[發明專利]長壽命堆芯測量儀表

在審

• 申請號: 201580058925.4
• 申請日: 2015-08-13
• 公開（公告）號: CN107112060A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 車均皓;金容德;盧璟琥;金湧培
• 申請（專利權）人: 韓國水力原子力株式會社
• 主分類號: G21C17/108
• 分類號: G21C17/108;G01T3/00
• 代理公司: 北京市中倫律師事務所11410
• 代理人: 石寶忠

技術領域

本發明涉及一種長壽命堆芯測量儀表，更具體地說涉及用于測量對核電廠的安全運行很重要的反應堆堆芯的功率分布的長壽命堆芯測量儀表。

背景技術

核反應堆安全運行的最重要指標是功率峰值因子(Fq)，需要連續準確地測量反應堆堆芯的三維功率分布，以監測功率峰值因子的值。使用堆芯測量儀表測量反應堆堆芯的功率分布，并且在核電站中使用移動式堆芯測量儀表和固定式堆芯測量儀表。

主要使用裂變室(fission chamber)的移動式堆芯測量儀表在核電廠的使用壽命期間是可用的，并能夠準確測量反應堆堆芯的三維功率分布：然而，僅周期性地測量功率分布，因此在線測量是不可能的。

另一方面，固定式堆芯測量儀表能夠進行在線測量，但因為產生反應堆堆芯功率信號的測量儀表的發射體材料在與反應堆堆芯中的中子反應的同時會燃燒，所以應該定期更換測量儀表。

固定式堆芯測量儀表采用自給能中子探測器(Self-Powered Neutron Detector，SPND)的形式，其不需要外部電源，因為內部導體的原子核和中子彼此反應，從而產生電子，反過來又產生與功率成比例的電流。

圖1是簡要示出SPND的配置的概念圖。

參考圖1，SPND 10包括：發射體11，其是發射電子的內部導體；絕緣體12，其耐輻射，從而隔離內部/外部導體；收集極或護套13，其是收集電子從而產生電流的外部導體；以及信號線(lead wire)14。

用作韓國核電廠的固定堆芯測量儀表的SPND由銠組成，以組件形式制造，并在正常運行期間插入位于核燃料組件中心的導管中以實時測量反應堆堆芯的功率。

圖2是常規的銠SNPD組件的截面圖。

參考圖2，堆芯測量儀表組件包括五個銠SNPD 21、一個背景檢測器22、兩個堆芯出口熱電偶(Core Exit T/C)23、中心管(Central member Assembly)24、以及填充測量儀表之間的填充物25和位于外部的護套管26。

如上所述配置的堆芯測量儀表的壽命取決于SPND的壽命，SPND的壽命取決于發射體的燃燒壽命。也就是說，固定式堆芯測量儀表的壽命取決于發射體材料的壽命。

通常用作堆芯測量儀表的發射體材料的銠迅速燃燒，堆芯測量儀表的壽命為約兩到三個周期(最多六年)，由于堆芯測量儀表的更換成本增加以及難以確保高級廢料的儲存空間，從而增加了核電站的操作負擔。

發明內容

技術問題

本發明的目的是提供一種堆芯測量儀表，其提高了發射體的燃燒壽命，從而延長了堆芯測量儀表的壽命。

技術方案

根據本發明的長壽命堆芯測量儀表可以包括：中心管；外護套管，其與所述中心管的外周面間隔開；自給能中子探測器，其設置在所述中心管和所述外護套管之間并且包括由相比銠與中子的反應截面積相對小的材料制成的發射體；背景檢測器，其用于補償背景噪聲信號；堆芯出口熱電偶，其用于檢測堆芯出口溫度；以及填充線，其填充在所述自給能中子探測器、所述背景檢測器和所述堆芯出口熱電偶之間。

所述發射體可以由釩、鈷和鉑中的任一者制成。

所述發射體的直徑可以大于由銠制成的發射體的直徑，以保持由銠制成的發射體的信號水平。

所述發射體的直徑可以為0.5mm至1.12mm。

有益效果

根據本發明的長壽命堆芯測量儀表將與中子反應的測量儀表發射體材料改變為低燃燒材料例如釩、鈷和鉑，從而增加堆芯測量儀表的壽命，作為結果，可以顯著降低使用后的堆芯測量儀表廢棄物(高放射性物質)的量，從而有助于確保高級廢棄物的使用空間，以及減少核電廠人員的輻射暴露。

附圖說明

圖1是簡要示出自給能中子探測器(SPND)的配置的概念圖。

圖2是常規的銠堆芯測量儀表組件的截面圖。

圖3是根據本發明的實施方式的堆芯測量儀表組件的截面圖。

具體實施方式

在說明書和權利要求書中使用的術語不應被解釋為限制于通常或詞典的意義，而是將基于以下原則被解釋為在本公開的技術思想的上下文中的意思：發明人可以適當定義術語的概念以最好地描述公開內容。因此，本文所述的附圖和實施方式中所示的配置僅僅是本公開的示例性實施方式而限制本發明的技術思想，并且應當理解存在可以代替其的各種等同物和變型例。