CN207909508U - 一种核电站用内含等长布置探测器的堆芯仪表套管组件 - Google Patents

一种核电站用内含等长布置探测器的堆芯仪表套管组件 Download PDF

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匡红波
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Abstract

本实用新型提供一种核电站用内含等长布置探测器的堆芯仪表套管组件，其包括：铠装热电偶(9)、集管(5)、多支自给能中子探测器(10)；其中，所述铠装热电偶(9)和所述多支自给能中子探测器(10)通过固定支架(11)连接。本实用新型提供的核电站用内含等长布置探测器的堆芯仪表套管组件，可以直接插入反应堆压力容器内进行温度和中子测量的仪表套管，可运用于大部分压水堆核电堆型中的堆芯仪表系统。

Description

一种核电站用内含等长布置探测器的堆芯仪表套管组件
技术领域
本实用新型涉及核电站堆芯仪表系统测量技术，尤其涉及到堆芯内部中子注量率测量仪表。
背景技术
堆芯仪表系统是反应堆运行期间进行堆芯内中子注量率测量的关键系统。核电站正常运行过程中，反应堆压力容器内为高温、高压和高辐照的严酷环境。当反应堆运行功率在额定功率的20％以上时，需要利用堆芯仪表系统连续监测当前的中子注量率值，提醒操纵员反应堆安全裕量，并相应地控制反应性。对于事故后堆芯不充分冷却监测，需要测量堆芯出口温度。
本实用新型所描述的堆芯仪表套管组件(IITA)即用于堆芯仪表系统。堆芯仪表套管组件包括封装在一个金属外壳内的多支等长式布置自给能中子探测器(SPD)和1个热电偶(CET)。探测器通过密封卡套与反应堆压力容器顶盖上的快拆装密封组件连接固定，末端是连接器。本实用新型可适用于核电站反应堆堆芯出口的温度测量和堆芯中子注量率的测量。
为减少反应堆压力容器内部核测仪表的接口，降低复杂性进而提高可靠性，堆芯仪表套管组件内集成了热电偶及自给能中子探测器。其主要作用为连续测量每个中子探测器周围直接正比于反应堆功率密度的中子注量率信号。
自给能探测器(SPD)由发射极、绝缘体和收集极组成。SPD是一种无需外加电压，在辐射场内能自行产生输出电流的一种固体探测器，同时具有小巧、结构简单、成本低、易安装、寿命长、耐高辐照和抗高温等优点。
目前我国核电大力发展，规模不断扩大，对于堆芯仪表套管组件的需求与日俱增，并要求提高核测仪表国产化率。而内含等长式布置自给能探测器的堆芯仪表套管组件在国内外都没有相关研究和应用，是一种新型的堆芯仪表套管组件，技术难度高，较为新颖。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的不足，提出一种核电站用内含等长布置探测器的堆芯仪表套管组件。
本实用新型提供一种核电站用内含等长布置探测器的堆芯仪表套管组件，其特征在于，包括：铠装热电偶(9)、集管(5)、多支自给能中子探测器(10)、外壳(8)、接头(7)、柔性密封软电缆(4)、后壳(3)、电气连接器(2)、防尘罩(1)和子弹头端塞(12)；其中，所述铠装热电偶(9)和所述多支自给能中子探测器(10)通过固定支架(11)连接，置于外壳(8)内；外壳(8)一端与子弹头端塞(12)通过焊接连接，另一端通过接头(7)与集管(5)焊接连接；集管(5)另一端与柔性密封电缆(4)焊接连接，柔性密封电缆(4)与后壳(3)焊接连接；后壳(3)与电气连接器(2)焊接连接，防尘罩(1)拧到电气连接器(2)上。
优选的，所述多支自给能中子探测器(10)包括发射体(13)、收集体(15)、绝缘体(14)及信号芯线(16)；其中，所述多支自给能中子探测器(10)设置一条信号芯线(16)和一条相对应的本底信号线(17)；其中，所述信号芯线(16)和所述本底信号线(17)通过一根信号电缆(18)传输。
优选的，所述多支自给能中子探测器(10)的结构相同，并在套管组件内沿轴向依次等距分布。
优选的，所述多支自给能中子探测器(10)不具有外置电源，且经配置以依靠敏感材料吸收中子，发射电子产生电流；所述多支自给能中子探测器(10)为低燃耗材料。
优选的，所述多支自给能中子探测器(10)的绝缘材料采用高纯度氧化物。
优选的，所述集管(5)的一端与柔性密封软电缆(4)连接，另一端通过接头(7)与外壳(8)连接。
优选的，所述柔性密封软电缆(4)与后壳(3)焊接连接，后壳(3)与电气连接器(2)焊接连接，电气连接器(2)上拧有防尘罩(1)；铠装热电偶(9)和多支自给能中子探测器(10)引线与电气连接器(2)端子焊接连接，外壳(8)前端与子弹头端塞(12)焊接连接，子弹头端塞(12)在外壳充氮气后焊接封头。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型提供的核电站用内含等长布置探测器的堆芯仪表套管组件，可以直接插入反应堆压力容器内进行温度和中子测量的仪表套管，可运用于大部分压水堆核电堆型中的堆芯仪表系统。
附图说明
图1为符合本实用新型优选实施例的核电站用内含等长布置探测器的堆芯仪表套管组件的结构图。
图2为符合本实用新型优选实施例的等长自给能探测器的布置图。
图3为符合本实用新型优选实施例的自给能探测器的结构图。
图4为符合本实用新型优选实施例的堆芯仪表套管组件B-B截面图。
图5为符合本实用新型优选实施例的钒自给能探测器产生电流的机理图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1-5所示，本实用新型提供的核电站用内含等长式布置自给能探测器的堆芯仪表套管组件，包括铠装热电偶(9)、集管(5)、多支自给能中子探测器(10)。铠装热电偶(9)和自给能中子探测器(10)通过固定支架固定(11)在一起，所述自给能中子探测器(10)由发射体(13)、收集体(15)、绝缘体(14)及信号芯线(16)组成，其结构图见图3。其中中子探测器设置一条信号芯线(16)和一条相对应本底信号线(17)，用于抵消反应堆内的信号噪声，提高探测器的信号精度。其中信号芯线和本底信号线通过一根信号电缆(18)传输。
套管中的多支自给能中子探测器形式结构一致，在套管内沿轴向依次等距分布，如图1所示。自给能中子探测器不需要外置电源，在反应堆中依靠敏感材料吸收中子，发射电子产生电流，其中典型的以钒材料作为发射极的机理见图5。自给能中子探测器为低燃耗材料，寿命较长。自给能探测器绝缘材料采用高纯度氧化物，材料不易吸潮，不易老化，高温绝缘电阻高，对中子穿透影响少，能有效提高自给能中子探测器的测量精度，其本身寿命远远超出自给能中子探测器的寿命，所以对探测器的寿命没有负面影响。
集管(5)一端与柔性密封软电缆(4)连接，另一端通过接头(7)与外壳(8)连接。柔性密封软电缆(4)与后壳(3)焊接连接，后壳(3)与电气连接器(2)焊接连接，电气连接器(2)上拧有防尘罩(1)。铠装热电偶(9)和多支自给能中子探测器(10)引线与电气连接器(2)端子焊接连接，外壳(8)前端与子弹头端塞(12)焊接连接，子弹头端塞(12)在外壳充氮气后焊接封头。
具体的，如图1所示，一种核电站用内含等长布置自给能探测器堆芯仪表套管组件，包括防尘罩1、电气连接器2、后壳3、柔性密封软电缆4、集管5、密封卡套6、接头7、外壳8、热电偶9、中子探测器10、固定支架11、子弹头端塞12。
热电偶9和多支中子探测器10固定在固定支架11上。中子探测器10为自给能中子探测器，由发射体13、收集体15、绝缘体14及信号芯线16组成，多支中子探测器10规格一致，沿固定支架11在套管组件内沿轴向依次等距分布，如图2所示。
集管5一端与柔性密封软电缆4连接，集管5另一端通过接头7与外壳8焊接连接，柔性密封软电缆4与后壳3焊接，热电偶9及中子探测器10引线与电气连接器2端子焊接，后壳3与电气连接器2焊接，防尘罩1拧到连接器2上，集管5一端通过接头7与外壳8焊接，在外壳8充氮气后子弹头端塞12焊接封头。
如图3所示，中子探测器设置一条信号芯线和一条相对应本底信号线，用于抵消反应堆内的信号噪声，提高探测器的信号精度。
抵消信号线自身的噪声信号，提高探测器的灵敏度。
与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：
1、本实施例提供的核电站用内含等长布置探测器的堆芯仪表套管组件，可以直接插入反应堆压力容器内进行温度和中子测量的仪表套管，可运用于大部分压水堆核电堆型中的堆芯仪表系统。
本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。
显然，本领域的技术人员可以对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等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种核电站用内含等长布置探测器的堆芯仪表套管组件，其特征在于，包括：铠装热电偶(9)、集管(5)、多支自给能中子探测器(10)、外壳(8)、接头(7)、柔性密封软电缆(4)、后壳(3)、电气连接器(2)、防尘罩(1)和子弹头端塞(12)；其中，所述铠装热电偶(9)和所述多支自给能中子探测器(10)通过固定支架(11)连接，置于外壳(8)内；外壳(8)一端与子弹头端塞(12)通过焊接连接，另一端通过接头(7)与集管(5)焊接连接；集管(5)另一端与柔性密封电缆(4)焊接连接，柔性密封电缆(4)与后壳(3)焊接连接；后壳(3)与电气连接器(2)焊接连接，防尘罩(1)拧到电气连接器(2)上。
2.如权利要求1所述的核电站用内含等长布置探测器的堆芯仪表套管组件，其特征在于，所述多支自给能中子探测器(10)包括发射体(13)、收集体(15)、绝缘体(14)及信号芯线(16)；其中，所述多支自给能中子探测器(10)设置一条信号芯线(16)和一条相对应的本底信号线(17)；其中，所述信号芯线(16)和所述本底信号线(17)通过一根信号电缆(18)传输。
3.如权利要求1所述的核电站用内含等长布置探测器的堆芯仪表套管组件，其特征在于，所述多支自给能中子探测器(10)的结构相同，并在套管组件内沿轴向依次等距分布。
4.如权利要求1所述的核电站用内含等长布置探测器的堆芯仪表套管组件，其特征在于，所述多支自给能中子探测器(10)不具有外置电源，且经配置以依靠敏感材料吸收中子，发射电子产生电流；所述多支自给能中子探测器(10)为低燃耗材料。
5.如权利要求1所述的核电站用内含等长布置探测器的堆芯仪表套管组件，其特征在于，所述多支自给能中子探测器(10)的绝缘材料采用高纯度氧化物。
6.如权利要求1所述的核电站用内含等长布置探测器的堆芯仪表套管组件，其特征在于，所述集管(5)的一端与柔性密封软电缆(4)连接，另一端通过接头(7)与外壳(8)连接。
7.如权利要求6所述的核电站用内含等长布置探测器的堆芯仪表套管组件，其特征在于，所述柔性密封软电缆(4)与后壳(3)焊接连接，后壳(3)与电气连接器(2)焊接连接，电气连接器(2)上拧有防尘罩(1)；铠装热电偶(9)和多支自给能中子探测器(10)引线与电气连接器(2)端子焊接连接，外壳(8)前端与子弹头端塞(12)焊接连接，子弹头端塞(12)在外壳充氮气后焊接封头。
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