CN207690516U - 堆内高温电离室悬挂装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种堆内高温电离室悬挂装置，包括可插入反应堆屏蔽平台垂直孔道的悬挂装置外壳，在悬挂装置外壳的底端设置探头支撑段，探头支撑段内放置探头，所述探头连接铠装电缆的一端，铠装电缆的另一端从悬挂装置外壳上部的电缆出口引出，在悬挂装置外壳上设有起支撑作用的法兰，所述法兰支撑在孔道上端的反应堆屏蔽平台顶部，在悬挂装置外壳顶端设有吊耳。本实用新型根据堆内高温电离室悬挂装置使用的特殊环境及探测需求，对高温电离室悬挂装置进行了特殊的设计，使之适用于反应堆内的高温、强辐射环境，可以为探头提供支撑和屏蔽，为屏蔽保护结构提供支撑，为电缆提供绝缘通道。
Description
技术领域
本实用新型涉及反应堆堆内探测器的设计，具体涉及一种堆内高温电离室悬挂装置。
背景技术
反应堆中子探测器是核电站重要的安全设备。在反应堆的运行中需要及时和准确的测量中子注量率，以此来调节控制棒的插入深度和慢化剂的浓度，从而达到控制反应堆功率和安全运行的目的。主要的反应堆探测器分为两大类：一种是运行在环境恶劣的堆芯内部，测量堆芯中子注量率分布、热点因子和校准仪表灯的堆内中子探测器；另一种是运行在环境较为温和的堆芯外部，主要进行总功率测量和预警。为了能加大燃耗深度，减少乏废料的产生，新一代反应堆采用了更加恶劣的堆内环境，因而对探测器提出了更高的要求。
堆内探测器按照原理不同分为三类：利用中子活化法的气动活化球或活化丝；利用裂变法的裂变室；利用中子核反应法的自己能探测器。本实用新型所涉及的高温电离室悬挂装置是为裂变电离室设计的。裂变电离室的基本原理与电离室基本相同，裂变电离室是利用中子裂变法：中子与易裂变核素发生裂变反应，产生裂变碎片，裂变碎片再与气体介质发生电离，电离离子被收集电极收集，产生信号。
堆芯中子注量率是反应堆重要的堆芯参数，中子探测器是反应堆必不可少的安全设备，由于反应堆内处于高温、强辐射的恶劣环境，研制开发堆内中子探测器有很大的技术难度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种为堆内高温电离室探测器而设计的悬挂装置，在堆内复杂环境下为探头提供支撑和屏蔽、为屏蔽保护结构提供支撑、为电缆提供绝缘通道。
本实用新型的技术方案如下：一种堆内高温电离室悬挂装置，包括可插入反应堆屏蔽平台垂直孔道的悬挂装置外壳，在悬挂装置外壳的底端设置探头支撑段，探头支撑段内放置探头，所述探头连接铠装电缆的一端，铠装电缆的另一端从悬挂装置外壳上部的电缆出口引出，在悬挂装置外壳上设有起支撑作用的法兰，所述法兰支撑在孔道上端的反应堆屏蔽平台顶部，在悬挂装置外壳顶端设有吊耳。
进一步，如上所述的堆内高温电离室悬挂装置，其中，所述的悬挂装置外壳依据不同的功能分为不同长度的功能段，各功能段之间通过连接块进行氩弧焊接。
进一步，如上所述的堆内高温电离室悬挂装置，其中，所述的悬挂装置外壳为薄壁管。
更进一步，薄壁管的厚度范围为3mm-5mm。
进一步，如上所述的堆内高温电离室悬挂装置，其中，悬挂装置外壳设有变径段，变径段下部的外壳管径小于变径段上部的外壳管径。
更进一步，所述变径段位于悬挂装置的中部，先根据堆内中子注量率、伽马强度、温度参数确定屏蔽功能段、保温功能段的位置后，在保温功能段的下面设置所述变径段。
进一步，如上所述的堆内高温电离室悬挂装置，其中，在悬挂装置外壳内部设有用于固定铠装电缆的电缆卡子。
进一步，如上所述的堆内高温电离室悬挂装置，其中，在所述法兰部分设有起密封作用的垫圈。
进一步，如上所述的堆内高温电离室悬挂装置，其中，所述的吊耳有两个，对称设置在悬挂装置外壳顶端的两侧。
本实用新型的有益效果如下：本实用新型根据堆内高温电离室悬挂装置使用的特殊环境及探测需求，对高温电离室悬挂装置进行了特殊的设计，悬挂装置的外形尺寸根据孔道(圆柱状)的具体尺寸及探测环境设计，悬挂装置法兰下的长度按照反应堆屏蔽平台到堆心平面的位置确定。本实用新型考虑到安装、应力分布等问题将悬挂装置分为不同长度的功能段，每段通过氩弧焊接成为一个整体管件；考虑到控制悬挂装置自身重量，将悬挂装置功能区下方设计了变径处理。本实用新型适用于反应堆内的高温、强辐射环境，可以为探头提供支撑和屏蔽，为屏蔽保护结构提供支撑，为电缆提供绝缘通道。
附图说明
图1为本实用新型堆内高温电离室悬挂装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
本实用新型所提供的堆内高温电离室悬挂装置是为研发高温电离室探测器而设计的，在堆内复杂环境下为探头提供支撑和屏蔽，为屏蔽保护结构提供支撑，为电缆提供绝缘通道。由于堆内高温电离室悬挂装置处在高温、强辐射的恶劣环境中，悬挂装置应力变化、焊接强度及自身重量等都是本设计中需要考虑的技术问题。
为了准确的测量反应堆运行中中子注量率，在反应堆屏蔽平台垂直孔道内放置了高温电离室探测装置，根据堆内高温电离室悬挂装置使用的特殊环境及探测需求，对高温电离室悬挂装置进行了特殊的设计，悬挂装置的外形尺寸是根据孔道(圆柱状)的具体尺寸及探测环境设计的,如悬挂装置的直径设计需小于孔道直径，悬挂装置法兰下的长度是按照反应堆屏蔽平台到堆芯平面的位置确定；悬挂装置吊耳的设计考虑了整体装置的重量及焊接强度，需进行应力计算及承重计算；由于悬挂装置是薄壁管，内部按不同功能分为不同的区(屏蔽区、保温区、探测区、电缆过度区等)，因而考虑到安装、应力分布等问题将悬挂装置分为不同长度的功能段，通过连接块将每段进行氩弧焊接；考虑到控制悬挂装置自身重量，将悬挂装置功能区下方设计了变径处理(功能区后薄壁管的直径变小)；铠装电缆通过探头直达法兰上部，铠装电缆穿过每段接口部位设计了电缆卡子，卡子起到加固铠装电缆的效果。通过以上考虑最终设计了高温电离室悬挂装置。
本实用新型高温电离室悬挂装置的具体组成见图1，主要包括以下几部分： 1、吊耳，2、电缆出口，3、悬挂装置外壳，4、法兰，5、垫圈，6、铠装电缆， 7、变径段，8、电缆卡子，9、探头支撑段。由于悬挂装置工作在较为恶劣的堆内环境中，对其进行设计需要考虑多种因素，其中关键的设计需要考虑到特殊环境下悬挂装置的机械强度，涉及材料的选取、焊接方式、管壁厚度、整个悬挂装置的重量控制等问题，严格杜绝在吊装和工作过程中部件脱落、管开裂掉落到孔道内等问题发生。
如图1所示，吊耳1位于悬挂装置的最上端，两侧各一个，是吊装整个设备进入堆内孔道时的关键部件，承载整个高温电离室的重量；电缆出口2是电缆从悬挂装置底端探头开始垂直向上穿过整个装置后电缆的出口，后端与二次仪表相连；悬挂装置外壳3是高温电离室探头、屏蔽区、电缆等的支撑部件，是薄壁管材，在堆内特殊环境下需要考虑材料应力变化，考虑到减轻整体悬挂装置的重量以及保障过渡段之间的焊接强度，薄壁管的厚度既不能太薄，也不能太厚，因而可选的厚度范围为3mm-5mm；法兰4是悬挂装置放入孔道后的一个重要支撑部件，主要支撑部位在电离室孔道上端的屏蔽平台顶部，能够支撑整个设备的重量；垫圈5在法兰部分，主要作用是保障法兰以下部分相对密封；铠装电缆6是探头信号传输的重要部分，下端与探头输出相连，上端与普通电缆相接；电缆卡子8起固定电缆的作用；悬挂装置最下端探头支撑段9放置探头，保证探头中心与堆芯中平面平齐；考虑到悬挂装置探头、电缆等的安装方便以及在高温、强辐射环境下的应力变化，高温电离室悬挂装置设计了多段焊接模式，焊接方式是氩弧焊；为了进一步减轻悬挂装置的重量，还设计了变径段7，即悬挂装置上部几段管材直径与孔道尺寸一致，下部几段管材直径变小，变径段设置在保温功能区下面，大概位置在悬挂装置的中部，最终的位置要根据堆内中子注量率、伽马强度、温度等参数确定功能区(屏蔽区、保温区) 的位置后再具体确定。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种堆内高温电离室悬挂装置，其特征在于：包括可插入反应堆屏蔽平台垂直孔道的悬挂装置外壳(3)，在悬挂装置外壳(3)的底端设置探头支撑段(9)，探头支撑段(9)内放置探头，所述探头连接铠装电缆(6)的一端，铠装电缆(6)的另一端从悬挂装置外壳(3)上部的电缆出口(2)引出，在悬挂装置外壳(3)上设有起支撑作用的法兰(4)，所述法兰(4)支撑在孔道上端的反应堆屏蔽平台顶部，在悬挂装置外壳(3)顶端设有吊耳(1)。
2.如权利要求1所述的堆内高温电离室悬挂装置，其特征在于：所述的悬挂装置外壳(3)依据不同的功能分为不同长度的功能段，各功能段之间通过连接块进行氩弧焊接。
3.如权利要求1所述的堆内高温电离室悬挂装置，其特征在于：所述的悬挂装置外壳(3)为薄壁管。
4.如权利要求3所述的堆内高温电离室悬挂装置，其特征在于：薄壁管的厚度范围为3mm-5mm。
5.如权利要求2所述的堆内高温电离室悬挂装置，其特征在于：悬挂装置外壳(3)设有变径段(7)，变径段下部的外壳管径小于变径段上部的外壳管径。
6.如权利要求5所述的堆内高温电离室悬挂装置，其特征在于：所述变径段(7)位于悬挂装置的中部，先根据堆内中子注量率、伽马强度、温度参数确定屏蔽功能段、保温功能段的位置后，在保温功能段的下面设置所述变径段(7)。
7.如权利要求1所述的堆内高温电离室悬挂装置，其特征在于：在悬挂装置外壳(3)内部设有用于固定铠装电缆(6)的电缆卡子(8)。
8.如权利要求1所述的堆内高温电离室悬挂装置，其特征在于：在所述法兰部分设有起密封作用的垫圈(5)。
9.如权利要求1所述的堆内高温电离室悬挂装置，其特征在于：所述的吊耳(1)有两个，对称设置在悬挂装置外壳(3)顶端的两侧。
Priority Applications (1)
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| CN201721798033.0U CN207690516U (zh) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | 堆内高温电离室悬挂装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108109709A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-01 | 中国原子能科学研究院 | 堆内高温电离室悬挂装置 |
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2017
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