CN109903864B - 一种堆腔区域温度测量装置、堆腔区域温度测量方法 - Google Patents

Abstract

一种堆腔区域温度测量装置、堆腔区域温度测量方法，属于测量技术领域。装置用于具有带压力容器外水冷流道的金属反射性保温系统且模块化施工的钢板壁面的堆腔区域；装置包括磁吸式温度元件本体、铠装式电缆、一体式安装附件；所述铠装式电缆自所述磁吸式温度元件本体尾端穿过所述一体式安装附件，并伸出其接线端；所述一体式安装附件用于将堆腔区域温度测量装置安装于接线盒上，使得堆腔区域温度测量装置经接线盒与通信设备通信连接。方法采用上述装置对可达测点或不可达测点进行温度检测。本发明不需要拆除和恢复金属反射性保温系统的蒸汽排放组件，不需要使用额外材料，安装、调整、拆装简便，减少拆除工作人员的辐射剂量率。

Description

一种堆腔区域温度测量装置、堆腔区域温度测量方法

技术领域

本发明属于测量技术领域，具体涉及一种堆腔区域温度测量装置、堆腔区域温度测量方法，使用具备堆腔注水进行压力容器外水冷，实现堆内熔融物滞留功能的金属保温系统中，压力容器区域（包括支撑件区域和环腔）的温度测量试验领域，是实际工程中对特定构筑物区域温度的测量新方法。

背景技术

国内建设的全球首批AP1000压水堆核电厂的压力容器严重事故缓解策略采用压力容器滞留（IVR）技术，压力容器通过预埋在混凝土中的支撑件布置在反应堆堆腔区域，堆腔区域采用模块化施工，壁面为金属钢板；压力容器金属反射型保温系统同时具备正常运行时引导空气冷却堆腔区域的换气和具备在严重事故下为压力容器外水冷实现IVR的水和蒸汽流道。在核电厂正常运行时压力容器温度达300℃，金属反射型保温系统用于隔离压力容器高温外表面发射出来的热量，使反应堆堆腔混凝土/的温度保持在限值以下。在压力容器温度升高至电厂正常运行温度和核功率达到100%热功率时，需要监测验证堆腔区域的温度满足对混凝土温度的规范限值要求：平均温度不应超过65.6℃，局部最高温度不应超过93.3℃。

由于反应堆堆腔区域布置的反应堆本体、反应堆冷却剂系统的热管道等平均温度300℃，在核电厂正常运行时高温使堆腔区域不可达。同时在反应堆满功率运行时，反应堆堆腔区域的最大设计辐射剂量率＞5.0Gy/h，为高辐射区，职业人员不可进入。在反应堆停堆24小时后，反应堆堆腔区域的最大设计辐射剂量率≤0.01Sv/h，为高放射性源区域，职业人员有限制进入。

根据公开资料，当前百万千瓦级不同压水堆核电机型的堆芯熔化严重事故的缓解策略不同：CPR1000原设计上不能处置压力容器熔穿风险，改进型将外挂式保温改为金属保温层，具备堆腔注水功能以实现压力容器内滞留；EPR采用压力容器外熔融物滞留（EVR）技术，主要由堆坑保护层、排放渠运输系统、扩展区组件包，堆芯熔融物捕集器，对熔融物在展开区进行持续冷却；VVER使用堆芯捕集器，包括压力容器外包容装置、用非能动供水冷却堆芯熔融物包容体金属表面，以及用“牺牲性”材料改善熔融物特性和降低热流密度等技术；CAP1400将采用IVR技术。

因此，全球首批AP1000压水堆核电厂的堆腔区域是首个在施工上采用具备压力容器外水冷实现IVR的水和蒸汽流道的工程实体，对于核电厂正常功率运行期间堆腔区域温度满足限值的监测和验证为全球首例。

本发明就是为了解决AP1000第三代先进压水堆中，使用具备冷却通风流道和堆腔水淹没冷却压力容器外表面流道金属反射型保温系统的堆腔区域温度测量。

发明专利申请CN107315028A公开了金属反射型保温块导热性能的测量控制系统及测量方法，该发明解决了具有压力容器外水冷实现IVR的水和蒸汽流道的金属保温系统的堆腔区域温度检测问题，并未涉及堆腔内可达测点和不可达测点的检测。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种安装、调整、拆卸简便，用于监测不同测点的堆腔区域温度测量装置、堆腔区域温度测量方法。

本发明是通过以下技术方案得以实现的：

本发明提供一种堆腔区域温度测量装置，用于具有带压力容器外水冷流道的金属反射性保温系统且模块化施工的钢板壁面的堆腔区域；装置包括磁吸式温度元件本体 、铠装式电缆、一体式安装附件；所述铠装式电缆自所述磁吸式温度元件本体尾端穿过所述一体式安装附件，并伸出其接线端；所述一体式安装附件用于将堆腔区域温度测量装置安装于接线盒上，使得堆腔区域温度测量装置经接线盒与通信设备通信连接。

作为优选，所述一体式安装附件包括一体式安装件、锁紧螺母、卡套螺栓；所述一体式安装件能伸入接线盒内，所述锁紧螺母与所述一体式安装件的一螺纹端相配合，锁定在接线盒外端壁上，所述卡套螺栓与所述一体式安装件的另一端相配合，锁定在接线盒内

作为优选，所述一体式安装件于其螺纹端和另一端之间设有圆台；所述锁紧螺母与一体式安装件的螺纹端配合后，所述锁紧螺母与所述圆台之间留有锁定接线盒外端壁的锁定空间。

作为优选，所述一体式安装附件还包括绝缘保护帽，设于接线端与一体式安装件之间。

作为优选，所述磁吸式温度元件本体为带有辅助杆的磁吸式温度元件本体；所述辅助杆有两个，分设于所述磁吸式温度元件本体两侧。

作为优选，所述磁吸式温度元件本体采用凸台结构，凸台的凸起部分设有通孔，凸台的平台部用于连接铠装式电缆，所述通孔用于辅助拆除磁吸式温度元件本体。

一种堆腔区域温度测量方法，采用上述堆腔区域温度测量装置对不可达测点进行温度测量；方法包括：

拆除压力容器支撑件通风薄盖板；

将堆腔区域温度测量装置穿过压力容置支撑件的通风孔道，利用辅助杆将磁吸式温度元件本体安装在不可达测点进行温度测量；

测量完毕后，利用辅助杆拆除堆腔区域温度测量装置。

作为优选，所述不可达测点为堆腔区域的环腔测点。

一种堆腔区域温度测量方法，采用上述堆腔区域温度测量装置对可达测点进行温度测量实现；方法包括:采用螺栓刀将螺栓穿过凸台的通孔以将磁吸式温度元件本体安装在可达测点进行温度测量；测量完毕后，利用螺栓刀拆除堆腔区域温度测量装置。

本发明具有以下有益效果：

本发明一种堆腔区域温度测量装置、堆腔区域温度测量方法，用于模块化施工的钢板壁面和带压力容器外注水-蒸发冷却压力容器外表面的金属反射保温系统的堆腔区域。该方法具有如下有益效果：

1.便利于现场工程实际情况，调整温度元件安装位置用于监测不同的测点。

2.耐高温耐辐射耐弯曲

3.不需要拆除和恢复金属反射型保温系统的蒸汽排放组件。

4.不需要使用额外材料，最大限度减少试验完成后产生的放射性废物。

5.安装、调整和拆卸简便，减少拆除工作人员的辐射剂量率。

6.减少安装和拆除辅助工具的使用，避免由于操作失误产生工器具掉落风险。

附图说明

图1为压力容器金属反射型保温系统示意图；

图2为现有温度元件安装方案一、二所需拆除/恢复部件的结构示意图；

图3为本发明一种堆腔区域温度测量装置一实施方式下的结构示意图；

图4为将图3堆腔区域温度测量装置设置于环腔测点的结构示意图；

图5为本发明一种堆腔区域温度测量装置另一实施方式下的结构示意图；

图6为将图5堆腔区域温度测量装置设置于可达测点的结构示意图；

图7为采用图3堆腔区域温度测量装置安装于堆腔环腔测点的具体示例图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

在AP1000第三代先进压水堆堆腔区域温度测量中，关键是在压力容器堆腔区域的金属钢板面上及堆腔区域环腔内的测点安装温度元件并将测量数据传输到数据记录仪。关键点的重要考虑为环腔的测点，包括两个方面：第一要保证在仪表安装、拆除后，金属反射型保温系统送风冷却环腔、中子屏蔽组件和堆腔淹没水冷却压力容器外表面流道的功能完整和动作验证正常；第二要考虑核电厂功率运行后区域、部件和材料辐射性对作业的影响，减少施工作业时间和作业流程，降低受辐照时间和在环腔和冷却水流道掉入异物的影响。

图1示出了压力容器金属反射型保温系统的结构示意图。系统包括压力容器支座1、排气组件2、辐射屏蔽组件3、金属保温层4、反应堆压力容器5、CA04模块6、堆腔区域顶面7、堆腔区域环腔8、淹没冷却水通道9、堆腔区域地面10。

通常的做法有三种方案：

1） 在金属壁面上焊接温度元件固定支架，将温度元件安装在固定支架上；

2） 通过粘贴胶，将温度元件粘贴在金属壁面上；

3） 通过吸铁石和固定附件，将温度元件吸附在金属壁面上。

其中对于环腔，参见图2，保温方案1）和方案2）需要拆除/回装金属保温系统的组件。所述金属保温系统的组件包括排汽组件2、环腔封闭法兰面和辐射屏蔽组件3，以满足人员作业的空间。温度元件安装在图2所示的环腔测点所在区域11，需拆除/回装的部件13位于堆腔区域环廊12附近。对于方案3），由于使用温度元件、吸铁石和固定附件的绑扎，长时间使用在环腔内引入异物的风险很高。同时，以上三个方案所试验完成后形成的放射性废物较多。

为此，本发明提出一种拆装、调整简便的堆腔区域温度测量装置，该装置无需同方案一、二需要拆除/回装金属保温系统的组件，也无需同方案三需要增加额外材料，最大限度减少试验完成后产生的发射性废物。

本发明一种堆腔区域温度测量装置，用于具有带压力容器外水冷流道的金属反射性保温系统且模块化施工的钢板壁面的堆腔区域。如图3、5，装置包括磁吸式温度元件本体40 、铠装式电缆50、一体式安装附件。所述铠装式电缆50自所述磁吸式温度元件本体1尾端穿过所述一体式安装附件，并伸出其接线端51。其中，所述磁吸式温度元件本体为磁吸式RTD温度元件。所述一体式安装附件用于将堆腔区域温度测量装置安装于接线盒上，使得堆腔区域温度测量装置经接线盒与通信设备通信连接。这样，温度检测数据可通过通信设备上传给后端检测系统。

具体地，所述一体式安装附件包括一体式安装件70、锁紧螺母80、卡套螺栓60。所述一体式安装件70能伸入接线盒内，所述锁紧螺母80与所述一体式安装件70的一螺纹端相配合，锁定在接线盒外端壁上，所述卡套螺栓60与所述一体式安装件的另一端相配合，锁定在接线盒内。所述一体式安装件70于其螺纹端和另一端之间设有圆台100。所述锁紧螺母80与一体式安装件70的螺纹端配合后，所述锁紧螺母80与所述圆台100之间留有锁定接线盒外端壁的锁定空间102。所述一体式安装附件还包括绝缘保护帽90，设于接线端51与一体式安装件70之间。

图3示出了一实施方式下的堆腔区域温度测量装置，所述磁吸式温度元件本体为带有辅助杆的磁吸式温度元件本体。所述辅助杆101有两个，分设于所述磁吸式温度元件本体40两侧。所述辅助杆101可通过焊接方式固定在所述磁吸式温度元件本体40两侧。将堆腔区域温度测量装置设于不可达测点进行检测，如环腔测点，利用辅助杆进行安装和拆装（参照图4）。以图7为例，不可达区域通过压力容器支撑件自身设置的通风孔道，在拆除支撑件通风薄盖（为螺栓固定）后直接将RTD穿过通风孔道并利用安装杆进行安装和拆除。具体地，采用该堆腔区域温度测量装置的堆腔区域温度测量方法，包括：

步骤一、拆除压力容器支撑件通风薄盖板14。

步骤二、将堆腔区域温度测量装置穿过压力容置支撑件的通风孔道15，利用辅助杆将磁吸式温度元件本体安装在不可达测点进行温度测量。RTD电缆穿过通风孔道15，磁吸式温度元件本体利用辅助杆101安装在环腔测量点。

步骤三、测量完毕后，利用辅助杆拆除堆腔区域温度测量装置。

图5示出了另一实施方式下的堆腔区域温度测量装置，所述磁吸式温度元件本体1采用凸台结构，凸台的凸起部分20设有通孔21，凸台的平台部30用于连接铠装式电缆50。采用上述堆腔区域温度测量装置的堆腔区域温度测量方法，用于可达测点的测量，方法包括:采用螺栓刀将螺栓穿过凸台的通孔以将磁吸式温度元件本体安装在可达测点进行温度测量；测量完毕后，利用螺栓刀拆除堆腔区域温度测量装置。此外，也可采用螺栓刀以外的其他常规工具服装安装和拆除。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (8)

1.一种堆腔区域温度测量装置，其特征在于，用于具有带压力容器外水冷流道的金属反射性保温系统且模块化施工的钢板壁面的堆腔区域；装置包括磁吸式温度元件本体 、铠装式电缆、一体式安装附件；所述铠装式电缆自所述磁吸式温度元件本体尾端穿过所述一体式安装附件，并伸出其接线端；所述一体式安装附件用于将堆腔区域温度测量装置安装于接线盒上，使得堆腔区域温度测量装置经接线盒与通信设备通信连接；所述一体式安装附件包括一体式安装件、锁紧螺母、卡套螺栓；所述一体式安装件能伸入接线盒内，所述锁紧螺母与所述一体式安装件的一螺纹端相配合，锁定在接线盒外端壁上，所述卡套螺栓与所述一体式安装件的另一端相配合，锁定在接线盒内；所述一体式安装件于其螺纹端和另一端之间设有圆台；所述锁紧螺母与一体式安装件的螺纹端配合后，所述锁紧螺母与所述圆台之间留有锁定接线盒外端壁的锁定空间。

2.根据权利要求1所述的一种堆腔区域温度测量装置，其特征在于，所述磁吸式温度元件本体为磁吸式RTD温度元件。

3.根据权利要求1所述的一种堆腔区域温度测量装置，其特征在于，所述一体式安装附件还包括绝缘保护帽，设于接线端与一体式安装件之间。

4.根据权利要求1所述的一种堆腔区域温度测量装置，其特征在于，所述磁吸式温度元件本体为带有辅助杆的磁吸式温度元件本体；所述辅助杆有两个，分设于所述磁吸式温度元件本体两侧。

5.根据权利要求1所述的一种堆腔区域温度测量装置，其特征在于，所述磁吸式温度元件本体采用凸台结构，凸台的凸起部分设有通孔，凸台的平台部用于连接铠装式电缆；所述通孔用于辅助拆除磁吸式温度元件本体。

6.一种堆腔区域温度测量方法，其特征在于，采用上述权利要求4所述的堆腔区域温度测量装置对不可达测点进行温度测量；方法包括：

拆除压力容器支撑件通风薄盖板；

将堆腔区域温度测量装置穿过压力容置支撑件的通风孔道，利用辅助杆将磁吸式温度元件本体安装在不可达测点进行温度测量；

测量完毕后，利用辅助杆拆除堆腔区域温度测量装置。

7.根据权利要求6所述的一种堆腔区域温度测量方法，其特征在于，所述不可达测点为堆腔区域的环腔测点。

8.一种堆腔区域温度测量方法，其特征在于，采用上述权利要求5所述的堆腔区域温度测量装置对可达测点进行温度测量实现；方法包括:采用螺栓刀将螺栓穿过凸台的通孔以将磁吸式温度元件本体安装在可达测点进行温度测量；测量完毕后，利用螺栓刀拆除堆腔区域温度测量装置。

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