CN113972017B - 电离室通道 - Google Patents
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Abstract
提供一种电离室通道，用于将检测设备固定在堆容器内，包括：外管件，所述外管件固定在所述堆容器内；内管件，所述内管件穿装在所述外管件的内部，用于穿入所述检测设备；以及套管，所述套管设置于所述内管件外部并至少覆盖一部分内管件，所述套管和所述内管件之间的间隙形成冷却流道，所述冷却流道和所述堆容器内的冷却液接触并将所述冷却液引导至内管件外部，用于对所述内管件及所述内管件内部的所述检测设备进行降温。
Description
技术领域
本公开涉及反应堆技术领域，尤其一种电离室通道。
背景技术
在反应堆停堆(包括换料停堆)时，需通过检测设备(如中子探测器)对反应堆停堆次临界状态和启堆时中子注量率及功率倍增周期进行监测。为了尽量提升检测设备及其相关组件在堆内的稳定性和可靠性，应配置相应的电离室通道。其中，电离室通道应具备能对检测设备进行降温以满足检测设备在使用过程中的温度要求，并在此基础上尽量实现结构紧凑的设计要求。
发明内容
提供一种电离室通道，用于将检测设备固定在堆容器内，包括：外管件，所述外管件固定在所述堆容器内；内管件，所述内管件穿装在所述外管件的内部，用于穿入所述检测设备；以及套管，所述套管设置于所述内管件外部并至少覆盖一部分内管件，所述套管和所述内管件之间的间隙形成冷却流道，所述冷却流道和所述堆容器内的冷却液接触并将所述冷却液引导至内管件外部，用于对所述内管件及所述内管件内部的所述检测设备进行降温。
附图说明
通过下文中参照附图对本公开所作的描述，本公开的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本公开有全面的理解。
图1是根据本公开实施例的电离室通道的结构示意图；
图2是图1中所示的示例性实施例中Ⅰ部分的局部放大图，其中示意性示出了内管件、外管件和屏蔽层；
图3是图1中所示的示例性实施例中Ⅱ部分的局部放大图，其中示意性示出了外管件、内管件、冷却流道和支承组件；
图4是图1中所示的示例性实施例中Ⅲ部分的局部放大图，其中示意性示出了外管件、内管件、套管、冷却流道和测温设备；
图5是图1中所示的示例性实施例中Ⅳ的局部放大图，其中示意性示出了外管件、内管件、套管、入液口和入钠口；
图6是图1中所示电离室通道的俯视视角，其中示意性示出了外管件、内管件、接口和吊环的结构示意图；
图7是图1中所示的部分A-A径向方向的局部剖视图，其中示意性示出了内管件、导向槽、测温设备和石墨的结构示意图；
图8是图1中所示的部分B-B径向方向的局部剖视图，其中示意性示出了内管件、套管和第二支承件的结构示意图；
图9是图1中所示的部分C-C径向方向的局部剖视图，其中示意性示出了内管件、套管和限位块的结构示意图。
需要注意的是，为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，结构或区域的尺寸可能被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本领域普通技术人员所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
在本文中，除非另有特别说明，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等方向性术语用于表示基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开，而不是指示或暗示所指的装置、元件或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作。需要理解的是，当被描述对象的绝对位置改变后，则它们表示的相对位置关系也可能相应地改变。因此，这些方向性术语不能理解为对本公开的限制。
本公开的实施例提供一种电离室通道，用于将检测设备固定在堆容器内，电离室通道包括用于和堆容器固定的外管件1，用于穿入检测设备并穿装在外管件1内部的内管件2，以及设置于所述内管件2外部并至少覆盖一部分内管件2的套管3。在所述套管3和内管件2之间的间隙内形成有冷却流道4，冷却流道4和所述堆容器内的冷却液接触并将所述冷却液引导至内管件2外部，用于对所述内管件2及所述内管件2内部的所述检测设备进行降温。
图1是根据本公开实施例的电离室通道的结构示意图。图2是图1中所示的示例性实施例中Ⅰ部分的局部放大图，其中示意性示出了内管件、外管件和屏蔽层。图3是图1中所示的示例性实施例中Ⅱ部分的局部放大图，其中示意性示出了外管件、内管件、冷却流道和支承组件。图4是图1中所示的示例性实施例中Ⅲ部分的局部放大图，其中示意性示出了外管件、内管件、套管、冷却流道和测温设备。图5是图1中所示的示例性实施例中Ⅳ的局部放大图，其中示意性示出了外管件、内管件、套管、入液口和入钠口。图6是图1中所示电离室通道的俯视视角，其中示意性示出了外管件、内管件、接口和吊环的结构示意图。图7是图1中所示的部分A-A径向方向的局部剖视图，其中示意性示出了内管件、导向槽、测温设备和石墨的结构示意图。图8是图1中所示的部分B-B径向方向的局部剖视图，其中示意性示出了内管件、套管和第二支承件的结构示意图。图9是图1中所示的部分C-C径向方向的局部剖视图，其中示意性示出了内管件、套管和限位块的结构示意图。
需要说明的是，在本文中，为了描述方便，建立平面坐标系。参照图1，以图1中的上、下、左和右对本公开实施例进行描述。
根据本公开的实施例如图1和图4所示，电离室通道包括用于和堆容器固定的外管件1，用于穿入检测设备并穿装在外管件1内部的内管件2，以及设置于所述内管件2外部并至少覆盖一部分内管件2的套管3。在所述套管3和内管件2之间的间隙内形成有冷却流道4，冷却流道4和所述堆容器内的冷却液接触并将所述冷却液引导至内管件2外部，用于对所述内管件2及所述内管件2内部的所述检测设备进行降温。
根据本公开的实施例，如图1所示，电离室通道还包括在内管件2和外管件1的间隙内设置的屏蔽层5。
根据本公开的实施例，如图1和图2所示，屏蔽层5包括生物屏蔽层52和热屏蔽层51，其中，热屏蔽层51和生物屏蔽层52层叠设置，生物屏蔽层52位于热屏蔽层51的上方。应该理解，本公开的实施例不局限于此。
例如，热屏蔽层51也可设置于生物屏蔽层52上方，或者生物屏蔽层52和热屏蔽层51均采用多层交替设置的结构。
根据本公开的实施例，生物屏蔽层52包括多层石墨521和钢制隔板522，其中，多层钢制隔板522平行间隔设置，在每层钢隔板的上方填充有石墨521。生物屏蔽层52的作用在于为电离室通道和反应堆大厅的常规工作环境形成生物屏蔽，生物屏蔽表征通常设计最外层屏蔽时应将辐射减到人类允许剂量水平以下。
根据本公开的实施例，热屏蔽层51包括矿渣棉511，热屏蔽层51的作用在于对和反应堆大厅的常规工作环境形成热屏蔽，热屏蔽表征为反应堆大厅可触摸的电离室通道部分的温度不超过50℃。应该理解，本公开的实施例不局限于此。
例如，上述生物屏蔽层52和热屏蔽层51所采用的结构，所填充的材料可采用任何满足其设计目的的结构和材料中的任意一种。
根据本公开的实施例，如图4所示，外管件1的管壁上制有导气孔，用于将所述冷却流道4和所述外管件1外部的压力保持平衡。
详细的，上述导气孔不设置在屏蔽层5所覆盖的区域，其中导气孔采用圆形通孔。应该理解，本公开的实施例不局限于此。
导气孔的位置，数量和/或形状均可依据实际工作环境进行相应的设置。例如，导气孔可采用圆形、椭圆形、多边形以及其他不规则形状中的任意一种。
根据本公开的实施例，如图7所示，所述内管件2的内壁沿所述内管件2的轴向方向设置有导向槽21。其中，导向槽21的作用在于对内管件2内穿入的检测设备进行有序导向，可较为有效的防止检测设备堵塞或者没有设置在应该检测的位置。
详细的，上述导向槽21为在内管件2内壁上设置的盲槽，盲槽数量和位置可依据实际工作情况进行设置。
详细的，盲槽两个一组，同组内的两个对称设置。应该理解，本公开的实施例不局限于此。
例如，也可采用其他导向结构，比如滑道、滑块；嵌槽、嵌块；和/或其他有利于检测设备沿内管件2的轴向方向穿入，以及有利于检测设备进行导向或定位的结构。
根据本公开的实施例，电离室通道和内部的检测设备形成包容边界。其中，包容边界表征为形成隔离结构，以使电离室通道和检测设备之间互不影响。
根据本公开的一个实施例，内管件2的数量为一个。
详细的，内管件2可和外管件1同心设置。应该理解，本公开的实施例不局限于此。
例如，内管件2也可和外管件1偏心设置，倾斜设置和/或其他不影响检测设备的检测精度及稳定性的任意一种配合方式。
根据本公开的另一个实施例，如图7所示，内管件2的数量为多个。其中，多个表征两个及两个以上。多个所述内管件2相互平行并沿圆周方向均匀间隔设置，多个所述内管件2的中心位于同一个圆上。这样的设计有利于内管件2的结构紧凑，也有利于内管件2内部穿入的检测设备提升检测的精准度和稳定性。
详细的，内管件2的数量为四个。应该理解，本公开的实施例不局限于此。
例如，内管件2的数量可为其他数量。并且，内管件2的相对位置也可在不影响检测设备的检测精度的前提下偏心设置，或采用其他相对位置和固定方式。
根据本公开的实施例，如图3、图6和图8所示，电离室通道还包括支承组件6，所述支承组件6和所述内管件2装配，用于将所述内管件2的相对位置固定。这样的设计目的有利于将内管件2和外管件1的相对位置进行固定，当发生地震或其他较为剧烈的振动情况时，可较为有效的提升结构的稳定性，不易发生错位或刚性破坏。
根据本公开的实施例，上述支承组件6包括但不限于，第一支承件61和第二支承件62。
根据本公开的实施例，如图6所示，在内管件2的至少一侧轴向端部，且位于内管件2外部设置有第一支承件61。如图8所示，在内管件2外部，且沿内管件2的轴向设置有与第一支承件61间隔设置的第二支承件62。
详细的，第一支承件61采用一个接口621将每个内管件2均一体固定。进一步的，接口621上制有与内管件2的数量、形状和尺寸适配的通孔，并将每个内管件2一体焊接在相应的通孔内。更进一步的，接口621的外沿形成正方形。这样的设计有利于提升内管件2之间的紧凑性。应该理解，本公开的实施例不局限于此。
详细的，在第一支承件61内安装有吊环622，用于将第一支承件61、内管件2进行整体吊装。
例如，接口621在满足将内管件2进行固定的设计目的的基础上，接口621的形状可采用圆形、椭圆形、三角形、矩形、其他多边形或不规则形状的至少一种。
例如，第一支承件61也可采用非板式结构，比如采用管件焊接的笼形结构或采用桁架搭建的框架结构，以及其他能将内管件2进行固定并将内管件2连同第一支承件61一并放入外管件1内的任意结构。
详细的，第二支承件62采用一个固定板将每个内管件2进行限位，并且将内管件2和外管件1的内壁建立固定关系。进一步的，固定板的安装位置以不遮挡冷却流道4和不影响电离室通道的使用为宜。
详细的，第二支承件62可将每个内管件2的外壁和外管件1的内壁一体固定，也可以采用间接方式将每个内管件2和外管件1的相对位置进行限制。例如，第二支承件62和套管3的外壁一体焊接，进而实现套管3和外管件1的固定，但由于套管3和内管件2的相对位置固定，因此可视为第二支承件62将内管件2和外管件1的相对位置进行了限制。应该理解，本公开的实施例不局限于此。
例如，第二支承件62也可采用非板式结构，比如采用管件焊接的笼形结构或采用桁架搭建的框架结构，以及其他能将内管件2进行固定并将内管件2连同第二支承件62一并放入外管件1内的任意结构。
根据本公开的实施例，如图9所示，套管3和内管件2同轴设置，在所述套管3的管壁内表面和所述内管件2的管壁外表面之间沿圆周方向设置有多个限位块。
详细的，每个限位块的两端分别顶压在套管3内表面和内管件2的外表面上，并对内管件2施加面向圆心的压力。应该理解，本公开的实施例不局限于此。
例如，限位块可采用固定安装的方式，如焊接、铆接、一体铸造或其他方式。也可采用其他可拆卸的安装方式，比如，螺纹配合，活动嵌合或其他方式。
根据本公开的实施例，冷却流道4包括进液孔42和出液孔41。其中，进液孔42浸没在所述冷却液的液面以下，用于将所述冷却液导入冷却流道4；出液孔41用于将所述冷却液导出冷却流道4。
根据本公开的实施例，进液孔42设置于所述套管3和冷却液接触的轴向第一端。
根据本公开的实施例，出液孔41设置于所述套管3远离冷却液的轴向第二端的管壁上。
详细的，如图5所示，在外管件的下端部形成有一个入钠口8，上述入钠口8浸没在冷却液的液面以下，其中冷却液采用钠液。进一步的，入钠口8和套管3底部设置的进液孔42导通。
详细的，出液孔41包括在套管3的管壁上设置有溢流孔，用于钠液流出，其中，溢流孔位于入钠口的下游位置。上述下游位置表征钠液的流向，钠液先经过的部分为上游位置，后经过的部分为下游位置。应该理解，本公开的实施例不局限于此。
例如，进液孔42也可采用在套管3浸没在钠液以下的部分设置的通孔，或对钠液进行主动抽取的管路等。
例如，出液孔41也可采用其他主动排出用的通孔或对钠液主动外排的管路等。
根据本公开的实施例，在进液孔42位置和/或出液孔41位置设置有测温设备7。这样的设计是为了检测冷却液进出冷却流道4时的温度，以较为详细的了解冷却液对内管件2的换热效果。尽量保证电离室通道的工作温度小于400℃。
详细的，测温设备7包括但不限于热电偶，热电偶布置在进液孔42和出液孔41附近的区域，对冷却液的温度进行直接测量。
详细的，热电偶的数量为四个，其中两个布置在进液孔42附近区域，另外两个布置在出液孔41附近区域。应该理解，本公开的实施例不局限于此。
例如，测温设备7可采用间接测量的方式，或通过获取某种参数后基于某种算法计算得到计算数据。
例如，测温设备7可采用其他测温元件，并且测温元件的数量和位置可根据实际工作情况以及测温元件的特点进行调整。
根据本公开实施例的所述电离室通道具有以下技术效果中的至少一个方面：
1、电离室通道体积较小，结构较为紧凑。
2、冷却流道4能将电离室通道的工作环境降低至400℃以下。
3、电离室通道的内管件2、外管件1和套管3之间形成支承关系，有利于提高抗震效果。
4、电离室通道和反应堆大厅形成生物屏蔽，尽量提升堆容器贯穿件的辐射保护。
5、电离室通道和反应堆大厅形成热屏蔽，使得反应堆大厅中可触摸部分的温度不超过50℃。
虽然根据本公开总体技术构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本公开总体技术构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本公开的范围以权利要求和它们的等同物限定。
Claims (10)
1.一种电离室通道，用于将检测设备固定在堆容器内，其特征在于，包括：
外管件，所述外管件固定在所述堆容器内；
内管件，所述内管件穿装在所述外管件的内部，用于穿入所述检测设备；以及
套管，所述套管设置于所述内管件外部并至少覆盖一部分内管件，
其中，所述套管和所述内管件之间的间隙形成冷却流道，所述冷却流道和所述堆容器内的冷却液接触并将所述冷却液引导至内管件外部，用于对所述内管件及所述内管件内部的所述检测设备进行降温；
还包括屏蔽层，所述屏蔽层设置于所述外管件和所述内管件之间的间隙内；
所述屏蔽层包括：
生物屏蔽层；以及
热屏蔽层，所述热屏蔽层和所述生物屏蔽层层叠设置；
所述内管件的数量为多个，多个所述内管件相互平行并沿圆周方向均匀间隔设置，多个所述内管件的中心位于同一个圆上。
2.根据权利要求1所述的电离室通道，其特征在于，所述外管件的管壁上制有导气孔，用于使所述冷却流道和所述外管件外部保持压力平衡。
3.根据权利要求1所述的电离室通道，其特征在于，所述内管件的内壁沿所述内管件的轴向方向设置有导向槽。
4.根据权利要求1所述的电离室通道，其特征在于，还包括支承组件，所述支承组件和所述内管件装配，用于将所述内管件的相对位置固定。
5.根据权利要求4所述的电离室通道，其特征在于，所述支承组件包括：
第一支承件，设置于所述内管件的至少一侧轴向端部，且位于内管件外部；以及
第二支承件，位于内管件外部，且沿所述内管件的轴向与所述第一支承件间隔设置。
6.根据权利要求1所述的电离室通道，其特征在于，所述套管和所述内管件同轴设置，在所述套管的管壁内表面和所述内管件的管壁外表面之间沿圆周方向设置有多个限位块。
7.根据权利要求1所述的电离室通道，其特征在于，所述冷却流道包括：
进液孔，所述进液孔浸没在所述冷却液的液面以下，用于将所述冷却液导入冷却流道；
以及出液孔，用于将所述冷却液导出冷却流道。
8.根据权利要求7所述的电离室通道，其特征在于，在所述进液孔位置和/或出液孔位置设置有测温设备。
9.根据权利要求7所述的电离室通道，其特征在于，所述进液孔设置于所述套管和冷却液接触的轴向第一端。
10.根据权利要求7所述的电离室通道，其特征在于，所述出液孔设置于所述套管远离冷却液的轴向第二端的管壁上。
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