CN103247359A - 核电站燃料元件包壳完整性检测的在线啜吸检测系统 - Google Patents

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付勋如
彭宁
徐艳辉
张宁
黄世勇
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Abstract

本发明公布了核电站燃料元件包壳完整性检测的在线啜吸检测系统，包括在线啜吸装置，在线啜吸装置的输出气体连接到核探测器，核探测器的输出端与控制柜连接。本发明采用将在线啜吸装置、核探测器、以及控制柜全部连接并放到一个控制点，将传统的三部分功能有机地结合在一起，减少了传统的分步式工作带来的不便，同时，连续的工作也减少了传统方式中存在的误差，能够更加准确、客观地进行包壳管检测，实现气体样品的采集、γ能谱测量、以及测量后的信号处理集中进行，大大缩小了操作空间，大大提高核燃料装卸储存系统在线啜吸检测装置的测量分析水平和自动化水平。

Description

核电站燃料元件包壳完整性检测的在线啜吸检测系统
技术领域
本发明涉及核电站燃料元件包壳完整性检测的设备，具体是指核电站燃料元件包壳完整性检测的在线啜吸检测系统。 
背景技术
核电站反应堆运行一个周期后要停堆换料，在换料期间要确定其核燃料元件包壳是否完整，核电站燃料元件包壳完整性检测是目前核电站普遍采用的对辐照后燃料包壳是否破损的检测方法。在换料过程中，如果燃料棒有破损，裂变气体便会释放出来，通过啜吸被检测核燃料组件，测量其γ射线能谱，则可以判断核燃料组件是否有破损。核燃料组件装卸储存在线啜吸试验装置是每个核电站必备的设备，属于核燃料装卸及储存（PMC）系统，每次换料期间必须使用的设备。 
发明内容
本发明的目的在于提供核电站燃料元件包壳完整性检测的在线啜吸检测系统，解决现有的检测方式步骤繁琐，中间过程较多带来的不准确问题。 
本发明的目的通过下述技术方案实现： 
核电站燃料元件包壳完整性检测的在线啜吸检测系统，包括在线啜吸装置，在线啜吸装置的输出气体连接到核探测器，核探测器的输出端与控制柜连接。本发明采用将在线啜吸装置、核探测器、以及控制柜全部连接并放到一个控制点，将传统的三部分功能有机地结合在一起，减少了传统的分步式工作带来的不便，同时，连续的工作也减少了传统方式中存在的误差，能够更加准确、客观地进行包壳管检测，实现气体样品的采集、γ能谱测量、以及测量后的信号处理集中进行，大大缩小了操作空间，大大提高核燃料装卸储存系统在线啜吸检测装置的测量分析水平和自动化水平。
所述核探测器包括电压转换器，电压转换器的输出端连接到光电倍增管，光电倍增管的输出端连接到放大电路，放大电路的输出端连接到控制柜。具体地讲，核探测器包括电压转换器，电压转换器将低压电源转换成高压直流电源，NAI晶体作为高灵敏度的探头，将气体中的放射性气体活度进行采集，并传递给光电倍增管，光电倍增管将收集到的微弱光信号转换成电压信号，电压信号经过放大电路放大后，传递给控制柜，由控制柜对信号进行处理。 
所述控制柜包括工控机，放大电路的输出端连接到高速AD采样器，高速AD采样器的输出端连接到工控机，在工控机上还连接有触控屏。具体地讲，控制柜作为信号处理的中心，其主体是工控机，工控机的输入端为高速AD采样器，高速AD采样器将经过放大电路放大的电压信号进行采样转换成数字信号，然后将数字信号传输给工控机，工控机通过计算得出结果在触控屏上显示出来，操作人员可以通过触控屏进行数据的保存、调取、比较等，完成整个检测过程。 
所述工控机上连接有独立电源。进一步讲，作为本发明的进一步改进，为了保证工控机的稳定工作，工控机通过独立电源供电，在出现意外状况时，工控机也可以正常工作，保证检测质量。 
在所述工控机上连接有报警器和打印机。进一步讲，为了尽可能地反应出检测结果，在工控机上可以连接报警器和打印机，报警器可以对预定的状况进行报警，而打印机可以将γ射线能谱打印出来，便于使用。 
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果： 
本发明核电站燃料元件包壳完整性检测的在线啜吸检测系统，将在线啜吸装置、核探测器、以及控制柜全部连接并放到一个控制点，将传统的三部分功能有机地结合在一起，减少了传统的分步式工作带来的不便，同时，连续的工作也减少了传统方式中存在的误差，能够更加准确、客观地进行包壳管检测，实现气体样品的采集、γ能谱测量、以及测量后的信号处理集中进行，大大缩小了操作空间，大大提高核燃料装卸储存系统在线啜吸检测装置的测量分析水平和自动化水平。
附图说明
图1为本发明原理框图。 
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。 
实施例
如图1所示，本发明核电站燃料元件包壳完整性检测的在线啜吸检测系统，包括在线啜吸装置，在线啜吸装置的输出气体连接到核探测器，核探测器的输出端与控制柜连接；其中核探测器包括电压转换器，电压转换器的输出端连接到光电倍增管，光电倍增管的输出端连接到放大电路，放大电路的输出端连接到控制柜的放大电路；控制柜包括工控机，放大电路的输出端连接到高速AD采样器，高速AD采样器的输出端连接到工控机，在工控机上还连接有触控屏，工控机采用独立电源供电，在工控机上还连接有报警器和打印机。 
反应堆换料时，装卸料机的抓具抓住燃料组件从堆芯提出，组件在套筒内上升到上端位置时，由于燃料组件所受外压减小，如果燃料组件发生破损，内外压力的改变将加速了裂变气体从破损的燃料包壳内向外释放，同时在线啜吸装置的注气管从套筒底部注入压缩空气，气流将带出从燃料棒漏出的裂变气体上升到套筒内水面上，位于此处的抽气管把这部分气体抽到核探测器进行133Xe的γ能谱检测，由于133Xe发生衰变时会产生一个能量为81KeV的γ光子，如果核探测器检测到该能量的γ光子则可以确定气体中含有133Xe核素。以啜吸因子f（133Xe计数率与本底计数率之比）来判定被检测的燃料组件的破损状况：当f<1.3时，为无破损；1.3≤f≤3时，可疑；f>3时，为破损。 
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。 

Claims (5)

1.核电站燃料元件包壳完整性检测的在线啜吸检测系统，包括在线啜吸装置，其特征在于：在线啜吸装置的输出气体连接到核探测器，核探测器的输出端与控制柜连接。
2.根据权利要求1所述的核电站燃料元件包壳完整性检测的在线啜吸检测系统，其特征在于：所述核探测器包括电压转换器，电压转换器的输出端连接到光电倍增管，光电倍增管的输出端连接到放大电路，放大电路的输出端连接到控制柜。
3.根据权利要求2所述的核电站燃料元件包壳完整性检测的在线啜吸检测系统，其特征在于：所述控制柜包括工控机，放大电路的输出端连接到高速AD采样器，高速AD采样器的输出端连接到工控机，在工控机上还连接有触控屏。
4.根据权利要求3所述的核电站燃料元件包壳完整性检测的在线啜吸检测系统，其特征在于：所述工控机上连接有独立电源。
5.根据权利要求3或4中任意一项所述的核电站燃料元件包壳完整性检测的在线啜吸检测系统，其特征在于：在所述工控机上连接有报警器和打印机。
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