CN116313182A - 判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供一种判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测装置及方法，用于固定于燃料装卸系统的元件输送管道，元件输送管道对应装置的管壁处设置有通槽，探测装置包括壳体、处理器以及容设于壳体内的距离探测组件和驱动电机；驱动电机与距离探测组件连接；在驱动电机接收到燃料元件卡堵信号时，控制距离探测组件穿过通槽进入元件输送管道内，以获得距离探测组件至燃料元件卡堵位置的实际距离；处理器与距离探测组件电连接，用于根据初始距离和实际距离，判断燃料元件的卡堵位置；其中，初始距离为距离探测组件至元件输送管道目标位置处的距离。此装置具有便捷、快速、直观、准确的特点，不会给燃料装卸系统增加额外的运行负担。

Description

判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测装置及方法

技术领域

本公开实施例属于高温气冷堆燃料装卸系统技术领域，具体涉及一种判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测装置及方法。

背景技术

在反应堆运行过程中，燃料元件在堆芯自上而下流动，并从堆芯下部卸料管排出。排出的元件分别进入卸料管下端两套卸料装置，经单一化和碎球分选后，碎球落入碎球罐中。完好的元件按批次顺序通过两道隔离阀后分别进入两个燃耗测量待检管段。测量后未达到目标燃耗深度的元件进入向堆芯方向提升的装料管道，已达到目标燃耗深度的乏燃料元件进入相应的卸料管道。装料管道和卸料管道均为通径为DN65的不锈钢管道，燃料元件直径为60mm，可以在管道能畅通的运行，并且在球流管道的部分位置设置了过球计数器，用于监测燃料元件在球流管道内的运行情况，用以燃料元件平衡计算以及燃料循环计算等。正常情况下，燃料元件在球路内运行时，球路内的介质为高压氦气，压力约为7.0MPa，且球路内载带放射性粉尘，导致人员无法立即靠近或进行开放性检修。

在高温堆运行过程中，出现过燃料元件在球路内运行时，由于某种原因导致燃料元件在球路内发生卡堵的情况。因目前无相关的手段判断球流管道确实发生卡堵事件，只能结合系统运行情况进行推断，且无法判断卡堵具体位置。一般来说，卡堵发生后，当卡堵球数量累积至计数器位置时，会导致燃料装卸系统燃料过球计数器失效，进而导致燃料装卸系统控制逻辑出现自动停运，但由于其他原因导致计数器失效也会出现类似现象。具体发生上述故障的原因，还需进一步分析才能初步判断发生了卡堵，但由于目前系统及管道设计局限性，无法准确的判断是否真正发生卡堵，只能通过往管道里继续加入燃料元件辅助判断的方法，才能基本确定是球路内发生了卡堵情况。这样处理虽然能判断出球路出现了卡堵，但是此解决方法是通过将管道的卡堵区域进一步扩大，再通过辅助手段确定燃料元件已经成串的卡在了管路内。这样做法的后果是明显增加了管段卡堵的燃料元件数，有时可能需要增加几百个燃料元件才能判断出来，显著增加了维修人员解决问题的难度。解决问题的难度包括：维修时间变长、维修难度增加、由燃料元件带来的放射性成倍增加、燃料元件未达到燃耗即可能卸出。

针对上述问题，有必要提出一种设计合理且有效解决上述问题的判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测装置及方法。

发明内容

本公开实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测装置及方法。

本公开实施例的一方面提供一种判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测装置，用于固定于燃料装卸系统的元件输送管道，所述元件输送管道对应所述装置的管壁处设置有通槽，所述探测装置包括壳体、处理器以及容设于所述壳体内的距离探测组件和驱动电机；

所述驱动电机与所述距离探测组件连接；其中，

在所述驱动电机接收到燃料元件卡堵信号时，控制所述距离探测组件穿过所述通槽进入所述元件输送管道内，以获得所述距离探测组件至燃料元件卡堵位置的实际距离；

所述处理器与所述距离探测组件电连接，用于根据初始距离和所述实际距离，判断所述燃料元件的卡堵位置；其中，所述初始距离为所述距离探测组件至所述元件输送管道目标位置处的距离。

可选的，所述距离探测组件包括伸缩杆和距离探测器；

所述伸缩杆的第一端与所述驱动电机的输出轴传动连接，所述伸缩杆的第二端与所述距离探测器连接；其中，

所述距离探测器的测量端朝向所述燃料元件的输送方向。

可选的，所述距离探测组件还包括探测定位板；

所述探测定位板设置于所述距离测量器背离所述伸缩杆的一侧；其中，

所述探测定位板背离所述距离测量器的一侧设置有弧形凹槽；

在所述燃料元件正常输送时，所述距离探测组件收回至所述壳体内，以使所述探测定位板卡设在所述通槽内，并且所述探测定位板的弧形凹槽与所述元件输送管道的管壁相匹配。

可选的，所述装置还包括容设于所述壳体的温度传感器；

所述温度传感器，用于固定于所述元件输送管道。

可选的，所述伸缩杆上设置有限位块，所述装置还包括固定板以及设置在所述固定板上的上限位开关和下限位开关；

所述固定板沿所述伸缩杆的伸缩方向分布；

所述上限位开关和所述下限位开关沿所述伸缩杆的伸缩方向间隔分布；其中，

所述伸缩杆在第一位置时，所述限位块触碰所述上限位开关，以使所述上限位开关发出上限位信号；

所述伸缩杆在第二位置时，所述限位块触碰所述下限位开关，以使所述下限位开关发出下限位信号。

可选的，所述驱动电机包括力矩保护结构；

所述力矩保护结构，用于在所述距离探测组件下方的元件输送管道处存在燃料元件卡堵时，向所述驱动电机发出力矩保护信号，以使所述驱动电机自动停止运行。

本公开实施例的另一方面提供一种判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测方法，应用于前文的所述装置，所述方法包括：

在所述驱动电机接收到燃料元件卡堵信号时，控制所述距离探测组件穿过所述通槽进入所述元件输送管道内，以获得所述距离探测组件至燃料元件卡堵位置的实际距离；

所述处理器根据初始距离和所述实际距离，判断所述元件的卡堵位置；其中，所述初始距离为所述距离探测组件至所述元件输送管道目标位置处的距离。

可选的，所述处理器根据初始距离和所述实际距离，判断所述燃料元件的卡堵位置，包括：

在所述实际距离小于所述初始距离时，判断当前元件输送管道存在燃料元件卡堵；

在所述实际距离大于等于所述初始距离时，判断当前元件输送管道正常输送燃料元件。

可选的，在所述驱动电机包括力矩保护结构以及所述装置包括下限位开关时，所述方法还包括：

在所述驱动电机接收到燃料元件卡堵信号，控制所述距离探测组件穿过所述通槽进入所述元件输送管道时，若所述驱动电机收到力矩保护信号自动停止运行，并且未接收到所述下限位开关发出的下限位信号，则判断所述距离探测组件下方的元件输送管道处存在燃料元件卡堵。

可选的，在所述装置包括温度传感器时，所述方法还包括：

通过所述温度传感器获取位于所述距离探测组件下方的所述元件输送管道的实际温度；

根据所述实际温度，判断所述距离探测组件下方的元件输送管道处是否存在燃料元件卡堵；其中，

在所述实际温度大于预设温度阈值时，判断所述距离探测组件下方的元件输送管道处存在燃料元件卡堵。

本公开实施例的判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测装置及方法，通过将探测装置固定于燃料装卸系统的元件输送管道，在当初步判断燃料装卸系统发生卡堵情况时，可通过此装置使工作人员快速、直观、准确的确认燃料元件发生了卡堵，并准确判断燃料元件卡堵位置，利于工作人员分析燃料装卸系统运行状态；对于确认燃料元件卡堵位置，不必通过增加燃料元件等其他辅助手段，节约故障判定及处理时间；此装置可减少卡堵元件数，减少维修人员的工作量及受到辐射照射的剂量；另外，此装置具有便捷、快速、直观、准确的特点，不会给燃料装卸系统增加额外的运行负担。

附图说明

图1为本公开实施例中一实施例的一种判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测装置的结构示意图；

图2为本公开实施例中另一实施例的一种判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测装置的结构示意图；

图3为本公开实施例中另一实施例中距离探测器及探测定位板的结构示意图；

图4为本公开实施例中另一实施例中一种判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本公开实施例的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开实施例作进一步详细描述。

如图1和图2所示，本公开实施例的一个方面提供一种判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测装置100，该探测装置100用于固定于燃料装卸系统的元件输送管道200，其中，元件输送管道200对应装置100的管壁处设置有通槽210，元件输送管道200用于输送燃料元件220。

所述装置100包括壳体110、处理器120以及容设于壳体110内的距离探测组件130和驱动电机140。壳体110用于保护内部的距离探测组件130和驱动电机140。在本实施例中，壳体110与元件输送管道200为一体结构。

驱动电机140与距离探测组件130连接。其中，在驱动电机140接收到燃料元件卡堵信号时，控制距离探测组件130穿过通槽210进入元件输送管道200内，以获得距离探测组件130至元件卡堵位置的实际距离L2。

具体地，驱动电机140可以控制距离探测组件130沿着垂直燃料元件输送方向移动以进入元件输送管道200，或者控制距离探测组件130收回至壳体110内。

需要说明的是，在本实施例中，驱动电机140采用步进电机，当然也可以采用其他类型的电机，只要可以控制距离探测组件130移动即可。

处理器120与距离探测组件130电连接，用于初始距离L1和实际距离L2，判断燃料元件的卡堵位置；其中，初始距离L1为距离探测组件130至元件输送管道200目标位置处的距离。

需要说明的是，在本实施例中，初始距离L1是已知的，可以是距离探测组件130沿着元件输送方向至元件输送管道200转弯处的距离，也可以是距离探测组件130沿着元件输送方向至元件输送管道200下游设备的距离，可以根据不同元件输送管道200的具体情况进行确定。

具体地，处理器120根据初始距离L1和实际距离L2判断元件的卡堵位置，包括：如果实际距离L2小于初始距离L1，则判断此元件输送管道200存在燃料元件卡堵；如果实际距离L2大于等于初始距离L1，则判断此元件输送管道200无燃料元件卡堵，燃料元件正常输送。

需要说明的是，在本实施例中，处理器120为处理器120，具有信号的处理、计算、输出及控制功能。例如，处理器120接受到燃料装卸系统发出的燃料元件卡堵信号后，处理器120将卡堵信号发送给驱动电机140，驱动电机140接收到卡堵信号后控制距离探测组件130移动至元件输送管道200，并测量距离探测组件130至元件卡堵位置的实际距离L2。

在本实施例中，处理器120为远程控制站，也就是说可以通过远程控制站对探测装置100进行远程控制，不需要到现场进行操作，更加方便。当然，处理器120也可以是设置在壳体110上的CPU等，可以根据实际需要进行选择，本实施例不做具体限定。

燃料装卸系统中设置有多个元件输送管道200，可以在每个元件输送管道200上设置该探测装置100，也可以在容易卡堵的元件输送管道200上设置该探测装置100。这样当初步判断燃料装卸系统存在元件卡堵时，可以通过该探测装置100来确定燃料元件卡堵的管道位置。

高温气冷堆示范工程燃料装卸系统容易存在卡堵的元件输送管道200包括以下几部分：燃料元件进入堆芯的重力下降管道、乏燃料一次提升重力下降管道、乏燃料二次提升重力下降管道，三个管道水平倾斜角度约为15°。上述管道并未设置吹扫管道以及粉尘收集部件，且燃料元件经过此管道时，元件速度明显变慢，因此在此处发生卡堵的概率较大。下面就以燃料元件进入堆芯的重力下降管道为例，说明本公开实施例的判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测装置100的具体应用过程。

如图1所示，在元件输送管道200正常输送燃料元件时，探测装置100处于备用状态。也就是说，距离探测组件130收回至壳体110内，并且保证燃料元件在管道内可以顺畅的运动，不影响燃料元件的正常运行。

如图2所示，当初步判断判断燃料装卸系统发生卡堵情况时，操作人员启动探测装置100对元件输送管道200进行探测。具体地，通过处理器120向驱动电机140发送元件卡堵信号，驱动电机140接收到元件卡堵信号后，控制距离探测组件130穿过通槽210进入元件输送管道200内，并且测量距离探测组件130至元件卡堵位置的实际距离L2。测量距离探测组件130将测量的实际距离L2传输给处理器120。处理器120根据设置好的初始距离L1和实际距离L2，判断燃料元件的卡堵位置。如果实际距离L2小于初始距离L1，则判断此元件输送管道200存在燃料元件卡堵；如果实际距离L2大于等于初始距离L1，则判断此元件输送管道200无燃料元件卡堵，燃料元件正常输送。

本公开实施例的判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测装置，通过将探测装置固定于燃料装卸系统的元件输送管道，在当初步判断燃料装卸系统发生卡堵情况时，可通过此装置使工作人员快速、直观、准确的确认燃料元件发生了卡堵，并准确判断燃料元件卡堵位置，利于工作人员分析燃料装卸系统运行状态；对于确认燃料元件卡堵位置，不必通过增加燃料元件等其他辅助手段，节约故障判定及处理时间；此装置可减少卡堵元件数，减少维修人员的工作量及受到辐射照射的剂量；另外，此装置具有便捷、快速、直观、准确的特点，不会给燃料装卸系统增加额外的运行负担。

如图1和图2所述，该装置100还包括电源模块150，电源模块150与驱动电机140电连接，为驱动电机140供电。具体地，在本实施例中，电源模块150用于步进电机的通电和断电控制。

示例性的，如图1和图2所示，距离探测组件130包括伸缩杆131和距离探测器132。

伸缩杆131的第一端与驱动电机140的输出轴传动连接，伸缩杆131的第二端与距离探测器132连接。驱动电机140在电源模块150通电后，驱动伸缩杆131和距离探测器132沿垂直于元件输送方向移动。也就时说，驱动电机140可以驱动伸缩杆131和距离探测器132移动。

需要说明的是，在本实施例中，对于伸缩杆131与驱动电机140的连接方式可以采用现有技术中常用的方式，对于具体的方式本实施例不做具体要求，只要能够实现驱动电机140可以驱动伸缩杆131进行直线移动即可。

如图3所示，距离探测器132的测量端132a朝向燃料元件的输送方向。优选的，距离探测器132的测量端132a与燃料元件的中心线共线，这样测出的实际距离会更准确。

需要说明的是，在本实施例中，伸缩杆131设计为长方体不锈钢材质，与距离探测器130通过焊接的方式连接成一体。

需要进一步说明的是，在本实施例中，距离探测器130采用激光测距仪，采用的是激光测距原理，激光测距仪上具有测距探头，测距探头朝向燃料元件的输送方向，测距探头为前文所述的测量端132a。

示例性的，如图1至图3所示，距离探测组件130还包括探测定位板133。探测定位板133设置于距离测量器132背离伸缩杆131的一侧。也就说，探测定位板133设置于如图1和图2所示的距离测量器132的底部。其中，如图3所示，探测定位板133背离距离测量器132的一侧设置有弧形凹槽133a。

如图1所示，在燃料元件正常输送时，距离探测组件130收回至壳体110内，以使探测定位板133卡设在通槽210内，并且探测定位板133的弧形凹槽133a与元件输送管道200的管壁相匹配。在燃料元件正常输送时，通过探测定位板133卡设在通槽210内，可以保证元件输送管道200内的燃料元件顺畅流动，不影响燃料元件220的正常输送。

如图2所述，将探测装置100对元件输送管道200进行距离探测时，探测定位板133跟随距离测量器132移动到元件输送管道200。

示例性的，如图1和图2所示，探测装置100还包括容设于壳体110的温度传感器160。温度传感器160用于固定于元件输送管道200，用于测量探测装置100下方的元件输送管道200的管壁温度，并将测得的温度传输给处理器120。

具体地，如图1和图2所示，将温度传感器160安装在本探测装置100所在元件输送管道200的外侧壁，用以感受管道的温度。当初步判断当前元件输送管道200内部存在燃料元件卡堵现象时，此处停留有燃料元件，由于燃料元件的发热会导致该处温度升高，也就是温度传感器160的温度值升高，进而可以通过温度传感器160测量的元件输送管道200的温度变化来辅助判断此处卡堵探测。

因反应堆正常运行时，流经元件输送管道200的燃料元件为发生过核裂变反应的燃料元件，其存在剩余发热，即衰变热。若此温度传感器160测量的实际温度大于预设温度，则说明该探测装置下方的元件输送管道200发生卡堵。具体地，若此温度传感器160测量的实际温度明显高于正常运行时此点的温度(温差大于20℃)，即可明确在该位置存在卡堵现象。

示例性的，如图1和图2所示，伸缩杆131上设置有限位块131a，所述探测装置100还包括固定板170以及设置在固定板170上的上限位开关180和下限位开关190。

固定板170沿伸缩杆131的伸缩方向分布，用于固定上限位开关180和下限位开关190。固定板170可以固定在壳体110上，与伸缩杆131相对应即可。

上限位开关180和下限位开关190沿伸缩杆131的伸缩方向间隔分布。其中，

伸缩杆131在第一位置时，限位块131a触碰上限位开关180，以使上限位开关180发出上限位信号。

具体地，如图1所示，当燃料元件正常输送时，驱动电机140驱动伸缩杆131收回至壳体110内，当限位块131a触碰上限位开关180，上限位开关180发出上限位信号至处理器120，提示处理器120伸缩杆131已经收回至上限位置，处理器120根据上限位信号控制驱动电机140停止运行。

伸缩杆131在第二位置时，限位块131触碰下限位开关190，以使下限位开关190发出下限位信号。

具体地，如图2所示，当存在燃料元件卡堵时，驱动电机140驱动伸缩杆131延伸出壳体110并进入元件输送管道200，当限位块131触碰下限位开关190，下限位开关190发出下限位信号至处理器120，提示处理器120伸缩杆131已经伸出至下限位置，处理器120根据下限位信号控制驱动电机140停止运行。

本实施例中的探测装置，通过上限位开关180和下限位开关190与驱动电机140启停联锁，用以控制伸缩杆131的运动距离，使伸缩杆131不会过度从壳体110内伸出或者收回。

示例性的，驱动电机140包括力矩保护结构(图中未示出)，力矩保护结构用于在距离探测组件130下方的元件输送管道200处存在燃料元件卡堵时，向驱动电机140发出力矩保护信号，以使驱动电机140自动停止运行，对驱动电机140起到保护作用。

具体地，当初步判断当前元件输送管道200内可能存在燃料元件卡堵时，工作人员通过处理器120发出指令，为驱动电机140接通电源，驱动电机140电源接通后，驱动伸缩杆131、距离测量器132及探测定位板133向元件输送官道200内移动。若此时燃料元件卡堵在本探测装置100的下方，也就是说，若此时燃料元件卡堵在距离探测组件130的下方，则在伸缩杆131下降的过程中，探测定位板133在燃料元件的阻力下无法继续向下移动，导致驱动电机140的力矩保护结构动作，停止驱动电机140的移动。

如图1和图2所述，本实施例的探测装置100还包括连接线缆191，连接线缆191用于对电源模块150的电力供应、距离测量器132的信号传输、温度传感器160的信号传输、处理器120的控制指令及反馈传输功能。

如图4所示，本公开实施例的另一方面提供一种判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测方法S100，应用于前文所述探测装置100，对于探测装置100的具体结构前文已经进行详细描述，在此不再赘述。对于燃料装卸系统中元件输送管道200的结构前文也进行了描述，在此不再赘述。

本公开实施例的判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测方法S100包括：

S110、在所述驱动电机接收到燃料元件卡堵信号时，控制所述距离探测组件穿过所述通槽进入所述元件输送管道内，以获得所述距离探测组件至所述元件卡堵位置的实际距离。

具体地，如图1所示，当燃料元件正常输送时，探测装置100处于备用状态。也就是说，距离探测组件130收回至壳体110内，并且保证燃料元件在管道内可以顺畅的运动，不影响燃料元件的正常运行。

如图2所示，当初步判断判断燃料装卸系统发生卡堵情况时，操作人员启动探测装置100对元件输送管道200进行探测。具体地，通过处理器120向驱动电机140发送元件卡堵信号，驱动电机140接收到元件卡堵信号后，控制距离探测组件130穿过通槽210进入元件输送管道200内，并且测量距离探测组件130至元件卡堵位置的实际距离L2。

如图1和图2所示，在一些实施例中，距离探测组件130包括伸缩杆131、距离探测器132和探测定位板133。伸缩杆131的第一端与驱动电机140的输出轴传动连接，伸缩杆131的第二端与距离探测器132连接。探测定位板133设置于距离测量器132背离伸缩杆131的一侧。

具体地，如图2所示，在驱动电机140接收到燃料元件卡堵信号时，驱动电机140驱动伸缩杆131穿过通槽210进入元件输送管道200内，伸缩杆131的移动带动距离探测器132和探测定位板133移动至元件输送管道200内，距离探测器132的测量端132a测量测量端132a至元件卡堵位置的实际距离L2。

S120、所述处理器根据初始距离和所述实际距离，判断所述元件的卡堵位置；其中，所述初始距离为所述距离探测组件至所述元件输送管道目标位置处的距离。

具体地，在本实施例中，距离探测器132将测得的实际距离L2传输给处理器120，处理器120根据设置好的初始距离L1和实际距离L2，判断燃料元件的卡堵位置。其中，初始距离L1为距离探测组件130至元件输送管道200目标位置处的距离。

需要说明的是，在本实施例中，初始距离L1是已知的，可以是距离探测组件130沿着元件输送方向至元件输送管道200转弯处的距离，也可以是距离探测组件130沿着元件输送方向至元件输送管道200下游设备的距离，可以根据不同元件输送管道200的具体情况进行确定。

如图2所示，所述处理器根据初始距离和所述实际距离，判断所述元件的卡堵位置，具体包括：

在实际距离L2小于初始距离L1时，判断当前元件输送管道200存在元件卡堵。

在实际距离L2大于等于初始距离L1时，判断当前元件输送管道200正常输送元件。

示例性的，在驱动电机140包括力矩保护结构以及探测装置100包括下限位开关190时，所述方法还包括：

在驱动电机140接收到燃料元件卡堵信号，控制距离探测组件130穿过通槽210进入元件输送管道200时，若驱动电机140收到力矩保护信号自动停止运行，并且未接收到下限位开关190发出的下限位信号，则判断距离探测组件130下方的元件输送管道200处存在燃料元件卡堵。

需要说明的是，力矩保护结构和下限位开关190的特征前文已经进行详细描述，在此不再赘述。

本实施例的判断方法是针对一种特殊元件卡堵位置的判断，也就是说，是对于元件卡堵位置是位于距离探测组件130下方的元件输送管道200处的一种判断方法。

具体地，如图2所示，在驱动电机140接收到燃料元件卡堵信号，驱动电机140驱动伸缩杆131朝向元件输送管道130移动时，如果元件正好在距离探测组件130下方的元件输送管道200处卡堵，这时伸缩杆131在朝元件输送管道200移动过程中，探测定位板133在燃料元件的阻力下无法继续移动，导致驱动电机140的力矩保护结构动作，发出力矩保护信号，驱动电机140收到力矩保护信号自动停止运行。由于伸缩杆131不能继续移动，因此伸缩杆131上的限位块131a也不会触碰到下限位开关190，也就是说，下限位开关190不会发出下限位信号。

因此，在本实施例中，通过驱动电机140收到力矩保护信号自动停止运行，并且未接收到下限位开关190发出的下限位信号，即可判断距离探测组件130下方的元件输送管道200处存在燃料元件卡堵，为燃料元件特殊的卡堵位置的判断提供了一种判断方法。

示例性的，在所述装置包括温度传感器160时，所述方法还包括：

通过温度传感器160获取位于距离探测组件130下方的元件输送管道200的实际温度。

根据实际温度，判断距离探测组件130下方的元件输送管道200处是否存在燃料元件卡堵。其中，

在实际温度大于预设温度阈值时，判断距离探测组件下方的元件输送管道处存在燃料元件卡堵。

具体地，因反应堆正常运行时，流经元件输送管道200的燃料元件为发生过核裂变反应的燃料元件，其存在剩余发热，即衰变热。若此温度传感器160测量的实际温度大于预设温度，则说明该探测装置下方的元件输送管道200发生卡堵。具体地，若此温度传感器160测量的实际温度明显高于正常运行时此点的温度(温差大于20℃)，即可明确在该位置存在卡堵现象。

需要说明的是，对于温度传感器160的特征前文已经进行详细描述，在此不再赘述。

需要说明的是，如图1至图3所示，本公开实施例中，根据判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测装置100判断元件卡堵位置的原理具体如下：

燃料元件正常输送时，燃料元件在元件输送管道200内顺畅运动，该探测装置100处于备用状态，驱动电机140未通电，伸缩杆131、探测定位板133及距离测量器132均收回至壳体110内部，伸缩杆131到达上限位置时触碰上限位开关180，上限位开关180发出上限位信号，驱动电机140处于停止运行状态。即本探测装置100的距离探测组件130被收回至元件输送管道200外侧的壳体110内，保证燃料元件在元件输送管道200内可以顺畅的运动。

当初步判断燃料装卸系统中存在燃料元件卡堵时，初步判断可能存在燃料元件卡堵的元件输送管道200。首先，工作人员从处理器120发出指令，为驱动电机140接通电源，驱动电机140电源接通后，驱动电机140带动伸缩杆131、探测定位板133及距离测量器132向元件输送管道200移动。若此时燃料元件卡堵在本探测装置100的下方，则在伸缩杆131下降的过程中，探测定位板133在燃料元件的阻力下无法继续向下移动，导致驱动电机140的力矩保护结构动作，发出力矩保护信号至处理器120，处理器120控制驱动电机140停止运行，此时伸缩杆131无法触碰下限位开关190，下限位开关190未发出下限位信号。通过结合驱动电机140接收到力矩保护动作信号及下限位开关190为发出下限为信号，即可判断在距离探测组件130的下方下的元件输送管道200存在卡堵的燃料元件。

同时可以通过温度传感器160的温度明显上升指示辅助判断确认距离探测组件130的下方下的元件输送管道200存在卡堵的燃料元件。

若本公开实施例的探测装置100下方处的元件输送管道200无燃料元件卡堵时，此时伸缩杆131、探测定位板133可以无阻碍的下降至触碰下限位开关190。下限位开关190发出下限位信号后指示伸缩杆131下降至下限位，驱动电机140停止，此时由处理器120发出激光测距指令，距离测量器132开始工作，进行激光测距，测量距距离测量器132至元件卡堵位置的实际距离L2，并将测得的实际距离L2通过连接线缆191发送至处理器120，处理器120将实际距离L2与初始距离L1进行比较：若实际距离L2小于初始距离L1时，判断当前元件输送管道200存在元件卡堵；若实际距离L2大于等于初始距离L1时，判断当前元件输送管道200正常输送元件。

测量结束后，处理器120发出停止探测指令，停止距离测量器132工作，驱动电机140启动，收回伸缩杆131、探测定位板133及距离测量器132。当伸缩杆131到达上限位后，触碰上限位开关180，上限位开关180发出上限位信号指示伸缩杆131到达上限位，驱动电机140停止，本探测装置100恢复至备用状态，探测过程结束。

本公开实施例的探测装置100产生的数据经过处理器120处理后，将数据传输给数据通信模块，数据通信模块将数据发送给DCS系统，DCS系统向工作人员给出燃料元件是否在此处卡堵的结果。

本公开实施例的判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测方法，在当初步判断燃料装卸系统发生卡堵情况时，可通过此判断方法可以使工作人员快速、直观、准确的确认燃料元件发生了卡堵，并准确判断燃料元件卡堵位置，利于工作人员分析燃料装卸系统运行状态；对于确认燃料元件卡堵位置，不必通过增加燃料元件等其他辅助手段，节约故障判定及处理时间；此判断方法可减少卡堵元件数，减少维修人员的工作量及受到辐射照射的剂量；另外，此判断方法具有便捷、快速、直观、准确的特点，不会给燃料装卸系统增加额外的运行负担。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开实施例的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开实施例并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开实施例的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开实施例的保护范围。

Claims (10)

1.一种判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测装置，用于固定于燃料装卸系统的元件输送管道，其特征在于，所述元件输送管道对应所述装置的管壁处设置有通槽，所述探测装置包括壳体、处理器以及容设于所述壳体内的距离探测组件和驱动电机；

所述驱动电机与所述距离探测组件连接；其中，

在所述驱动电机接收到燃料元件卡堵信号时，控制所述距离探测组件穿过所述通槽进入所述元件输送管道内，以获得所述距离探测组件至燃料元件卡堵位置的实际距离；

所述处理器与所述距离探测组件电连接，用于根据初始距离和所述实际距离，判断所述燃料元件的卡堵位置；其中，所述初始距离为所述距离探测组件至所述元件输送管道目标位置处的距离。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述距离探测组件包括伸缩杆和距离探测器；

所述伸缩杆的第一端与所述驱动电机的输出轴传动连接，所述伸缩杆的第二端与所述距离探测器连接；其中，

所述距离探测器的测量端朝向所述燃料元件的输送方向。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述距离探测组件还包括探测定位板；

所述探测定位板设置于所述距离测量器背离所述伸缩杆的一侧；其中，

所述探测定位板背离所述距离测量器的一侧设置有弧形凹槽；

在所述燃料元件正常输送时，所述距离探测组件收回至所述壳体内，以使所述探测定位板卡设在所述通槽内，并且所述探测定位板的弧形凹槽与所述元件输送管道的管壁相匹配。

4.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括容设于所述壳体的温度传感器；

所述温度传感器，用于固定于所述元件输送管道。

5.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述伸缩杆上设置有限位块，所述装置还包括固定板以及设置在所述固定板上的上限位开关和下限位开关；

所述固定板沿所述伸缩杆的伸缩方向分布；

所述上限位开关和所述下限位开关沿所述伸缩杆的伸缩方向间隔分布；其中，

所述伸缩杆在第一位置时，所述限位块触碰所述上限位开关，以使所述上限位开关发出上限位信号；

所述伸缩杆在第二位置时，所述限位块触碰所述下限位开关，以使所述下限位开关发出下限位信号。

6.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述驱动电机包括力矩保护结构；

所述力矩保护结构，用于在所述距离探测组件下方的元件输送管道处存在燃料元件卡堵时，向所述驱动电机发出力矩保护信号，以使所述驱动电机自动停止运行。

7.一种判断高温气冷堆燃料元件卡堵位置的探测方法，应用于权利要求1至6任一项的所述装置，其特征在于，所述方法包括：

在所述驱动电机接收到燃料元件卡堵信号时，控制所述距离探测组件穿过所述通槽进入所述元件输送管道内，以获得所述距离探测组件至燃料元件卡堵位置的实际距离；

所述处理器根据初始距离和所述实际距离，判断所述燃料元件的卡堵位置；其中，所述初始距离为所述距离探测组件至所述元件输送管道目标位置处的距离。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述处理器根据初始距离和所述实际距离，判断所述燃料元件的卡堵位置，包括：

在所述实际距离小于所述初始距离时，判断当前元件输送管道存在燃料元件卡堵；

在所述实际距离大于等于所述初始距离时，判断当前元件输送管道正常输送元件。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述驱动电机包括力矩保护结构以及所述装置包括下限位开关时，所述方法还包括：

在所述驱动电机接收到燃料元件卡堵信号，控制所述距离探测组件穿过所述通槽进入所述元件输送管道时，若所述驱动电机收到力矩保护信号自动停止运行，并且未接收到所述下限位开关发出的下限位信号，则判断所述距离探测组件下方的元件输送管道处存在燃料元件卡堵。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述装置包括温度传感器时，所述方法还包括：

通过所述温度传感器获取位于所述距离探测组件下方的所述元件输送管道的实际温度；

根据所述实际温度，判断所述距离探测组件下方的元件输送管道处是否存在燃料元件卡堵；其中，

在所述实际温度大于预设温度阈值时，判断所述距离探测组件下方的元件输送管道处存在燃料元件卡堵。

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