CN114446500B - 一种高温裂变室 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种高温裂变室，包括探头、悬挂装置、绝缘装置、屏蔽件和铠装电缆，悬挂装置具有电缆通道，所述探头设置在所述悬挂装置的一端，所述绝缘装置包括多个第一绝缘支撑件，所述第一绝缘支撑件设置在所述电缆通道中且沿所述电缆通道的延伸方向间隔设置。所述屏蔽件设置在所述电缆通道中且位于所述电缆通道远离所述探头的一端。铠装电缆设置在所述电缆通道中，所述铠装电缆的一端与所述探头电性连接，所述铠装电缆的另一端穿过所述第一绝缘支撑件及所述屏蔽件，并伸出至所述悬挂装置的外部。本申请实施例的高温裂变室能保障探测结果有效输出。
Description
技术领域
本发明涉及反应堆堆内探测器技术领域，特别涉及一种高温裂变室。
背景技术
目前，高温裂变室作为堆内探测器的一种，用于监测堆内燃料组件燃耗及中子注量率等情况，从而控制调节棒在堆内的插入深度。高温裂变室穿过长约十几米的U型堆内孔道垂直向下放入反应堆内，并处于高温、强辐射环境中。高温裂变室悬挂装置最底端安装有探头，探头中心与堆芯中平面平齐，探头通过连接探头的铠装电缆垂直向上将电流脉冲信号送入堆外的二次仪表中显示并处理。
然而，由于铠装电缆最外层具有金属材料，在堆内的极端环境下，铠装电缆与悬挂装置或其他结构接触易影响铠装电缆的传输性能，从而无法保障堆内高温裂变室探测结果的有效输出。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例的主要目的在于提供一种能保障探测结果有效输出的高温裂变室。
为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：
本申请实施例提供了一种高温裂变室，包括：
探头；
具有电缆通道的悬挂装置，所述探头设置在所述悬挂装置的一端；
绝缘装置，所述绝缘装置包括多个第一绝缘支撑件，所述第一绝缘支撑件设置在所述电缆通道中且沿所述电缆通道的延伸方向间隔设置；
屏蔽件，所述屏蔽件设置在所述电缆通道中且位于所述电缆通道远离所述探头的一端；
设置在所述电缆通道中的铠装电缆，所述铠装电缆的一端与所述探头电性连接，所述铠装电缆的另一端穿过所述第一绝缘支撑件及所述屏蔽件，并伸出至所述悬挂装置的外部。
一种实施方式中，所述绝缘装置还包括绝缘件，所述绝缘件设置在所述屏蔽件与所述铠装电缆之间。
一种实施方式中，所述电缆通道包括第一通道以及位于所述第一通道及所述探头之间的第二通道，所述屏蔽件设置在所述第一通道中，所述第一绝缘支撑件设置在所述第二通道中。
一种实施方式中，所述绝缘装置还包括绝缘布，所述绝缘布裹覆在所述铠装电缆位于所述第一通道中的外表面。
一种实施方式中，所述第一绝缘支撑件为具有第三通道的第一陶瓷模块，所述铠装电缆穿过所述第三通道。
一种实施方式中，所述悬挂装置包括具有所述第一通道的第一外壳组件、具有所述第二通道的第二外壳组件和具有第四通道的变径法兰，所述第一通道的截面尺寸大于所述第二通道的截面尺寸，所述第一外壳组件和所述第二外壳组件之间通过所述变径法兰连接，所述第四通道与所述第一通道及所述第二通道连通。
一种实施方式中，所述第一外壳组件包括多个第一法兰和多个第一外壳，相邻的两个所述第一外壳之间分别通过所述第一法兰连接，所述第二外壳组件包括多个第二法兰和多个第二外壳，相邻的两个所述第二外壳之间分别通过所述第二法兰连接。
一种实施方式中，所述绝缘装置还包括多个具有第五通道的第二绝缘支撑件，所述第一法兰及所述第二法兰上均设置有所述第二绝缘支撑件，所述铠装电缆穿过所述第五通道。
一种实施方式中，所述第二绝缘支撑件包括夹具和设置在所述夹具上的第二陶瓷模块，所述第二陶瓷模块具有所述第五通道，所述夹具设置在所述法兰上。
一种实施方式中，所述屏蔽件包括伽玛屏蔽件及中子屏蔽件，所述伽玛屏蔽件位于所述中子屏蔽件远离所述探头的一侧；和/或，
所述高温裂变室还包括设置在所述电缆通道中的保温件，所述保温件位于所述屏蔽件远离所述探头的一侧。
一种实施方式中，所述保温件为保温棉，和/或，所述伽玛屏蔽件为钢棒，和/或，所述中子屏蔽件为石墨。
本申请实施例提供了一种高温裂变室，包括探头、悬挂装置、绝缘装置、屏蔽件及铠装电缆。其中，第一绝缘支撑件设置在电缆通道中且沿电缆通道的延伸方向间隔设置，铠装电缆的一端与探头电性连接，铠装电缆的另一端穿过第一绝缘支撑件及屏蔽件，并伸出至悬挂装置的外部。也就是说，第一绝缘支撑件不仅可以在电缆通道中对铠装电缆形成支撑，以使得铠装电缆能够在运输、吊装过程中以及高温、强辐射等环境下长期保持可靠和稳定，还可以防止铠装电缆直接与悬挂装置接触而影响绝缘性。由此，可以保证铠装电缆的电流脉冲信号的稳定，提高铠装电缆的传输性能，进而能够保障高温裂变室的探测结果的有效输出。
附图说明
图1为本申请实施例的一种高温裂变室的结构示意图。
附图标记说明
堆内10；堆外20；高温裂变室30；探头31；悬挂装置32；第一外壳组件321；第一法兰3211；第一外壳3212；第二外壳组件322；第二法兰3221；第二外壳3222；变径法兰323；电缆通道32a；第一通道32aa；第二通道32ab；绝缘装置33；第一绝缘支撑件331；绝缘布332；屏蔽件34；伽玛屏蔽件341；中子屏蔽件342；铠装电缆35；保温件36。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。
在本申请中，“顶”、“底”方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系。需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
本申请实施例提供了一种高温裂变室30，请参阅图1，高温裂变室30包括探头31、悬挂装置32、绝缘装置33、屏蔽件34及铠装电缆35。悬挂装置32具有电缆通道32a，探头31设置在悬挂装置32的一端。绝缘装置33包括多个第一绝缘支撑件331，第一绝缘支撑件331设置在电缆通道32a中且沿电缆通道32a的延伸方向间隔设置。屏蔽件34设置在电缆通道32a中且位于电缆通道32a远离探头31的一端。铠装电缆35设置在电缆通道32a中，铠装电缆35的一端与探头31电性连接，铠装电缆35的另一端穿过第一绝缘支撑件331及屏蔽件34，并伸出至悬挂装置32的外部。
具体地，高温裂变室30通过探头31监测堆内10的中子注量率，并通过穿设在电缆通道32a中的铠装电缆35将探头31的探测结果以电流脉冲信号的形式送至堆外20仪器中。
铠装电缆35的数量可以根据需要进行设置，示例性地，图1所示的高温裂变室30设置了两根铠装电缆35，在一些实施例中，高温裂变室30也可以仅设置一根铠装电缆35。
铠装电缆35由多层结构组成，其硬度大、重量大，且高温裂变室30研制完成后，需要经过搬运、吊装、入堆、在高温强辐射环境下实验等过程。因此，将铠装电缆35穿过电缆通道32a中的多个第一绝缘支撑件331，不仅可以使得第一绝缘支撑件331在电缆通道32a中能够对铠装电缆35形成支撑，以使得铠装电缆35能够在运输、吊装过程中以及高温、强辐射等环境下长期保持可靠和稳定，还可以防止铠装电缆35直接与悬挂装置32接触而影响绝缘性，由此，可以保证铠装电缆35的电流脉冲信号的稳定，提高铠装电缆35的传输性能，进而能够保障高温裂变室30的探测结果的有效输出。
可以理解的是，第一绝缘支撑件331应具有良好的高温绝缘性能，以满足在堆内10的高温、强辐射环境下长期工作的需要。
此外，屏蔽件34是能够屏蔽掉反应堆中的放射性辐射的装置，可以防止堆内辐射射线泄漏，减少放射性污染。
一实施例中，屏蔽件34包括伽玛屏蔽件341及中子屏蔽件342，伽玛屏蔽件341位于中子屏蔽件342远离探头31的一侧。
具体地，伽马屏蔽件是能够屏蔽γ射线辐射的屏蔽物，示例性地，伽马屏蔽件的材料为钢、铁、混凝土或其他能够减弱γ射线的材料。
此外，中子屏蔽件342是能够屏蔽中子辐射的屏蔽物，示例性地，中子屏蔽件342为石墨。
一实施例中，请参阅图1，高温裂变室30还包括设置在电缆通道32a中的保温件36，保温件36位于屏蔽件34远离探头31的一侧。
需要说明的是，铠装电缆35也穿过了保温件36，保温件36可以提升高温裂变室30的保温性能，以减少散热损失。示例性地，保温件36为保温棉。
可以理解的是，在一些实施例中，保温件36、伽玛屏蔽件341及中子屏蔽件342可以采用不同材料之间的组合，以满足实际情况需要。示例性地，保温件36为保温棉，伽玛屏蔽件341为钢棒，中子屏蔽件342为石墨。
一实施例中，绝缘装置33还包括绝缘件，绝缘件设置在屏蔽件34与铠装电缆35之间，可以阻挡铠装电缆35与屏蔽件34直接接触，进一步加强铠装电缆35的传输性能，以保障高温裂变室30探测结果的有效输出。
一实施例中，请参阅图1，电缆通道32a包括第一通道32aa以及位于第一通道32aa及探头31之间的第二通道32ab，屏蔽件34设置在第一通道32aa中，第一绝缘支撑件331设置在第二通道32ab中。
需要说明的是，高温裂变室30底端温度高，位于电缆通道32a底端的铠装电缆35会出现热膨胀，示例性地，底端温度为550℃。因此，将屏蔽件34与第一绝缘支撑件331分开设置在电缆通道32a中，且将第一绝缘支撑件331设置在靠近探头31的第二通道32ab中，能够避免第二通道32ab填充过多结构，能够为铠装电缆35受热膨胀预留空间。此外，第一绝缘支撑件331对电缆形成支撑，也能够防止铠装电缆35因受热膨胀而产生较大的形变或位移，从而避免铠装电缆35受热膨胀变形后与悬挂装置32接触，可以进一步提高铠装电缆35的传输稳定性。
一实施例中，请参阅图1，绝缘装置33还包括绝缘布332，绝缘布332裹覆在铠装电缆35位于第一通道32aa中的外表面。
具体地，由于屏蔽件34设置在第一通道32aa中，所以，第一通道32aa中的铠装电缆35外表面可以通过包裹一层绝缘布332来实现与屏蔽件34之间的绝缘。
绝缘布332可以为陶瓷纤维布，其具有较好的高温绝缘性能，且为软性材料，不易碎。
此外，第二通道32ab中的铠装电缆35是通过第一绝缘支撑件331支撑来实现悬挂装置32之间的绝缘。由此，可以加强铠装电缆35与其他结构之间的绝缘效果，提高铠装电缆35的传输性能，进一步保障高温裂变室30探测结果的有效性。
示例性地，伽玛屏蔽件341为带有第一凹槽的钢棒，中子屏蔽件342为带有第二凹槽的石墨，第一通道32aa中的铠装电缆35的外表面均裹覆有陶瓷纤维布，两根钢棒拼接夹住铠装电缆35以在实现屏蔽γ射线的同时与铠装电缆35绝缘，两个石墨拼接夹住铠装电缆35以在实现屏蔽中子辐射的同时与铠装电缆35绝缘。
一具体实施例中，保温件36设置在第一通道32aa中，保温件36与铠装电缆35之间也设置有绝缘件或裹覆有绝缘布332，可以保温件36中存在导电杂质以影响铠装电缆35的绝缘效果，示例性地，保温件36为保温棉，可以避免保温棉中存在杂质影响绝缘效果。
一实施例中，第一绝缘支撑件331为具有第三通道的第一陶瓷模块，铠装电缆35穿过第三通道。
具体地，第一陶瓷模块可以通过嵌入或其他固定形式设置在电缆通道32a中，并在第一陶瓷模块上开设第三通道以供铠装电缆35通过，可以对铠装电缆35进行限位以形成支撑，从而防止铠装电缆35在移动过程中损坏，并保证铠装电缆35在电缆通道32a中的稳固性和绝缘性能。
一实施例中，请参阅图1，悬挂装置32包括具有第一通道32aa的第一外壳3212组件321、具有第二通道32ab的第二外壳3222组件322和具有第四通道的变径法兰323，第一通道32aa的截面尺寸大于第二通道32ab的截面尺寸，第一外壳3212组件321和第二外壳3222组件322之间通过变径法兰323连接，第四通道与第一通道32aa及第二通道32ab连通。
具体地，由于第一通道32aa中设置的是屏蔽件34，第二通道32ab中设置的是第一绝缘支撑件331，为了满足设置屏蔽件34的空间需要，将第一通道32aa的截面尺寸扩大以能容纳更大的屏蔽件34，提高屏蔽效果。
可以理解的是，由于第一通道32aa与第二通道32ab的截面尺寸不一样，无法通过普通的法兰连通。因此，通过变径法兰323连接第一外壳3212组件321与第二外壳3222组件322，实现第一通道32aa与第二通道32ab的连通。
一实施例中，第一外壳3212组件321包括多个第一法兰3211和多个第一外壳3212，相邻的两个第一外壳3212之间分别通过第一法兰3211连接，第二外壳3222组件322包括多个第二法兰3221和多个第二外壳3222，相邻的两个第二外壳3222之间分别通过第二法兰3221连接。
也就是说，第一外壳3212组件321与第二外壳3222组件322均可以分成多段，第一外壳3212组件321的各段之间通过第一法兰3211连接，第二外壳3222组件322的各段之间通过第二法兰3221连接。一方面可以便于铠装电缆35的穿设，另一方面也便于屏蔽件34、第一绝缘支撑件331及其他结构的设置。
可以理解的是，各第一外壳3212与第一法兰3211中都具有通道，各通道连通形成了第一通道32aa，各第二外壳3222与第二法兰3221中也都具有通道，各通道连通形成了第二通道32ab。
一实施例中，绝缘装置33还包括多个具有第五通道的第二绝缘支撑件，第一法兰3211及第二法兰3221上均设置有第二绝缘支撑件，铠装电缆35穿过第五通道。
具体地，在第一法兰3211及第二法兰3221上均设置第二绝缘支撑件，可以实现沿电缆通道32a延伸方向对铠装电缆35形成有效的支撑并保证良好的绝缘。
需要说明的是，第二绝缘支撑件可以设置在第一法兰3211及第二法兰3221的通道中，铠装电缆35通过穿过第二绝缘支撑件的第五通道来穿过第一法兰3211及第二法兰3221。
此外，第二绝缘支撑件也可以设置在第一法兰3211及第二法兰3221的顶部或底部，以形成对铠装电缆35的绝缘支撑。可以理解的是，此时，铠装电缆35直接穿过第一法兰3211及第二法兰3221的通道，且不与第一法兰3211及第二法兰3221接触，以保证绝缘效果，维持传输稳定性。
一实施例中，第二绝缘支撑件包括夹具和设置在夹具上的第二陶瓷模块，第二陶瓷模块具有第五通道，夹具设置在法兰上。
具体地，电缆通道32a穿过第五通道，并将第二绝缘支撑件通过夹具夹住第二陶瓷模块以绝缘支撑铠装电缆35，能够使得铠装电缆35与悬挂装置32之间保持良好的绝缘。
上述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高温裂变室，其特征在于，包括：
探头；
具有电缆通道的悬挂装置，所述探头设置在所述悬挂装置的一端；
绝缘装置，所述绝缘装置包括多个第一绝缘支撑件，所述第一绝缘支撑件设置在所述电缆通道中且沿所述电缆通道的延伸方向间隔设置；
屏蔽件，所述屏蔽件设置在所述电缆通道中且位于所述电缆通道远离所述探头的一端；
设置在所述电缆通道中的铠装电缆，所述铠装电缆的一端与所述探头电性连接，所述铠装电缆的另一端穿过所述第一绝缘支撑件及所述屏蔽件，并伸出至所述悬挂装置的外部；
所述绝缘装置还包括绝缘件，所述绝缘件设置在所述屏蔽件与所述铠装电缆之间。
2.根据权利要求1所述的高温裂变室，其特征在于，所述电缆通道包括第一通道以及位于所述第一通道及所述探头之间的第二通道，所述屏蔽件设置在所述第一通道中，所述第一绝缘支撑件设置在所述第二通道中。
3.根据权利要求2所述的高温裂变室，其特征在于，所述绝缘装置还包括绝缘布，所述绝缘布裹覆在所述铠装电缆位于所述第一通道中的外表面。
4.根据权利要求1所述的高温裂变室，其特征在于，所述第一绝缘支撑件为具有第三通道的第一陶瓷模块，所述铠装电缆穿过所述第三通道。
5.根据权利要求2所述的高温裂变室，其特征在于，所述悬挂装置包括具有所述第一通道的第一外壳组件、具有所述第二通道的第二外壳组件和具有第四通道的变径法兰，所述第一通道的截面尺寸大于所述第二通道的截面尺寸，所述第一外壳组件和所述第二外壳组件之间通过所述变径法兰连接，所述第四通道与所述第一通道及所述第二通道连通。
6.根据权利要求5所述的高温裂变室，其特征在于，所述第一外壳组件包括多个第一法兰和多个第一外壳，相邻的两个所述第一外壳之间分别通过所述第一法兰连接，所述第二外壳组件包括多个第二法兰和多个第二外壳，相邻的两个所述第二外壳之间分别通过所述第二法兰连接。
7.根据权利要求6所述的高温裂变室，其特征在于，所述绝缘装置还包括多个具有第五通道的第二绝缘支撑件，所述第一法兰及所述第二法兰上均设置有所述第二绝缘支撑件，所述铠装电缆穿过所述第五通道。
8.根据权利要求7所述的高温裂变室，其特征在于，所述第二绝缘支撑件包括夹具和设置在所述夹具上的第二陶瓷模块，所述第二陶瓷模块具有所述第五通道，所述夹具设置在所述法兰上。
9.根据权利要求1所述的高温裂变室，其特征在于，所述屏蔽件包括伽玛屏蔽件及中子屏蔽件，所述伽玛屏蔽件位于所述中子屏蔽件远离所述探头的一侧；和/或，
所述高温裂变室还包括设置在所述电缆通道中的保温件，所述保温件位于所述屏蔽件远离所述探头的一侧。
10.根据权利要求9所述的高温裂变室，其特征在于，所述保温件为保温棉，和/或，所述伽玛屏蔽件为钢棒，和/或，所述中子屏蔽件为石墨。
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