用于测量快堆功率分布的方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种用于测量快堆功率分布的方法，该方法包括以下步骤：在快堆的转运室的侧壁上设置准直孔，该准直孔贯穿转运室的侧壁；在转运室的侧壁的外部设置γ射线检测装置，该γ射线检测装置用于检测来自准直孔的γ射线；使快堆的燃料组件运转一定时间；使快堆停堆；将燃料组件运送至转运室内的对准准直孔的转运机构位置；利用γ射线检测装置对来自燃料组件的γ射线的参数进行测量；以及根据测量的γ射线的参数计算快堆的功率分布。根据本发明专利技术的方法简单易行，无需设计和制造专用的辐照实验组件及相关设备，因此成本较低，另外操作简单方便，不产生额外的放射性废物，安全性提高。还公开了一种执行上述方法的相关设备。

【技术实现步骤摘要】
用于测量快堆功率分布的方法及设备
本专利技术涉及核反应堆领域，更具体地，涉及一种用于对反应堆的功率分布进行测量和计算的方法以及实现该方法的相关设备。
技术介绍
随着我国经济的发展，对电力供应的需求越来越大，而非化石能源凭借着其清洁、可再生的优点，渐渐地取代了化石能源的作用。核能依靠其在资源、环境和经济性方面的优势，逐步成为能源界的新宠。随着核能的发展，核安全问题受到人们越来越多的关注，对于核电站有效控制和安全控制的要求越来越高。反应堆堆芯功率分布是关系到反应堆安全运行的一项关键参数，一般核电厂满功率运行前均需要对堆芯功率分布进行测量。压水堆核电厂一般采用可移动式微型裂变电离室或固定式白供能探测器开展功率分布测量，这通常需要在反应堆堆芯中设置专用孔道并安装专用仪表来完成。通过上述自供能探测器来测量反应堆的堆芯内侧的周向方向和轴向方向的功率分布，而这些功率分布的测量信息被用于确定反应堆是否运行在核功率分布的极限范围内，以确保核反应堆的运行安全性。然而，在快堆核电厂中通常无法在堆芯中设置专用的探测孔道，并且堆芯处于高温环境，因此无法采用压水堆电厂所采用的通用堆芯功率分布测量方法。快堆堆芯通常采用探测片活化法测量其功率分布，但这种方法过程繁琐、耗时长，实验人员承受辐照剂量较高，而且需要定制多种专用工具，以及产生大量放射性废物。比如探测片活化法测量功率分布的主要工艺环节包括探测片的选取和制备，辐照装置的封装，实验组件的入堆和堆内组件的替换，低功率辐照，辐照后辐照装置的解体及大量探测片的活度测量等。此外，探测片活化法还需要设计和制造专用的辐照实验组件，使得这种测量方法的成本较高。因此，需要提供一种操作简单、安全可靠以及降低成本的快堆堆芯功率分布的测量方法。
技术实现思路
为了解决上述技术问题中的至少一个方面，本专利技术的实施例提供了一种用于测量快堆功率分布的方法，该方法利用γ射线探测器直接对低功率辐照后的燃料组件的特定裂变产物的活度分布进行测量，进行相关修正后得到堆芯的裂变反应率分布，通过对修正后的堆芯的裂变反应率分布进行归一化处理而得到快堆的功率分布，以替代传统的利用探测片活化法测量快堆功率分布的方式。本专利技术提供了一种用于测量快堆功率分布的方法，该方法包括以下步骤：在所述快堆的转运室的侧壁上设置准直孔，所述准直孔贯穿所述转运室的侧壁；在所述转运室的侧壁的外部设置γ射线检测装置，所述γ射线检测装置用于检测来自所述准直孔的γ射线；使所述快堆的燃料组件运转一定时间；使所述快堆停堆；将所述燃料组件运送至所述转运室内的对准所述准直孔的转运机构位置；利用所述γ射线检测装置对来自所述燃料组件的γ射线的参数进行测量；以及根据测量的所述γ射线的参数计算所述快堆的功率分布。根据本专利技术的用于测量快堆功率分布的方法的一个优选的实施例，在所述准直孔的靠近所述γ射线检测装置的位置处设置能够过滤低能级γ射线的过滤部件。在根据本专利技术的用于测量快堆功率分布的方法的另一个优选的实施例中，所述过滤部件包括由不锈钢或铅制成的片状过滤器。根据本专利技术的用于测量快堆功率分布的方法的再一个优选的实施例，使所述快堆的燃料组件运转一定时间的步骤包括使所述燃料组件在堆内以低功率辐照数个小时。在根据本专利技术的用于测量快堆功率分布的方法的还一个优选的实施例中，使所述快堆停堆的步骤之后还包括使所述燃料组件冷却的步骤。根据本专利技术的用于测量快堆功率分布的方法的又一个优选的实施例，将所述燃料组件运送至所述转运室内的对准所述准直孔的位置的步骤包括：利用所述快堆的堆内换料机构抓取所述燃料组件；利用所述快堆的装料提升机构从所述堆内换料机构接收所述燃料组件，并将所述燃料组件运送至所述转运室的转运机构通道；以及利用所述转运室的转运机构将所述燃料组件转运至对准所述准直孔的位置处。在根据本专利技术的用于测量快堆功率分布的方法的另一个优选的实施例中，利用所述γ射线检测装置对来自所述燃料组件的γ射线的参数进行测量的步骤包括：在所述燃料组件的轴向位置和径向位置对来自所述燃料组件的γ射线的参数进行测量。根据本专利技术的用于测量快堆功率分布的方法的再一个优选的实施例，对来自所述燃料组件的γ射线的参数进行测量的步骤包括：在一定时间内测量经过γ射线的死时间、γ射线的光电峰效率以及γ自吸收效应修正后的光电峰的累计计数。在根据本专利技术的用于测量快堆功率分布的方法的还一个优选的实施例中，根据测量的所述γ射线的参数计算所述快堆的功率分布的步骤包括：根据所述γ射线的参数计算所述堆芯的多个选定位置的裂变反应率；以及对所述多个选定位置的裂变反应率进行归一化处理，以获得所述堆芯的功率分布。根据本专利技术的用于测量快堆功率分布的方法的又一个优选的实施例，根据所述γ射线的参数计算所述堆芯的多个选定位置的裂变反应率的步骤包括：根据以下公式计算裂变反应率：其中，Ff为燃料组件的选定位置处的裂变反应率，C为测量得到的γ射线光电峰的累计计数，Iγ为待检测的具有特定能级的γ射线的绝对强度，ε为所测量的待检测的γ射线的光电峰效率，K为燃料组件中的待检测的γ射线的自吸收修正系数，τ为测量燃料组件的特定位置所发出的γ射线时系统的死时间，λ为燃料组件中的裂变产物的衰变常数，Y为该裂变产物的裂变产额，N为该裂变产物核素的核子数，TM为燃料组件的辐照时间，TW为燃料组件的从辐照结束到测量开始的等待时间，Ts为测量计数的时间。本专利技术还提供了一种用于执行如上所述的用于测量快堆功率分布的方法的设备，该设备包括：燃料组件，所述燃料组件设置在所述快堆的堆芯中；以及转运室，所述转运室与所述快堆的堆芯连通，用于将所述燃料组件转运至所述堆芯的外部；其中，在所述转运室的侧壁中设置有贯穿所述侧壁的准直孔，并且在所述转运室的侧壁的外部设置有γ射线检测装置，所述γ射线检测装置用于测量从所述燃料组件发出并穿过所述准直孔的γ射线。在根据本专利技术的用于执行用于测量快堆功率分布的方法的设备一个优选的实施例中，在所述准直孔的靠近所述γ射线检测装置的位置处设置能够过滤低能级γ射线的过滤部件。根据本专利技术的用于执行用于测量快堆功率分布的方法的设备另一个优选的实施例，所述过滤部件包括由不锈钢或铅制成的片状过滤器。相对于现有技术中的快堆功率测量技术，本专利技术提供的用于测量快堆功率分布的方法及相关设备具有以下有益效果：(1)根据本专利技术的用于测量快堆功率分布的方法以及相关设备与探测片活化法相比操作简单方便，仅需要在快堆的转运室的侧壁上设置通孔即可，无需设计和制造专用的辐照实验组件及相关设备，或者无需对原有快堆设施进行大幅改造，因此建设成本较低。(2)根据本专利技术的快堆功率分布测量方法占用调试主线的时间较少，人员操作安全可靠。(3)根据本专利技术的方法对燃料组件进行直接测量，因此不产生额外的放射性废物，工作人员所承受的辐照剂量大大降低，操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量快堆功率分布的方法，包括以下步骤：/n在所述快堆的转运室的侧壁上设置准直孔，所述准直孔贯穿所述转运室的侧壁；/n在所述转运室的侧壁的外部设置γ射线检测装置，所述γ射线检测装置用于检测来自所述准直孔的γ射线；/n使所述快堆的燃料组件运转一定时间；/n使所述快堆停堆；/n将所述燃料组件运送至所述转运室内的对准所述准直孔的转运机构位置；/n利用所述γ射线检测装置对来自所述燃料组件的γ射线的参数进行测量；以及/n根据测量的所述γ射线的参数计算所述快堆的功率分布。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于测量快堆功率分布的方法，包括以下步骤：
在所述快堆的转运室的侧壁上设置准直孔，所述准直孔贯穿所述转运室的侧壁；
在所述转运室的侧壁的外部设置γ射线检测装置，所述γ射线检测装置用于检测来自所述准直孔的γ射线；
使所述快堆的燃料组件运转一定时间；
使所述快堆停堆；
将所述燃料组件运送至所述转运室内的对准所述准直孔的转运机构位置；
利用所述γ射线检测装置对来自所述燃料组件的γ射线的参数进行测量；以及
根据测量的所述γ射线的参数计算所述快堆的功率分布。


2.根据权利要求1所述的用于测量快堆功率分布的方法，其特征在于，
在所述准直孔的靠近所述γ射线检测装置的位置处设置能够过滤低能级γ射线的过滤部件。


3.根据权利要求2所述的用于测量快堆功率分布的方法，其特征在于，
所述过滤部件包括由不锈钢或铅制成的片状过滤器。


4.根据权利要求1所述的用于测量快堆功率分布的方法，其特征在于，
使所述快堆的燃料组件运转一定时间的步骤包括使所述燃料组件在堆内以低功率辐照数个小时。


5.根据权利要求1所述的用于测量快堆功率分布的方法，其特征在于，
使所述快堆停堆的步骤之后还包括使所述燃料组件冷却的步骤。


6.根据权利要求1所述的用于测量快堆功率分布的方法，其特征在于，
将所述燃料组件运送至所述转运室内的对准所述准直孔的位置的步骤包括：
利用所述快堆的堆内换料机构抓取所述燃料组件；
利用所述快堆的装料提升机构从所述堆内换料机构接收所述燃料组件，并将所述燃料组件运送至所述转运室的转运机构通道；以及
利用所述转运室的转运机构将所述燃料组件转运至对准所述准直孔的位置处。


7.根据权利要求1所述的用于测量快堆功率分布的方法，其特征在于，
利用所述γ射线检测装置对来自所述燃料组件的γ射线的参数进行测量的步骤包括：
在所述燃料组件的不同的轴向位置和不同的周向位置对来自所述燃料组件的γ射线的参数进行测量。


8.根据权利要求7所述的用于测量快堆功...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈效先，陈晓亮，胡晓，张强，王渊渊，王华才，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11