CN115482947A - 球床式高温气冷堆监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球床式高温气冷堆监测系统，所述球床式高温气冷堆监测系统包括依次连通的反应堆容器、分离装置、进料装置、隔离装置和多个观察窗，所述观察窗为耐温耐压材质制作，多个所述观察窗包括第一观察窗、第二观察窗和第三观察窗，所述第一观察窗设于所述分离装置和所述进料装置之间，以观察所述分离装置与所述进料装置之间的所述燃料球的流动状态，所述第二观察窗设于所述进料装置与所述反应堆容器之间，以观察所述进料装置与所述反应堆容器之间的所述燃料球的流动状态，所述第三观察窗设于所述隔离装置与所述反应堆容器之间。本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统具有工作可靠性高、便于缺陷分析定位和使用灵活等优点。

Description

球床式高温气冷堆监测系统

技术领域

本发明涉及核反应堆工程技术领域，具体涉及一种球床式高温气冷堆监测系统。

背景技术

球床式高温气冷堆在工作过程中，对从反应堆堆芯中卸出的燃料元件进行燃耗测量，并将没有达到最终燃料深度的燃料元件在气力输送系统的配合下送入堆芯进行再循环，将已达到燃耗深度的燃料元件排入乏燃料贮存系统进行贮存。

相关技术中，采用电感式探测器监测燃料在反应堆堆芯体外循环的过程形成了燃料球的球流路径，有效观测球流路径中的球流状态，但是存在电感式探测器易损坏的问题，使得球床式高温气冷堆监测系统工作可靠性低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种工作可靠性高的球床式高温气冷堆监测系统。

本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统包括反应堆容器、分离装置、进料装置和多个观察窗。所述分离装置与所述反应堆容器连通，所述分离装置用于接收所述反应堆容器排出的燃料球，以便将达到燃耗深度的所述燃料球分离出；所述进料装置与所述分离装置连通，所述进料装置用于接收所述分离装置排出的未达到燃耗深度的所述燃料球以及用于投放未发生核反应的所述燃料球，所述进料装置还与所述反应堆容器连通，以便将接收的未达到燃耗深度的所述燃料球以及未发生核反应的所述燃料球输送至所述反应堆容器内；

所述观察窗为耐温耐压材质制作，多个所述观察窗包括第一观察窗和第二观察窗，所述第一观察窗设于所述分离装置和所述进料装置之间，以观察所述分离装置与所述进料装置之间的所述燃料球的流动状态，所述第二观察窗设于所述进料装置与所述反应堆容器之间，以观察所述进料装置与所述反应堆容器之间的所述燃料球的流动状态。

本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统在使用时，运行和维修人员可以通过第一观察窗观察燃料球的运动方向以及规律，来判断分离装置区域的燃料球是否处于正常流动状态；运行和维修人员还可以通过第一观察窗和第二观察窗对比观察燃料球的运动方向以及规律，判断燃料球在进料装置区域的燃料球是否处于正常流动状态。由于，观察窗采用耐温耐压材质制作，使得观察窗在使用过程中可以承受较大的温度与压力，与相关技术中电感式探测器易损坏相比，可以大大降低甚至避免观察窗因处于高温高压环境中而发生损坏的风险，工作可靠性高。

因此，本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统具有工作可靠性高等优点。

在一些实施例中，本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统还包括隔离装置，所述隔离装置与所述进料装置连通，以接收所述进料装置排出的所述燃料球，所述隔离装置还与所述反应堆容器连通，以便将接收的所述燃料球输送至所述反应堆容器内，所述隔离装置上设有截止阀，所述截止阀用于控制所述隔离装置与所述反应堆容器之间的通断。

在一些实施例中，多个所述观察窗还包括第三观察窗，所述第三观察窗设于所述隔离装置与所述反应堆容器之间，以观察所述隔离装置与所述反应堆容器之间的所述燃料球的流动情况。

在一些实施例中，本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统还包括至少三根连接管道，所述分离装置与所述进料装置之间通过至少一根所述连接管道连通，所述第一观察窗设于位于所述分离装置与所述进料装置之间的连接管道上，所述进料装置与所述隔离装置之间通过至少一根所述连接管道连通，所述第二观察窗设于位于所述进料装置与所述隔离装置之间的所述连接管道上，所述隔离装置与所述反应堆容器之间通过至少一根所述连接管道连通，所述第三观察窗设于位于所述隔离装置与所述反应堆容器之间的所述连接管道上。

在一些实施例中，所述观察窗具有观察部，所述观察部为透明的材质制作，所述观察部在所述燃料球的运动方向上的长度大于等于一倍所述燃料球的直径，且小于等于两倍所述燃料球直径。

在一些实施例中，所述观察窗为筒状。

在一些实施例中，所述观察窗的内径等于所述连接管道的内径。

在一些实施例中，所述观察窗可拆卸地与所述连接管道相连。

在一些实施例中，本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统包括多个摄像机和显示终端，多个所述摄像机与多个所述观察窗一一对应，所述摄像机的摄像头朝向与其对应的所述观察窗的所述观察部设置；多个所述摄像机均与所述显示终端信号连接。

在一些实施例中，所述摄像机为耐辐射摄像机。

附图说明

图1是本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统的结构示意图。

图2是本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统燃料球的流动示意图。

附图标记：

球床式高温气冷堆监测系统100；

反应堆容器1；

燃料球2；

分离装置3；

进料装置4；投料口401；

隔离装置5；截止阀501；

观察窗6；第一观察窗601；第二观察窗602；第三观察窗603；观察部604；

连接管道7；

摄像机8；

显示终端9；

乏料储存罐10；

碎球储存罐11。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图来详细描述本申请的技术方案。

如图1和图2所示，本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统100包括反应堆容器1、分离装置3、进料装置4和多个观察窗6。分离装置3与反应堆容器1连通，分离装置3用于接收反应堆容器1排出的燃料球2，以便将达到燃耗深度的燃料球2分离出。进料装置4与分离装置3连通，进料装置4用于接收分离装置3排出的未达到燃耗深度的燃料球2以及用于投放未发生核反应的燃料球2，进料装置4还与反应堆容器1连通，以便将接收的未达到燃耗深度的燃料球2以及未发生核反应的燃料球2输送至反应堆容器1内。观察窗6为耐温耐压材质制作，多个观察窗6包括第一观察窗601和第二观察窗602，第一观察窗601设于分离装置3和进料装置4之间，以观察分离装置3与进料装置4之间的燃料球2的流动状态，第二观察窗602设于进料装置4与反应堆容器1之间，以观察进料装置4与反应堆容器1之间的燃料球2的流动状态。

例如，如图1至图2所示，反应堆容器1、分离装置3和进料装置4形成燃料球2的循环路径，燃料球2在循环路径上流动。进料装置4上具有投料口401，投料口401用于投放新的燃料球2。

本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统100在使用时，运行和维修人员可以通过第一观察窗601观察燃料球2的运动方向以及规律，来判断分离装置3区域的燃料球2是否处于正常流动状态；运行和维修人员还可以通过第一观察窗601和第二观察窗602对比观察燃料球2的运动方向以及规律，判断燃料球2在进料装置4区域的燃料球2是否处于正常流动状态，以便于缺陷分析定位，使用灵活。

另外，由于观察窗6采用耐温耐压材质制作，使得观察窗6在使用过程中可以承受较大的温度与压力，与相关技术中电感式探测器易损坏相比，可以大大降低甚至避免观察窗6因处于高温高压环境中而发生损坏的风险，工作可靠性高。

因此，本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统100具有工作可靠性高、便于缺陷分析定位和使用灵活等优点。

在一些实施例中，本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统100还包括隔离装置5，隔离装置5与进料装置4连通，以接收进料装置4排出的燃料球2，隔离装置5还与反应堆容器1连通，以便将接收的燃料球2输送至反应堆容器1内。隔离装置5上设有截止阀501，截止阀501用于控制隔离装置5与反应堆容器1之间的通断。

具体地，如图1所示，当反应堆容器1需要燃料球2进入反应堆容器1内进行反应时，开启截止阀501，隔离装置5中的燃料球2进入反应堆容器1内；当反应堆容器1不需要燃料球2进入反应堆容器1内进行反应时，关闭截止阀501，使反应堆容器1与进料装置4隔离开。由此，通过设置隔离装置5，有利于控制进料装置4内的燃料球2根据反应堆容器1的需求进入，有利于对反应堆容器1进行控制。

在一些实施例中，多个观察窗6还包括第三观察窗603，第三观察窗603设于隔离装置5与反应堆容器1之间，以观察隔离装置5与反应堆容器1之间的燃料球2的流动情况。

具体地，运行和维修人员还可以通过第二观察窗602和第三观察窗603对比观察燃料球2的运动方向以及规律，判断燃料球2在隔离装置5区域的燃料球2是否处于正常流动状态。

在一些实施例中，本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统100还包括至少三根连接管道7，分离装置3与进料装置4之间通过至少一根连接管道7连通，第一观察窗601设于位于分离装置3与进料装置4之间的连接管道7上，进料装置4与隔离装置5之间通过至少一根连接管道7连通，第二观察窗602设于位于进料装置4与隔离装置5之间的连接管道7上，隔离装置5与反应堆容器1之间通过至少一根连接管道7连通，第三观察窗603设于位于隔离装置5与反应堆容器1之间的连接管道7上。

例如，如图1所示，分离装置3与进料装置4之间通过一根连接管道7连通，进料装置4与隔离装置5之间通过一根连接管道7连通，隔离装置5与反应堆容器1之间通过一根连接管道7连通。

本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统100通过在分离装置3和进料装置4之间设置连接管道7，不仅有利于分离装置3与进料装置4的布局，还有利于第一观察窗601在分离装置3与进料装置4之间安装。通过在进料装置4和隔离装置5之间设置连接管道7，不仅有利于进料装置4和隔离装置5的布局，还有利于第二观察窗602在进料装置4与隔离装置5之间安装。通过在进料装置4和反应堆容器1之间设置连接管道7，不仅有利于隔离装置5与反应堆容器1的布局，还有利于第三观察窗603在隔离装置5与反应堆容器1之间的安装。

在一些实施例中，观察窗6具有观察部604，观察部604为透明的材质制作，观察部604在燃料球2的运动方向上的长度大于等于一倍燃料球2的直径，且小于等于两倍燃料球2直径。

本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统100通过将观察部604在燃料球2的运动方向上的长度大于等于一倍燃料球2的直径，且小于等于两倍燃料球2直径，有利于观察燃料球2在观察窗6内的流动方向，以便运行和维修人员能快速、准确的分析燃料球2的流动情况。

可选地，观察窗6为筒状。

例如，如图2所示，通过将观察窗6设置为筒状，有利于燃料球2在观察窗6内流动，可以大大减小因设置观察窗6而影响燃料球2流动的风险，有利于进一步提高本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统100的工作可靠性。

在一些实施例中，观察窗6的内径等于连接管道7的内径。

例如，如图2所示，通过将观察窗6的内径等于连接管道7的内径设置，可以避免因观察窗6的内径与连接管道7的内径不同，导致燃料球2在两者的连接处发生跳动，从而影响燃料球2的流动，有利于进一步提高本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统100的工作可靠性。

在一些实施例中，观察窗6可拆卸地与连接管道7相连。

例如，观察窗6可以通过法兰连接的形式与连接管道7相连，从而方便观察窗6的拆装。

在一些实施例中，本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统100包括多个摄像机8和显示终端9，多个所述摄像机8与多个所述观察窗6一一对应，所述摄像机8的摄像头朝向与其对应的所述观察窗6设置，多个所述摄像机8均与所述显示终端9信号连接。

本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统100通过设置多个摄像机8和显示终端9，可以利用摄像机8来拍摄每个观察窗6中的燃料球2的流动情况，然后再将摄像机8的拍摄情况远程传输给主控室的显示终端9，供运行和维修人员在需要时进行观察，从而使得本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统100查看方便。

可选地，摄像机8为耐辐射摄像机8。

本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统100通过将摄像机8设置为耐辐射相机，有利于提高其工作可靠性。

可选地，本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统100还包括气力输送装置，气力输送装置与所述进料装置4连通，为燃料球2在循环路径上提供循环所需的空气动力。

可选地，本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统100还包括乏料储存罐10，乏料储存罐10与分离装置3连通，以储存分离装置3排出的达到燃耗深度的燃料球2。

可选地，本发明实施例的球床式高温气冷堆监测系统100还包括碎球储存罐11，碎球储存罐11与分离装置3连通，分离装置3还用于分离反应堆容器1内排出的碎燃料球2，碎球储存罐11用于储存分离装置3分离出的碎燃料球2。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种球床式高温气冷堆监测系统，其特征在于，包括：

反应堆容器；

分离装置，所述分离装置与所述反应堆容器连通，所述分离装置用于接收所述反应堆容器排出的燃料球，以便将达到燃耗深度的所述燃料球分离出；

进料装置，所述进料装置与所述分离装置连通，所述进料装置用于接收所述分离装置排出的未达到燃耗深度的所述燃料球以及用于投放未发生核反应的所述燃料球，所述进料装置还与所述反应堆容器连通，以便将接收的未达到燃耗深度的所述燃料球以及未发生核反应的所述燃料球输送至所述反应堆容器内；

多个观察窗，所述观察窗为耐温耐压材质制作，多个所述观察窗包括第一观察窗和第二观察窗，所述第一观察窗设于所述分离装置和所述进料装置之间，以观察所述分离装置与所述进料装置之间的所述燃料球的流动状态，所述第二观察窗设于所述进料装置与所述反应堆容器之间，以观察所述进料装置与所述反应堆容器之间的所述燃料球的流动状态。

2.根据权利要求1所述的球床式高温气冷堆监测系统，其特征在于，还包括：

隔离装置，所述隔离装置与所述进料装置连通，以接收所述进料装置排出的所述燃料球，所述隔离装置还与所述反应堆容器连通，以便将接收的所述燃料球输送至所述反应堆容器内，所述隔离装置上设有截止阀，所述截止阀用于控制所述隔离装置与所述反应堆容器之间的通断。

3.根据权利要求2所述的球床式高温气冷堆监测系统，其特征在于，多个所述观察窗还包括第三观察窗，所述第三观察窗设于所述隔离装置与所述反应堆容器之间，以观察所述隔离装置与所述反应堆容器之间的所述燃料球的流动情况。

4.根据权利要求3所述的球床式高温气冷堆监测系统，其特征在于，还包括：

至少三根连接管道，所述分离装置与所述进料装置之间通过至少一根所述连接管道连通，所述第一观察窗设于位于所述分离装置与所述进料装置之间的连接管道上，所述进料装置与所述隔离装置之间通过至少一根所述连接管道连通，所述第二观察窗设于位于所述进料装置与所述隔离装置之间的所述连接管道上，所述隔离装置与所述反应堆容器之间通过至少一根所述连接管道连通，所述第三观察窗设于位于所述隔离装置与所述反应堆容器之间的所述连接管道上。

5.根据权利要求1所述的球床式高温气冷堆监测系统，其特征在于，所述观察窗具有观察部，所述观察部为透明的材质制作，所述观察部在所述燃料球的运动方向上的长度大于等于一倍所述燃料球的直径，且小于等于两倍所述燃料球直径。

6.根据权利要求4所述的球床式高温气冷堆监测系统，其特征在于，所述观察窗为筒状。

7.根据权利要求6所述的球床式高温气冷堆监测系统，其特征在于，所述观察窗的内径等于所述连接管道的内径。

8.根据权利要求4所述的球床式高温气冷堆监测系统，其特征在于，所述观察窗可拆卸地与所述连接管道相连。

9.根据权利要求5所述的球床式高温气冷堆监测系统，其特征在于，包括：

多个摄像机，多个所述摄像机与多个所述观察窗一一对应，所述摄像机的摄像头朝向与其对应的所述观察窗的所述观察部设置；和

显示终端，多个所述摄像机均与所述显示终端信号连接。

10.根据权利要求9所述的球床式高温气冷堆监测系统，其特征在于，所述摄像机为耐辐射摄像机。

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