[發明專利]一種用于反應堆堆芯水位測量的傳感器

在審

• 申請號: 202010130495.5
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111323098A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 鄧森;李亮;周星杰;龐松濤;羅海林;陳雙軍;鄭福家;謝君豪;李伯洋;彭堯;邱波
• 申請（專利權）人: 中廣核研究院有限公司;生態環境部核與輻射安全中心;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: G01F23/22
• 分類號: G01F23/22;G01K7/02;G01K7/16;G21C17/10
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙) 44238
• 代理人: 熊賢卿

本發明公開了一種用于反應堆堆芯水位測量的傳感器，其至少包括依次設置的接插件、轉接插座管焊裝、轉接封裝管、內部密封接頭、組件密封外殼、承壓外殼以及堵頭，在組件密封外殼的內部設置有一個電加熱器，電加熱器間隔設置有加熱段和非加熱段；在承壓外殼內壁上設置多個間隔設置的加熱熱電偶以及多個不加熱熱電偶，每一個熱電偶通過導熱塊與所述電加熱器相連接；每一個加熱熱電偶設置于電加熱器的加熱段，不加熱熱電偶設置于電加熱器的非加熱段。實施本發明，具有結構簡單、信號響應時間短、壽命較長的優點，可以快速、精確地測量核電廠反應堆堆芯水位，提高了測量的穩定性，以及提高了核電廠的運行安全性。

技術領域

本發明涉及核電廠反應堆堆芯水位測量技術領域，具體涉及一種用于反應堆堆芯水位測量的傳感器。

背景技術

在反應堆運行過程中，需要及時了解堆芯水位的信息，在現有技術中已存在多種反應堆堆芯水位/液位測量方法，并針對相關測量方法設計了相應的測量設備。

目前，壓水堆核電站的壓力容器和火力發電廠的高溫、高壓鍋爐或者儲液池這類高可靠性要求場合使用的液位傳感器大多采用差壓式液位計、多點熱效應液位計、浮子液位計、磁性液位計以及透明玻璃管(板)等液位計。

其中，現有技術中的差壓法測量反應堆堆芯水位是利用變送器測量堆內水位壓差實現的，其測量受主泵的運轉狀態、冷卻劑密度和反應堆廠房環境變化的影響較大，故其結構復雜，需要的外部信號多，信號處理流程復雜，且不確定度較大；此外，這種測量方法需要在反應堆底部開孔取壓，不滿足先進輕水堆設計要求。

多點熱效應液位計的熱電偶與電加熱器采用銀釬焊焊接，用于監測堆芯液位時，由于熱電偶長時間直接與液體接觸，液滴或氣泡易粘附于熱電偶上引起測量錯誤；由于液體的長時間沖刷，其焊接處可能發生腐蝕脫落，降低了裝置的可靠性及壽命；由于堆芯內的強輻照環境，銀受中子照射后會存在較大活化劑量，維修更換熱電偶時，會導致工作人員受到較強放射性。

而其他的測量裝置，有的存在著體積大、容器壁貫穿孔多等缺點；有的存在位置定位困難或熱傳導較差等缺點。

發明內容

本發明所提供的一種用于反應堆堆芯水位測量的傳感器，其具有結構簡單、響應時間短、壽命較長的特點，可實現快速、精確地測量核電廠反應堆堆芯水位，并提高堆芯水位測量系統的性能穩定性；通過對堆芯關鍵點的水位進行精確可靠的測量，能提高核電廠的運行安全性。

本發明所采用的技術方案在于，提供一種用于反應堆堆芯水位測量的傳感器，其至少包括依次設置的接插件、轉接插座管焊裝、轉接封裝管、內部密封接頭、組件密封外殼、承壓外殼以及堵頭，其中：

在組件密封外殼內部設置有一個電加熱器，所述電加熱器間隔設置有加熱段和非加熱段；

在所述承壓外殼內壁上設置有水位測量元件，所述水位測量元件包括多個間隔設置的加熱熱電偶以及多個不加熱熱電偶，所述每一個加熱熱電偶設置于所述電加熱器的加熱段，不加熱熱電偶設置于所述電加熱器的非加熱段；

所述多個加熱熱電偶、非加熱熱電偶、電加熱器的信號傳輸電纜經內部密封接頭固定排布后引出，延伸至接插件處，并與接插件的插針進行固定連接。

優選地，所述承壓外殼為管狀結構，其一端與所述堵頭焊接固定，另一端與所述組件密封外殼的一端相固定；而內部密封接頭焊接在所述組件密封外殼與所述轉接封裝管之間，而轉接插座管焊裝兩端分別與所述接插件和轉接封裝管相焊接。

優選地，所述電加熱器為鎧裝電纜結構，在其加熱段的內部設置有電加熱絲，所述電加熱絲兩端連接有供電線；在其非加熱段設置有供電線。

優選地，在轉接插座管焊裝中設置有恒溫銅套，形成恒溫腔；在所述恒溫腔中設置有PT100溫度傳感器，所述PT100溫度傳感器與所述接插件的插針相固定，對所述熱電偶進行冷端補償。