一种反应堆堆芯测量功能一体化的探测器组件制造技术

本发明专利技术公开了一种反应堆堆芯测量功能一体化的探测器组件，其至少包括依次设置的接插件、转接插座管焊装、转接封装管、内部密封接头、组件密封外壳、承压外壳、底部固定套管以及堵头。在承压外壳内壁设置有用于测量上封头及堆芯出口温度的贴壁热电偶；在承压外壳中段设置有电加热器，在承压外壳内壁内部设置有水位测量元件，水位测量元件包括多个间隔设置的加热热电偶以及多个不加热热电偶；在承压外壳下段设置有多个用于测量反应堆堆芯内部中子注量率的自给能探测器。实施本发明专利技术，通过将三种堆芯测量功能集成于一个一体化的探测器组件中，可以减少核反应堆压力容器顶盖探测器开孔数量，从而提高核反应堆运行的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种反应堆堆芯测量功能一体化的探测器组件
本专利技术涉及核电站反应堆堆芯测量
，特别涉及一种反应堆堆芯测量功能一体化的探测器组件。
技术介绍
对于不同堆型的核电站，其所设置的测量仪表类型有所不同。例如，通常在核电站反应堆堆芯会设置堆芯中子和温度测量仪表，用于测量堆芯中子通量和燃料组件出口温度，测量得到的信号用于监测堆芯三维功率分布、堆芯冷却状态等反应堆运行情况；同时也需要对堆芯的水位进行测量。在现有技术中，一般采用从顶部插入各类测量传感器(如热电偶)，从底部插入微型可移动裂变室的测量方式，来测量燃料组件出口温度和堆芯中子通量，如秦山核电二期和岭澳核电二期均采用的是此种测量方式和相应的测量仪表。采用该测量方式和测量仪表，需要在压力容器底部开孔，从而会设置大量的贯穿管，导致反应堆压力容器封头刚度降低，将增加反应堆冷却剂泄漏的风险，降低了反应堆设计的安全性。而测量堆芯中子注量率的指套管从反应堆压力容器底部插入，容易在仪表组件支撑位置发生磨损；用于测量堆芯中子注量率的指套管从反应堆压力容器下封头引入，需要在反应堆压力容器底部开孔，不符合先进堆的设计要求，先进堆的设计要求用于堆芯出口温度和中子注量率测量的仪表应位于堆芯之上，即仪表组件从反应堆压力容器顶盖插入堆芯。现有的一体化探测器组件具有实现堆芯中子注量率及堆芯出口温度两种测量功能的探测器组件和实现堆芯水位测量功能的探测器组件，在堆芯较小，压力容器顶部空间有限的堆型中，需要功能更为全面的探测器组件以减少相应测量孔道。专利技术内容为解决上述技术问题，本专利技术提供一种反应堆堆芯测量功能一体化的探测器组件，通过将三种堆芯测量功能集成于一个一体化的探测器组件中，可同时测量核反应堆堆芯中子注量率、核反应堆堆芯燃料冷却剂出口温度及核反应堆堆芯水位，以达到减少核反应堆压力容器顶盖探测器开孔数量和测量孔道布置的目的，可节省堆芯探测器需要布置的空间，降低核反应堆一回路压力边界泄漏的可能性，从而进一步提高核反应堆运行的安全性。本专利技术所采用的技术方案在于，提供一种反应堆堆芯测量功能一体化的探测器组件，其至少包括依次设置的接插件、转接插座管焊装、转接封装管、内部密封接头、组件密封外壳、承压外壳、底部固定套管以及堵头，其中：在承压外壳内壁设置有用于测量上封头及堆芯出口温度的贴壁热电偶；在承压外壳中段设置有电加热器，所述电加热器间隔设置有加热段和非加热段；在所述承压外壳内壁设置有水位测量元件，所述水位测量元件包括多个间隔设置的加热热电偶以及多个不加热热电偶，所述每一个加热热电偶设置于所述电加热器的加热段，不加热热电偶设置于所述电加热器的非加热段；在所述承压外壳下段设置有多个用于测量反应堆堆芯中子注量率的自给能探测器，所述多个自给能探测器以承压外壳中心轴为轴，自下而上以螺旋式布置；每一个自给能探测器尾部连接有尾部固定丝与所述底部固定套管焊接，以实现对所述自给能探测器的定位；所述多个自给能中子探测器、贴壁热电偶、不加热热电偶、加热热电偶以及电加热器的信号传输电缆经内部密封接头固定排布后引出，延伸至接插件处，并与所述接插件的插针固定连接。优选地，所述承压外壳为管状结构，其一端与所述堵头焊接固定，另一端与所述组件密封外壳的一端焊接固定；而内部密封接头焊接在所述组件密封外壳与所述转转接封装管之间，而转接插座管焊装两端分别与所述接插件和转接封装管相焊接；所述底部固定套管设置于所述承压外壳内部，与所述堵头相固定。优选地，在所述承压外壳内部进一步设置有多个导热块，每一导热块与所述承压外壳内壁相贴合，另一侧与所述电加热器相贴合，所述每一贴壁热电偶、加热热电偶、不加热热电偶均卡设在一个导热块内部。优选地，所述电加热器为铠装电缆结构，在其加热段的内部设置有电加热丝，所述电加热丝两端连接有供电线；在其非加热段设置有供电线。优选地，所述贴壁热电偶设置于反应堆压力容器上封头或堆芯出口处，位于电加热器的非加热段。优选地，在转接插座管焊装中设置有恒温铜套，形成恒温腔；在所述恒温腔中设置有PT100温度传感器，所述PT100温度传感器与所述接插件的插针相固定，对所述贴壁热电偶、不加热热电偶、加热热电偶进行冷端补偿。优选地，所述多个自给能探测器的灵敏段中心位置按照燃料组件格架相对位置进行布置，以使所述自给能探测器活性段完全位于燃料组件内部。优选地，所述多个自给能中子探测器组的排布方式为螺旋上升而形成的圆柱形排布结构。实施本专利技术实施例，具有如下的有益效果：在本专利技术实施例提供的一体化的反应堆堆芯测量探测器组件中，将核反应堆堆芯中子注量率、核反应堆堆芯燃料冷却剂出口温度及核反应堆堆芯水位测量三种功能集成于一体，实现了一个组件可同时测量核反应堆堆芯中子注量率、核反应堆堆芯温度及核反应堆堆芯水位等核反应堆运行状态的目的；同时，在本实施例中，可以减少核反应堆压力容器的开孔数量和测量孔道布置，节省了堆芯探测器需要布置的空间，能保护核反应堆冷却剂压力边界的安全，降低冷却剂泄漏的风险，保证核反应堆的运行安全；而且可以通过减少探测器组件的数量来节省反应堆的建设成本，提高核电站的经济效益；在本专利技术实施例中，通过设置热电偶导热结构，将各类热电偶与外壳紧密贴合，提高了热传导效率，解决了目前核电站堆芯温度与水位在线测量响应慢与精度不高的问题，实现了核反应堆堆芯温度与水位的在线精确测量；在本专利技术实施例中，将多个自给能中子探测器沿探测器组件中心轴线，由下往上按照反应堆燃料栅格位置螺旋向上布置，可以实现对堆芯中子注量率的精确测量，从而提高堆芯中子注量率与堆芯功率分布的测量准确度；在本专利技术实施例中，在一体化探测器主体外壳的保护结构基础上，通过设置内部密封接头，与内部元件一同焊接，在出现承压外壳破损后能够起到二次密封作用，能够防止核反应堆压力容器发生泄漏。附图说明图1是本专利技术提供的一种反应堆堆芯测量功能一体化的探测器组件的结构示意图；图2是图1中虚线框部分的放大示意图；图3是图2中局部A的放大图；图4是图2中局部B的放大图。具体实施方式下面结合附图1至图4对本专利技术的结构及原理作进一步的说明。本专利技术提供一种反应堆堆芯测量功能一体化的探测器组件，包含三个核反应堆堆芯测量功能模块，分别为测量核反应堆堆芯中子注量率的自给能中子探测器组模块、测量核反应堆堆芯燃料组件冷却剂出口温度的热电偶模块及测量核反应堆堆芯水位的热电偶组模块。在对本专利技术的结构进行描述之前，首先简要描述一下本专利技术中测量水位的原理。在本专利技术中，对核反应堆堆芯水位的测量，可以通过两个热电偶进行温差测量，从而得到水位情况。其中，两个热电偶中的一个为加热热电偶，另一个为不加热热电偶，加热热电偶布置在具有加热功能的电加热器加热区，非加热热电偶布置在非加热区测量环境温度。由水和水蒸气或空气的物性参数可知，水的换热系数与水蒸气的换热系数存在明显的差别；当电加热器加热区的热电偶处于水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反应堆堆芯测量功能一体化的探测器组件，其特征在于，其至少包括依次设置的接插件、转接插座管焊装、转接封装管、内部密封接头、组件密封外壳、承压外壳、底部固定套管以及堵头，其中：/n在承压外壳内壁设置有用于测量上封头及堆芯出口温度的贴壁热电偶；/n在承压外壳中段设置有电加热器，所述电加热器间隔设置有加热段和非加热段；在所述承压外壳内壁设置有水位测量元件，所述水位测量元件包括多个间隔设置的加热热电偶以及多个不加热热电偶，所述每一个加热热电偶设置于所述电加热器的加热段，不加热热电偶设置于所述电加热器的非加热段；/n在所述承压外壳下段设置有多个用于测量反应堆堆芯中子注量率的自给能探测器，所述多个自给能探测器以承压外壳中心轴为轴，自下而上以螺旋式布置；每一个自给能探测器尾部连接有尾部固定丝与所述底部固定套管焊接，以实现对所述自给能探测器的定位；/n所述多个自给能中子探测器、贴壁热电偶、不加热热电偶、加热热电偶以及电加热器的信号传输电缆经内部密封接头固定排布后引出，延伸至接插件处，并与所述接插件的插针固定连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种反应堆堆芯测量功能一体化的探测器组件，其特征在于，其至少包括依次设置的接插件、转接插座管焊装、转接封装管、内部密封接头、组件密封外壳、承压外壳、底部固定套管以及堵头，其中：
在承压外壳内壁设置有用于测量上封头及堆芯出口温度的贴壁热电偶；
在承压外壳中段设置有电加热器，所述电加热器间隔设置有加热段和非加热段；在所述承压外壳内壁设置有水位测量元件，所述水位测量元件包括多个间隔设置的加热热电偶以及多个不加热热电偶，所述每一个加热热电偶设置于所述电加热器的加热段，不加热热电偶设置于所述电加热器的非加热段；
在所述承压外壳下段设置有多个用于测量反应堆堆芯中子注量率的自给能探测器，所述多个自给能探测器以承压外壳中心轴为轴，自下而上以螺旋式布置；每一个自给能探测器尾部连接有尾部固定丝与所述底部固定套管焊接，以实现对所述自给能探测器的定位；
所述多个自给能中子探测器、贴壁热电偶、不加热热电偶、加热热电偶以及电加热器的信号传输电缆经内部密封接头固定排布后引出，延伸至接插件处，并与所述接插件的插针固定连接。


2.如权利要求1所述的一种反应堆堆芯测量功能一体化的探测器组件，其特征在于，所述承压外壳为管状结构，其一端与所述堵头焊接固定，另一端与所述组件密封外壳的一端焊接固定；而内部密封接头焊接在所述组件密封外壳与所述转转接封装管之间，而转接插座管焊装两端分别与所述接插件和转接封装管相焊接；所述底部固定套管设置于所述承压外壳内部，与所述堵头相固定。


3.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓森，周星杰，庞松涛，罗海林，陈双军，郑福家，谢君豪，李伯洋，邱波，彭尧，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44