向電纜所連接的發(fā)射極之間的空間中的絕緣體；釩探測(cè)器，該釩探測(cè)器具有形成在形成集電極的包殼管內(nèi)的中部的發(fā)射極、被連接至發(fā)射極的一端以用于傳輸信號(hào)的軸向電纜、以及被填充在所述包殼管與所述軸向電纜所連接的發(fā)射極之間的空間中的絕緣體；以及背景探測(cè)器，該背景探測(cè)器具有形成在形成集電極的包殼管內(nèi)以用于傳輸信號(hào)的軸向電纜和被填充在所述包殼管與所述軸向電纜之間的空間中的絕緣體。鉑固體探測(cè)器、釩探測(cè)器和背景中子探測(cè)器被一體形成。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

因此，本發(fā)明致力于解決在現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，并且本發(fā)明的目的是提供一種混合堆芯內(nèi)探測(cè)器組件，該混合堆芯內(nèi)探測(cè)器組件能夠同時(shí)執(zhí)行堆芯監(jiān)測(cè)功能和堆芯保護(hù)功能，并且能夠利用非消耗或低消耗材料作為對(duì)中子反應(yīng)的發(fā)射體材料來延長(zhǎng)探測(cè)器的壽命。

技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了一種能夠同時(shí)執(zhí)行堆芯監(jiān)測(cè)功能和堆芯保護(hù)功能的混合堆芯內(nèi)探測(cè)器組件，所述混合堆芯內(nèi)探測(cè)器組件包括：釩探測(cè)器和背景探測(cè)器，所述釩探測(cè)器和所述背景探測(cè)器用于執(zhí)行所述堆芯監(jiān)測(cè)功能；鉑探測(cè)器，所述鉑探測(cè)器用于執(zhí)行所述堆芯保護(hù)功能；以及一個(gè)集成堆芯出口熱電偶。

這里，從所述釩探測(cè)器生成的信號(hào)被輸入到堆芯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中并且被用于計(jì)算三維堆芯功率分布以執(zhí)行所述堆芯監(jiān)測(cè)功能。