專利名稱:一種用于反應堆堆芯中子通量和溫度的探測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)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(jiān)測堆芯三維功率分布、堆芯冷卻狀態(tài)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(xiàn)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(cè)壁和底部開孔。進而需要適應該結(jié)構性變化的新的中子通量和溫度的探測裝置。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(nèi)、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(shù)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(fā)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(nèi)部密封結(jié)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(nèi)，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(qū)下端面的垂直距離
為縣卩-9淇中i = 1,2,3,…，N，H為反應堆燃料組件活性區(qū)的軸向高度；
2)
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(nèi)部密封結(jié)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(nèi)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(nèi)部密封結(jié)構，最終固定在所述接插件的針腳上。[0011]還包括固定在所述組件外殼內(nèi)位于所述內(nèi)部密封結(jié)構上方區(qū)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PtlOO四線制溫度計。
還包括固定在所述組件外殼內(nèi)位于所述內(nèi)部密封結(jié)構下方區(qū)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(jié)構，其外表面經(jīng)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(jié)構；所述第二套筒包括一個大直徑套管結(jié)構、一個小直徑套管結(jié)構以及銜接所述大直徑套管結(jié)構和所述小直徑套管結(jié)構的錐面管結(jié)構；所述小直徑套管結(jié)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(huán)形凹槽，在位于所述第一環(huán)形凹槽下部的第二套筒外表面設有第二環(huán)形凹槽。
所述第二套筒的小直徑套筒結(jié)構作為與所述反應堆安全殼貫穿件的密封位置。
本發(fā)明的有益效果:
(I)本發(fā)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(nèi)、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?shù)难b置集成在一支探測器組件中，減少堆頂開孔數(shù)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(xiàn)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(jiān)測堆芯冷卻情況等功能。
圖1為本發(fā)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(fā)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(cè)示意圖；
圖3為本發(fā)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(nèi)的示意圖。
圖中:1_插接件，2-冷端補償裝置，3-內(nèi)部密封結(jié)構，4-熱電偶，401-熱電偶延長線，5-組件外殼，501-第一套筒，502-第二套筒，503-第一環(huán)形凹槽，504-第二環(huán)形凹槽，
6-自給能中子探測器組，7-端部密封塞，8-燃料組件活性區(qū)，9-壓力容器，901-上封頭。
具體實施方式
以下結(jié)合圖1、圖2和實施例對本發(fā)明做進一步描述。
核電站反應堆中設置有一種用來測量堆芯中子通量和燃料組件出口溫度的堆芯中子和溫度探測裝置。
如圖1所示本發(fā)明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5、自給能中子探測器組6、熱電偶4、內(nèi)部密封結(jié)構3、冷端補償裝置2、接插件1、端部密封塞7 ;
所述組件外殼5包括第一套筒501和第二套筒502 ;所述第一套筒501為軸向等直徑套管結(jié)構；所述第二套筒502包括一個大直徑套管結(jié)構、一個小直徑套管結(jié)構以及銜接所述大直徑套管結(jié)構和所述小直徑套管結(jié)構的錐面管結(jié)構；所述小直徑套管結(jié)構端緊緊套在所述第一套筒501的上端，并通過焊接固定；所述端部密封塞7為子彈頭狀結(jié)構，其端面焊接在所述第一套筒501的下端，對第一套筒501進行密封；端部密封塞7的外表面經(jīng)過拋光打磨處理，以滿足表面粗糙度的要求，降低組件插入儀表導管的摩擦。所述第一套筒501和第二套筒502采用不銹鋼材料。
所述自給能中子探測器組6固定在所述第一套筒501內(nèi)，其包括N個銠自給能中子探測器(SPND)，所述N個銠自給能中子探測器沿所述第一套筒501的軸向自下而上均勻間隔布置；其中，N據(jù)堆芯高度和測量要求的不同而確定，一般取3 7，圖1以N = 7為例。
當本發(fā)明的用于反應堆堆芯中子通量和溫度的探測裝置安裝于反應堆時，其自下而上的第i個銠自給能中子探測器的靈敏段軸向中心距離反應堆燃料組件活性區(qū)8下端面
的垂直距離為g 其中i = 1,2,3,…，N ;H為反應堆燃料組件活性區(qū)8的軸向高度；
NV 2)
所述內(nèi)部密封結(jié)構3固定在所述第二套筒502的錐形管結(jié)構上方的大直徑套管內(nèi)，并與所述第二套筒502的管壁進行密封處理；所述熱電偶4固定在所述第一套筒501內(nèi)位于所述內(nèi)部密封結(jié)構3下方的區(qū)域；所述冷端補償裝置2固定在所述第二套筒502內(nèi)位于所述內(nèi)部密封結(jié)構3上方的區(qū)域；所述冷端補償裝置2采用PtlOO四線制溫度計，其用于補償熱電偶的冷端溫度。
所述接插件I包括多個針腳，該接插件I焊接在所述第二套筒502的上端。所述PtlOO四線制溫度計的4根引線通過線路連接到所述接插件I的針腳上。
熱電偶4與熱電偶 延長線401的一端連接，所述熱電偶延長線401的另一端穿過所述內(nèi)部密封結(jié)構3與所述接插件I的I個針腳連接；
所述N個銠自給能中子探測器的鎧裝電纜捆扎和固定，并沿著所述第一套筒501和第二套筒502軸向向上延伸，穿過所述內(nèi)部密封結(jié)構3，最終焊接在接插件I的針腳上。
本發(fā)明的用于反應堆堆芯中子通量和溫度的探測裝置的外側(cè)可以如圖2所示；在位于所述接插件I下部的所述第二套筒502外表面設有第一環(huán)形凹槽503，在位于所述第一環(huán)形凹槽503下部的第二套筒502外表面設有第二環(huán)形凹槽504 ;所述第一環(huán)形凹槽503用于與反應堆頂部支撐裝置；所述第二環(huán)形凹槽504用于與反應堆吊裝工具配合；
如圖3所示，本發(fā)明用于反應堆堆芯中子通量和溫度的探測裝置的端部密封塞7一端穿入反應堆安全殼上封頭901并進入燃料組件內(nèi)的儀表管內(nèi)，使每個銠自給能探測器均處于恰當?shù)奈恢茫瑥亩鴮Χ研具M行監(jiān)測；所述第二套筒502的小直徑套筒結(jié)構外表面作為與所述反應堆安全殼上封頭901進行卡套密封的密封位置，以用實現(xiàn)本發(fā)明的探測裝置與安全殼上封頭901的密封。
權利要求
1.一種用于反應堆堆芯中子通量和溫度的探測裝置，其特征在于:包括組件外殼、自給能中子探測器組、內(nèi)部密封結(jié)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(nèi)，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(qū)下端面的垂直距離為
淇中i = L2,3,…，N，H為反應堆燃料組件活性區(qū)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(nèi)部密封結(jié)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(nèi)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(nèi)部密封結(jié)構，最終固定在所述接插件的針腳上。
2.按照權利要求
1所述的用于反應堆堆芯中子通量和溫度的探測裝置，其特征在于:還包括固定在所述組件外殼內(nèi)位于所述內(nèi)部密封結(jié)構上方區(qū)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。
3.按照權利要求
2所述的用于反應堆堆芯中子通量和溫度的探測裝置，其特征在于:所述冷端補償裝置為Ptioo四線制溫度計。
4.按照權利要求
2所述的用于反應堆堆芯中子通量和溫度的探測裝置，其特征在于:還包括固定在所述組件外殼內(nèi)位于所述內(nèi)部密封結(jié)構下方區(qū)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。
5.按照權利要求
1所述的用于反應堆堆芯中子通量和溫度的探測裝置，其特征在于:所述端部密封塞為子彈狀結(jié)構，其外表面經(jīng)過拋光打磨處理。
6.按照權利要求
1所述的用于反應堆堆芯中子通量和溫度的探測裝置，其特征在于: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(jié)構；所述第二套筒包括一個大直徑套管結(jié)構、一個小直徑套管結(jié)構以及銜接所述大直徑套管結(jié)構和所述小直徑套管結(jié)構的錐面管結(jié)構；所述小直徑套管結(jié)構端緊緊套固在所述第一套筒的上端。
7.按照權利要求
6所述的用于反應堆堆芯中子通量和溫度的探測裝置，在位于:所述接插件下部的所述第二套筒外表面設有第一環(huán)形凹槽，在位于所述第一環(huán)形凹槽下部的第二套筒外表面設有第二環(huán)形凹槽。
8.按照權利要求
6所述的用于反應堆堆芯中子通量和溫度的探測裝置，在位于:所述第二套筒的小直徑套筒結(jié)構作為與所述反應堆安全殼貫穿件的密封位置。
專利摘要
本實用新型涉及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(nèi)部密封結(jié)構、接插件、端部密封塞；自給能中子探測器組固定在組件外殼內(nèi)，其包括N個自給能中子探測器，N個自給能中子探測器沿組件外殼軸向自下而上均勻間隔布置；接插件密封固定在組件外殼的上端；端部密封塞密封固定在組件外殼的下端；內(nèi)部密封結(jié)構密封固定在位于自給能中子探測器組上方的組件外殼的內(nèi)部；N個銠自給能中子探測器的鎧裝電纜捆扎和固定，并沿著組件外殼軸向向上延伸，穿過內(nèi)部密封結(jié)構，最終固定在接插件的針腳上。本實用新型能夠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；降低對傳輸電纜的設計要求。
文檔編號G21C17/112GKCN203026177SQ201220689952
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月14日
發(fā)明者楊戴博, 呂渝川, 何鵬, 袁彬, 何正熙, 李文平, 王華金, 茍拓, 劉艷陽, 李高 申請人:中國核動力研究設計院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan