[發明專利]監測核電站反應堆壓力容器中子輻照損傷注量的方法

有效

• 申請號: 201710594049.8
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107358983B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 束國剛;李承亮;陳駿;黃弋力;許洪朋;冉小兵;段遠剛;劉飛華
• 申請（專利權）人: 深圳中廣核工程設計有限公司;中廣核工程有限公司;中國廣核集團有限公司
• 主分類號: G21C17/00
• 分類號: G21C17/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才;范曉梅

本發明公開了一種監測核電站反應堆壓力容器中子輻照損傷注量的方法，其包括以下步驟：S1、實時監測核電站正常運行期間的反應堆壓力容器鋼某一監測部位的磁性能參數，磁性能參數為磁化率χ、剩余磁化強度M_R和矯頑力H_C中的任意一種；S2、基于實時測得的磁性能參數計算出反應堆壓力容器的中子輻照損傷注量Φ。對于現有技術，本發明監測核電站反應堆壓力容器中子輻照損傷注量的方法可實時、連續測試核電站運行期間反應堆壓力容器鋼的磁性能參數，實時計算獲得反應堆壓力容器鋼的中子輻損傷注量數據，并能同時監測反應堆壓力容器多個位置的中子輻照損傷注量。

技術領域

本發明屬于核電領域，更具體地說，本發明涉及一種監測核電站反應堆壓力容器中子輻照損傷注量的方法。

背景技術

反應堆壓力容器是核電站核島內最為關鍵的大型設備之一，主要功能是包容和支承堆芯核燃料組件、控制組件、堆內構件和反應堆冷卻劑的鋼制承壓容器。它長期服役于強輻照、高溫、高壓環境，其中，中子輻照損傷(具體表現為反應堆壓力容器鋼輻照脆化過程中強度升高、韌性下降)是其主要失效方式之一。

為了確保反應堆壓力容器運行的安全性，對其輻照損傷注量進行監測與評價是常用的方法之一。具體實施步驟如下：(1)在核電站首次裝料運行之前，在反應堆壓力容器內部安裝4到6根輻照監督管，每根輻照監督管內裝載裂變劑量探測器，通常包括U²³⁸和Np²³⁷兩種裂變劑量探測元件，然后將探測元件分別封裝到鈦盒內，鈦盒再裝入氮化硼盒內，然后氮化硼盒再整體裝入輻照監督管內。(2)根據輻照監督大綱制定的輻照監督管抽取計劃，利用核電站換料檢修的機會，定期從反應堆壓力容器中抽取出輻照監督管，然后按照輻照防護要求包裝后長途運輸至定點的熱室機構，切割解剖取出裂變劑量探測器，然后在熱室內對其成分的變化等開展分析化驗，進而計算獲得裂變劑量探測器所接受的中子輻照損傷注量。(3)根據輻照監督管的超前因子，換算得到反應堆壓力容器本體的中子輻照損傷注量，進而對反應堆壓力容器的運行開展后續安全評價工作。

現有方法的缺點歸納如下：

1)裂變劑量探測器(U²³⁸和Np²³⁷)屬于放射源，其生產、運輸、銷售等均需要專業資質，采購成本非常高，后續運輸、按照等也極其麻煩；

2)不能直接獲得反應堆壓力容器本體的輻照損傷注量，需通過超前因子換算，存在一定的誤差，當超前因子較大時，該誤差愈加明顯，屆時得到的中子輻照損傷注量的代表性較差；

3)由于輻照監督管的數量非常有限(通常只有4～6根，且必須在首次裝料運行前一次性裝載完畢，現有技術也不能實現運行一段時間后再補充安裝輻照監督管，未來核電站延壽時該問題愈加突出)，相應的裂變劑量探測器數量也只有4～6個，因此，通過這種方法不能連續獲得反應堆壓力容器鋼的中子輻照損傷注量；同時由于輻照監督管抽取、運輸、切割解剖、裂變劑量探測器化驗分析等工作至少需要1年時間，通過該方法獲得反應堆壓力容器鋼的中子輻照損傷注量在時間上也存在明顯的滯后性；

4)裂變劑量探測器屬于一次性產品，且使用之后具有較強的放射性，同時在分析化驗環節也產生大量放射性廢物，后續三廢處理量較大，成本較高；

5)上述方法僅能從整體上監控反應堆壓力容器堆芯區的中子輻照損傷注量，不具備監控反應堆壓力容器其他零部件，尤其是特定位置的輻照損傷注量。

有鑒于此，確有必要提供一種可實時、在線、連續測試的監測核電站反應堆壓力容器中子輻照損傷注量的方法。

發明內容

本發明的發明目的在于：克服現有技術的不足，提供一種可實時、在線、連續測試的監測核電站反應堆壓力容器中子輻照損傷注量的方法。