CN109473188A - 一种小型化反应堆用一体化多孔矩阵式测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小型化反应堆用一体化多孔矩阵式测量装置，包括吊耳、筒体、测量格架、I类热电偶套管、II类功率测量探测器套管、导向柱、支座、围筒、多孔隔板、I类发热棒束套管、II类发热棒束套管。本发明能够实现小型化反应堆发热棒束出口温度与发热棒束内部功率测量监测，实现测量装置的多孔矩阵式一体化遥操装卸，安装周期短，有效解决了非等长深浅式装配的测量装置布置难题，减小堆容器与发热棒束设计高度要求，有效提高发热棒束测量系统的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及热工测量技术领域，特别涉及一种小型化反应堆用一体化多孔矩阵式测量装置。
背景技术
现有小型化反应堆的测量装配方案存在不足。
目前国际上常用的堆芯温度测量装配方案有后续装配式、中心测量柱固定式、顶盖直接插入式。CAP1000反应堆采用格架与桥架固定方式，格架在容器内安装后，操作员工通过人孔进入容器后再安装热电偶，用于测量堆芯出口温度，人工安装对堆内空间有较高要求；CEFR、BREST等反应堆型小旋塞上安装有中心测量柱，在中心测量柱内部设置多层格架固定热电偶束，热电偶束测点布置于堆芯出口处，中心测量柱的设置不利于反应堆的小型化设计；ALFRED反应堆发热棒束通过顶盖位置压紧板进行固定，热电偶从顶盖引入至发热棒束冷却剂出口处，较长的发热棒束设计对容器高度尺寸提出较高要求。
国际上常用的堆内核测量装配方案有顶盖引入式、容器底部引入式。AP1000反应堆采用顶盖引入式核探测器，操作员工通过人孔进入容器后在指定发热棒束内逐个安装一体化功率测量与温度测量套管发热棒束，用于探测发热棒束内中子剂量与冷却剂温度，人工安装对堆内空间有较高要求；M310型反应堆采用容器底部引入式功率测量探测器，需要对容器底部进行开孔，增加容器内冷却剂泄漏风险。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种小型化反应堆用一体化多孔矩阵式测量装置，以有效提高测量可靠性与反应堆的紧凑性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种小型化反应堆用一体化多孔矩阵式测量装置，包括：测量机构、导向机构和发热棒束机构；
所述测量机构包括测量套管安装件和安装于其的测量套管，所述测量套管用于安装测量元件；所述发热棒束机构包括发热棒束套管安装件和安装于其的发热棒束套管；
所述测量机构能够通过所述导向机构相对于所述发热棒束机构运动，且使得所述测量套管能够插入所述发热棒束套管。
优选的，所述测量套管包括：I类热电偶套管和II类功率测量探测器套管，所述II类功率测量探测器套管长度大于所述I类热电偶套管；所述发热棒束套管包括：I类发热棒束套管和II类发热棒束套管，所述I类热电偶套管和所述I类发热棒束套管对位装配，所述II类功率测量探测器套管和所述II类发热棒束套管对位装配。
优选的，所述I类热电偶套管的数量为多个，所述I类发热棒束套管的数量为与所述I类热电偶套管一一对应的多个；
所述II类功率测量探测器套管的数量为多个，所述II类发热棒束套管的数量为与所述II类功率测量探测器套管一一对应的多个。
优选的，所述II类功率测量探测器套管端部设有锥形倒角，所述锥形倒角根部具有弹簧垫片。
优选的，所述测量套管安装件为测量格架，其上开设有用于对位安装所述测量套管的孔；
和/或所述发热棒束套管安装件为多孔隔板，其上开设有用于对位安装所述发热棒束套管的孔。
优选的，所述测量套管安装件与所述测量套管通过螺纹连接，和/或所述发热棒束套管与所述发热棒束套管安装件的孔通过压紧配合。
优选的，所述测量套管安装件为测量格架，所述测量套管贯穿所述测量格架，在所述测量格架上端通过外螺帽固定，在所述测量格架下端采用卡套进行轴向位置约束。
优选的，所述导向机构为导向柱，所述测量机构还包括吊耳，所述吊耳开设导向孔与所述导向柱可运动装配。
优选的，所述测量套管安装件为测量格架，所述测量机构还包括：安装于所述测量格架外环的筒体；
所述筒体连接于所述吊耳和所述测量格架之间。
优选的，还包括设置在所述导向机构和所述发热棒束机构之间的支座。
优选的，所述发热棒束套管安装件为多孔隔板，所述发热棒束机构还包括：安装于所述多孔隔板外环的围筒；
所述支座连接于所述导向机构和所述围筒之间。
从上述的技术方案可以看出，与现有技术相比，本发明提供的小型化反应堆用一体化多孔矩阵式测量装置的优点是：
1)本发明能够实现小型化反应堆发热棒束出口温度与发热棒束内部功率监测，实现测量装置的多孔矩阵式一体化遥操装卸，安装周期短；
2)有效解决了非等长深浅式装配的测量装置布置难题；
3)热电偶与功率测量探测器预先安装，减小堆容器与发热棒束高度要求，有利于反应堆的小型化设计，容器底部不需要开孔，提高反应堆设计安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的小型化反应堆用多孔矩阵式测量装置的结构示意图；图中附图标记含义为：吊耳1、筒体2、测量格架3、I类热电偶套管4、II类功率测量探测器套管5、导向柱6、支座7、围筒8、多孔隔板9、I类发热棒束套管10、II类发热棒束套管11；
图2为本发明实施例提供的热电偶套管在测量格架的布置图；图中附图标记含义为：测量格架3、I类热电偶套管4、外螺帽12、卡套13；
图3为本发明实施例提供的功率测量探测器套管端部的结构示意图；图中附图标记含义为：II类功率测量探测器套管5、弹簧垫片14、锥形倒角15。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的小型化反应堆用一体化多孔矩阵式测量装置，包括：测量机构、导向机构和发热棒束机构，其结构可以参照图1所示；
其中，测量机构包括测量套管安装件和安装于其的测量套管，测量套管用于安装测量元件；发热棒束机构包括发热棒束套管安装件和安装于其的发热棒束套管；
测量机构能够通过导向机构相对于所述发热棒束机构运动，且使得测量套管能够插入发热棒束套管；借助于导向机构可以自动化远程控制。
从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的小型化反应堆用一体化多孔矩阵式测量装置，与现有技术相比，本方案测量元件(如热电偶、功率测量探测器等)预先安装，减小堆容器与发热棒束高度要求，有利于反应堆的小型化设计，容器底部不需要开孔，提高反应堆设计安全性。
作为优选，测量套管包括：I类热电偶套管4和II类功率测量探测器套管5，II类功率测量探测器套管5长度大于I类热电偶套管4；即测量元件为热电偶和功率测量探测器，当然也可以根据需要采用其他类型；
发热棒束套管包括：I类发热棒束套管10和II类发热棒束套管11，I类热电偶套管4和I类发热棒束套管10对位装配，II类功率测量探测器套管5和II类发热棒束套管11对位装配。其结构可以参照图1所示，本方案有效解决了非等长深浅式装配的测量装置布置难题。
在本实施例中，I类热电偶套管4的数量为多个，I类发热棒束套管10的数量为与I类热电偶套管4一一对应的多个，相互之间不会发生干涉；
II类功率测量探测器套管5的数量为多个，II类发热棒束套管11的数量为与II类功率测量探测器套管5一一对应的多个。
具体的，II类功率测量探测器套管5端部设有锥形倒角15，锥形倒角15根部具有弹簧垫片14，其结构可以参照图3所示。装配时，II类功率测量探测器套管5通过端部锥形倒角15的引导后插入II类发热棒束套管11内，锥形倒角15根部弹簧垫片14的结构使得在装配过程中II类功率测量探测器套管5壁面不会触碰II类发热棒束套管11内壁面，确保测量装置的可靠性。
作为优选，测量套管安装件为测量格架3，其上开设有用于对位安装测量套管的孔；其结构可以参照图1所示，可以理解的是，上述“对位”是指使得测量套管与发热棒束套管相对，以便于插入配合进行测量，下同；
和/或发热棒束套管安装件为多孔隔板9，其上开设有用于对位安装发热棒束套管的孔。当然，用于定位配合的安装件还可以采用其他形式，诸如卡扣等，在此不再赘述。
在本实施例中，测量套管安装件与测量套管通过螺纹连接，和/或发热棒束套管与发热棒束套管安装件的孔通过压紧配合，以实现可靠的固定装配。
为了进一步优化上述的技术方案，测量套管安装件为测量格架3，测量套管贯穿测量格架3，在测量格架3上端通过外螺帽12固定，在测量格架3下端采用卡套13进行轴向位置约束，其结构可以参照图2所示。
具体的，导向机构为导向柱6，测量机构还包括吊耳1，吊耳1开设导向孔与导向柱6可运动装配，以实现测量机构和发热棒束机构之间的配合。
如图1所示，测量套管安装件为测量格架3，测量机构还包括：安装于所述测量格架3外环的筒体2；
筒体2连接于吊耳1和测量格架3之间，具体为焊接，结构简单，牢固可靠。
本发明实施例提供的小型化反应堆用一体化多孔矩阵式测量装置，还包括设置在导向机构和发热棒束机构之间的支座7，以便于搬运和安装定位。如图1所示，发热棒束套管安装件为多孔隔板9，发热棒束机构还包括：安装于多孔隔板9外环的围筒8，围成的空间用于容纳定位测量机构；
支座7连接于导向机构和围筒8之间，具体为焊接，结构简单，牢固可靠。
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图1所示，本发明一种小型化反应堆用多孔矩阵式测量装置，包括吊耳1、筒体2、测量格架3、I类热电偶套管4、II类功率测量探测器套管5、导向柱6、支座7、围筒8、多孔隔板9、I类发热棒束套管10、II类发热棒束套管11；测量格架3外环焊接有筒体2，筒体2上端焊接有吊耳1，吊耳1内部开设导向孔与导向柱6进行装配配合，I类热电偶套管4与测量格架3通过螺纹连接，II类功率测量探测器套管5与测量格架3通过螺纹连接，多孔隔板9外环焊接有围筒8，围筒8上端焊接有支座7，支座7上焊接有导向柱6，I类发热棒束套管10与多孔隔板9通过压紧配合，II类发热棒束套管11与多孔隔板9通过压紧配合，多孔隔板9上开设小孔位置与I类发热棒束套管10、II类发热棒束套管11安装位置一一对应。
其中，I类热电偶套管4与II类功率测量探测器套管5光孔贯穿测量格架3，在测量格架3上端通过外螺帽12固定，在测量格架3下端采用卡套13进行轴向位置约束。II类功率测量探测器套管5端部设有锥形倒角15，锥形倒角15根部焊接有弹簧垫片14。
在I类热电偶套管4内预先装入热电偶，在II类功率测量探测器套管5内预先装入核探测器，将吊耳1导向孔套入导向柱6内，向下移动测量格架3，依靠导向柱6的导向作用，I类热电偶套管4插入I类发热棒束套管10内，II类功率测量探测器套管5通过端部锥形倒角15的引导后插入II类发热棒束套管11内，锥形倒角15根部弹簧垫片14的结构使得在装配过程中II类功率测量探测器套管5壁面不会触碰II类发热棒束套管11内壁面，确保测量装置的可靠性。
与现有技术相比，本方案能够实现小型化反应堆发热棒束出口温度与发热棒束内部核辐射剂量监测，有效解决了发热棒束内部温度与核辐射剂量探测布置难题，有效提高堆芯测量系统的可靠性；热电偶与核辐射探测器预先安装，减小堆容器与发热棒束高度要求，有利于反应堆的小型化设计；容器底部不需要开孔，提高反应堆设计安全性。
综上所述，本发明实施例公开了一种小型化反应堆用一体化多孔矩阵式测量装置，包括吊耳、筒体、测量格架、I类热电偶套管、II类功率测量探测器套管、导向柱、支座、围筒、多孔隔板、I类发热棒束套管、II类发热棒束套管。本发明能够实现小型化反应堆发热棒束出口温度与发热棒束内部功率测量监测，实现测量装置的多孔矩阵式一体化遥操装卸，安装周期短，有效解决了非等长深浅式装配的测量装置布置难题，减小堆容器与发热棒束设计高度要求，有效提高发热棒束测量系统的可靠性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (11)
1.一种小型化反应堆用一体化多孔矩阵式测量装置，其特征在于，包括：测量机构、导向机构和发热棒束机构；
所述测量机构包括测量套管安装件和安装于其的测量套管，所述测量套管用于安装测量元件；所述发热棒束机构包括发热棒束套管安装件和安装于其的发热棒束套管；
所述测量机构能够通过所述导向机构相对于所述发热棒束机构运动，且使得所述测量套管能够插入所述发热棒束套管。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量套管包括：I类热电偶套管(4)和II类功率测量探测器套管(5)，所述II类功率测量探测器套管(5)长度大于所述I类热电偶套管(4)；所述发热棒束套管包括：I类发热棒束套管(10)和II类发热棒束套管(11)，所述I类热电偶套管(4)和所述I类发热棒束套管(10)对位装配，所述II类功率测量探测器套管(5)和所述II类发热棒束套管(11)对位装配。
3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述I类热电偶套管(4)的数量为多个，所述I类发热棒束套管(10)的数量为与所述I类热电偶套管(4)一一对应的多个；
所述II类功率测量探测器套管(5)的数量为多个，所述II类发热棒束套管(11)的数量为与所述II类功率测量探测器套管(5)一一对应的多个。
4.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述II类功率测量探测器套管(5)端部设有锥形倒角(15)，所述锥形倒角(15)根部具有弹簧垫片(14)。
5.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量套管安装件为测量格架(3)，其上开设有用于对位安装所述测量套管的孔；
和/或所述发热棒束套管安装件为多孔隔板(9)，其上开设有用于对位安装所述发热棒束套管的孔。
6.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量套管安装件与所述测量套管通过螺纹连接，和/或所述发热棒束套管与所述发热棒束套管安装件的孔通过压紧配合。
7.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量套管安装件为测量格架(3)，所述测量套管贯穿所述测量格架(3)，在所述测量格架(3)上端通过外螺帽(12)固定，在所述测量格架(3)下端采用卡套(13)进行轴向位置约束。
8.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述导向机构为导向柱(6)，所述测量机构还包括吊耳(1)，所述吊耳(1)开设导向孔与所述导向柱(6)可运动装配。
9.根据权利要求8所述的测量装置，其特征在于，所述测量套管安装件为测量格架(3)，所述测量机构还包括：安装于所述测量格架(3)外环的筒体(2)；
所述筒体(2)连接于所述吊耳(1)和所述测量格架(3)之间。
10.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，还包括设置在所述导向机构和所述发热棒束机构之间的支座(7)。
11.根据权利要求10所述的测量装置，其特征在于，所述发热棒束套管安装件为多孔隔板(9)，所述发热棒束机构还包括：安装于所述多孔隔板(9)外环的围筒(8)；
所述支座(7)连接于所述导向机构和所述围筒(8)之间。
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| CN201811392280.XA CN109473188A (zh) | 2018-11-21 | 2018-11-21 | 一种小型化反应堆用一体化多孔矩阵式测量装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113029388A (zh) * | 2021-02-24 | 2021-06-25 | 中国核动力研究设计院 | 可提高堆芯探测器组件传感器定位精度的定位装置 |
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2018
- 2018-11-21 CN CN201811392280.XA patent/CN109473188A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113029388A (zh) * | 2021-02-24 | 2021-06-25 | 中国核动力研究设计院 | 可提高堆芯探测器组件传感器定位精度的定位装置 |
| CN113029388B (zh) * | 2021-02-24 | 2022-03-25 | 中国核动力研究设计院 | 可提高堆芯探测器组件传感器定位精度的定位装置 |
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