RU2797858C1 - Method for controlling the chipping of fuel pellets in the assembled fuel cell - Google Patents
Method for controlling the chipping of fuel pellets in the assembled fuel cell Download PDFInfo
- Publication number
- RU2797858C1 RU2797858C1 RU2022101395A RU2022101395A RU2797858C1 RU 2797858 C1 RU2797858 C1 RU 2797858C1 RU 2022101395 A RU2022101395 A RU 2022101395A RU 2022101395 A RU2022101395 A RU 2022101395A RU 2797858 C1 RU2797858 C1 RU 2797858C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- fuel cell
- fuel element
- assembled
- counting pulses
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к ядерной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих элементов при разработке способов контроля сколов топливных таблеток в собранном тепловыделяющем элементе (далее - твэле).SUBSTANCE: invention relates to nuclear power industry and can be used at enterprises manufacturing fuel elements when developing methods for controlling fuel pellet chipping in an assembled fuel element (hereinafter referred to as a fuel element).
Известно «Устройство контроля сплошности топливного столба» по патенту РФ на изобретение №RU 2108631 С1, заявка: 97102876/25, 27.02.1997, МПК: G21C 17/00, G01N 9/24, G01N 23/08, в котором контроль осуществляется путем пропускания твэла с известной скоростью через ортогонально установленные блоки детектирования. По скорости счета на выходах блоков судят о величине зазора в топливных таблетках и наличии скола. Однако, браковочное значение скола 0,3 мм на фоне диаметра топливной таблетки ~9 мм обеспечивает малую чувствительность контроля, вблизи уровня «шумов», что приводит к повышению вероятности появления ошибок первого и второго рода при контроле и отбраковке твэлов.Known "Device for monitoring the continuity of the fuel column" according to the patent of the Russian Federation for the invention No. RU 2108631 C1, application: 97102876/25, 27.02.1997, IPC: G21C 17/00, G01N 9/24, G01N 23/08, in which control is carried out by passing a fuel element at a known speed through orthogonally mounted detection units. The counting rate at the outputs of the blocks is used to judge the size of the gap in the fuel pellets and the presence of a chip. However, a cleavage rejection value of 0.3 mm against the background of a fuel pellet diameter of ~9 mm ensures low control sensitivity near the “noise” level, which leads to an increase in the probability of occurrence of errors of the first and second kind in the control and rejection of fuel elements.
Известен «Способ контроля топливного столба тепловыделяющего элемента ядерного реактора и устройство для его осуществления (патент РФ на изобретение №RU 2483373 С2, заявка: 2011134934/07, 19.08.2011G21C 17/00 - прототип).Known "Method of controlling the fuel column of a fuel element of a nuclear reactor and a device for its implementation (RF patent for invention No. RU 2483373 C2, application: 2011134934/07, 19.08.2011G21C 17/00 - prototype).
В данном изобретении для повышения производительности устанавливаются последовательно несколько блоков детектирования, а для обеспечения требуемой равномерности скорости протяжки - текущий контроль положения твэла при помощи фотодатчиков с последовательным отключением-подключением механизмов протяжки.In this invention, to increase productivity, several detection units are installed in series, and to ensure the required uniformity of the pulling speed, current control of the position of the fuel element using photo sensors with sequential disconnection-connection of the pulling mechanisms.
Недостатками указанного технического решения является то, что достоверность выявления сколов топливных таблеток при контроле зазора существенно не повышается, т.к. увеличение скорости счета может идентифицироваться, как увеличение зазора между топливными таблетками. Кроме того, не обеспечивается возможность контроля наличия и величины скола топливных таблеток в собранном тепловыделяющем элементе.The disadvantages of this technical solution is that the reliability of the detection of chipped fuel pellets when checking the gap does not increase significantly, because an increase in the count rate can be identified as an increase in the gap between the fuel pellets. In addition, it is not possible to control the presence and size of fuel pellet cleavage in the assembled fuel element.
Задачей предложенного технического решения является создание способа контроля наличия сколов топливных таблеток в собранном тепловыделяющем элементе, обеспечивающем контроль длины топливного столба, координаты топливного столба и комплектующих, контроль единичных зазоров, контроль суммарного зазора, но при этом дополнительно обеспечивающего возможность контроля наличия и величины скола топливных таблеток в собранном тепловыделяющем элементе.The objective of the proposed technical solution is to create a method for monitoring the presence of fuel pellet chips in the assembled fuel element, which provides control of the length of the fuel column, the coordinates of the fuel column and components, control of single gaps, control of the total gap, but at the same time additionally providing the ability to control the presence and size of chipped fuel pellets in the assembled fuel element.
Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном способе контроля сколов топливных таблеток в собранном тепловыделяющем элементе ядерного реактора, включающем протягивание тепловыделяющего элемента через блоки детектирования, установленные ортогонально оси твэла и содержащие источники и детекторы гамма-излучения и последующий анализ полученных результатов, согласно изобретению, на входе блоков детектирования дополнительно устанавливают щелевые коллиматоры, один из которых оснащают управляемым экраном, частично перекрывающим щель коллиматора с обеспечением зазора со стороны малой хорды сечения тепловыделяющего элемента, при этом механизм управления движением тепловыделяющего элемента дополнительно оснащают приводом вращения тепловыделяющего элемента, и перемещают тепловыделяющий элемент, после чего счетные импульсы, поступающие с детекторов гамма-излучения, обрабатывают, в частности, вычитают и суммируют, при этом по сигналу разности счетных импульсов судят о возможном наличии скола в зоне зазора топливных таблеток, при разности выше допустимого порогового значения, тепловыделяющий элемент останавливают, вводят экран в один из щелевых коллиматоров и производят вращение тепловыделяющего элемента, после чего, по появлению экстремума счетных импульсов на выходе детектора с данным управляемым коллиматором, дают заключение о наличии и величине скола топливных таблеток в собранном тепловыделяющем элементе.The solution to this problem is achieved by the fact that in the proposed method for monitoring fuel pellet chipping in the assembled fuel element of a nuclear reactor, which includes pulling the fuel element through detection units installed orthogonally to the fuel rod axis and containing sources and detectors of gamma radiation and subsequent analysis of the results obtained, according to the invention, slit collimators are additionally installed at the input of the detection units, one of which is equipped with a controllable screen that partially covers the collimator slot with a clearance on the side of the minor chord of the fuel element section, while the mechanism for controlling the movement of the fuel element is additionally equipped with a fuel element rotation drive, and the fuel element is moved, after which the counting pulses coming from the gamma radiation detectors are processed, in particular, subtracted and summed, while the signal of the difference of the counting pulses is used to judge the possible presence of a chip in the gap zone of the fuel pellets, if the difference is above the allowable threshold value, the fuel element is stopped, a screen is inserted into one of the slit collimators and the fuel element is rotated, after which, by the appearance of an extremum of counting pulses at the output of the detector with this controlled collimator, a conclusion is made about the presence and size of the fuel pellet chip in the assembled fuel element.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ контроля, на фиг. 2 показано состояние блоков детектирования при поступательной протяжке твэла (а) и при его вращении (б).The essence of the invention is illustrated in the drawings, where in Fig. 1 shows a diagram of a device that implements the proposed method of control, in Fig. Figure 2 shows the state of the detection units during the translational drawing of the fuel rod (a) and during its rotation (b).
Предложенный способ может быть реализован следующим образом.The proposed method can be implemented as follows.
Твэл 1 перемещают при помощи ведущих роликов приводов продольного перемещения 2, нажимные ролики которых при этом одновременно являются суммарными колесами датчиков продольного перемещения твэла 3. Для обеспечения вращения твэла при его остановке в сечении контроля и освобождении нажимных роликов, используется механизм управляемого вращения твэла 4, представляющий собой управляемый люнет с ведущими роликами. Блоки детектирования, установленные рабочими осями под 90° друг к другу, размещены в одном контрольном сечении и содержат источник гамма-излучения 5, датчик гамма-излучения 6. В одном из блоков применен щелевой коллиматор с окном постоянного сечения 7, а в другом, с окном переменного сечения 8, применен щелевой коллиматор с дополнительным экраном и механизмом его перемещения.The
На фиг. 2(а) показано состояния блоков детектирования при поступательной протяжке твэла.In FIG. 2(a) shows the state of the detection units during the forward pull of the fuel rod.
На фиг. 2(а) оба щелевых коллиматора полностью открыты и поток гамма-квантов на датчики 6 формируется сечением топливного столба твэла 1, перемещаемого в перпендикулярной плоскости и щелевыми коллиматорами 7 и 8 с щелью, лежащей в плоскости изображения. При получении разностного сигнала с датчиков гамма-излучения, превышающего пороговое значение напряжения, движение твэла останавливают, прижимные ролики отводят, и зажимают ролики приводного люнета для последующего вращения твэла.In FIG. 2(a), both slit collimators are fully open and the flow of gamma quanta to
На фиг. 2(б) показано состояние блоков детектирования при последующем вращении твэла.In FIG. 2(b) shows the state of the detection units during the subsequent rotation of the fuel rod.
Экран коллиматора 8 вводят в окно с образованием прохода гамма-излучения по малой хорде сечения топливной таблетки, тем самым перекрывая значительную часть топливного зазора и начинают вращение твэла вокруг продольной оси. При наличии скола на топливной таблетке, скорость счета на выходе соответствующего датчика гамма-излучения будет иметь ярко выраженный экстремум при пересечении сколом потока излучения от источника, при этом величина данного экстремума будет пропорциональна величине скола топливной таблетки.The screen of the
Использование предложенного технического решения позволит создать способ контроля наличия сколов топливных таблеток в собранном тепловыделяющем элементе, обеспечивающем контроль длины топливного столба, координаты топливного столба и комплектующих, контроль единичных зазоров, контроль суммарного зазора, и дополнительно обеспечивающего возможность контроля наличия и величины скола топливных таблеток в собранном тепловыделяющем элементе.The use of the proposed technical solution will make it possible to create a method for monitoring the presence of fuel pellet chips in the assembled fuel element, which provides control of the length of the fuel column, the coordinates of the fuel column and components, control of single gaps, control of the total gap, and additionally provides the ability to control the presence and size of chipped fuel pellets in the assembled fuel element. heat generating element.
Источники информации, принятые во внимание при оформлении заявки на изобретение.Sources of information taken into account when filing an application for an invention.
1 Патент РФ №2108631 С1, МПК: G21C 17/00, G01N 9/24, G01N 23/08, опубл. 10.04.1998 г.1 RF patent No. 2108631 C1, IPC: G21C 17/00, G01N 9/24, G01N 23/08, publ. 04/10/1998
2 Патент РФ №2483373 С2, МПК: G21C 17/00, опубл. 27.05.2013 г.2 RF patent No. 2483373 C2, IPC: G21C 17/00, publ. May 27, 2013
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2797858C1 true RU2797858C1 (en) | 2023-06-08 |
Family
ID=
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4226539A (en) * | 1976-12-24 | 1980-10-07 | Hitachi, Ltd. | Cylindrical body appearance inspection apparatus |
US4229654A (en) * | 1978-08-07 | 1980-10-21 | General Electric Company | Determining fissile content of nuclear fuel elements |
RU2119657C1 (en) * | 1993-05-05 | 1998-09-27 | Бритиш Нуклеа Фюэлс ПЛС | Surface flaw detector |
RU2256248C2 (en) * | 2003-05-23 | 2005-07-10 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Inspection and sorting-out line for fuel elements |
US20060056566A1 (en) * | 2002-12-24 | 2006-03-16 | Belgonucleaire Sa | Method and apparatus for carrying out a mox fuel rod quality control |
RU2400704C1 (en) * | 2009-09-07 | 2010-09-27 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Device for detecting surface defects in cylindrical items |
RU2483373C2 (en) * | 2011-08-19 | 2013-05-27 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Monitoring method of fuel column of fuel element of nuclear reactor, and device for its implementation |
US20140152771A1 (en) * | 2012-12-01 | 2014-06-05 | Og Technologies, Inc. | Method and apparatus of profile measurement |
RU2604109C2 (en) * | 2015-04-07 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Конструкторско-технологический институт научного приборостроения Сибирского отделения Российской академии наук | Method of detecting surface defects of cylindrical objects |
RU2638179C1 (en) * | 2016-11-28 | 2017-12-12 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Device for detecting defects on forming surface of cylindrical products |
RU2645436C1 (en) * | 2016-11-28 | 2018-02-21 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Device for detecting defects on the end surface of cylindrical products |
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4226539A (en) * | 1976-12-24 | 1980-10-07 | Hitachi, Ltd. | Cylindrical body appearance inspection apparatus |
US4229654A (en) * | 1978-08-07 | 1980-10-21 | General Electric Company | Determining fissile content of nuclear fuel elements |
RU2119657C1 (en) * | 1993-05-05 | 1998-09-27 | Бритиш Нуклеа Фюэлс ПЛС | Surface flaw detector |
US20060056566A1 (en) * | 2002-12-24 | 2006-03-16 | Belgonucleaire Sa | Method and apparatus for carrying out a mox fuel rod quality control |
RU2256248C2 (en) * | 2003-05-23 | 2005-07-10 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Inspection and sorting-out line for fuel elements |
RU2400704C1 (en) * | 2009-09-07 | 2010-09-27 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Device for detecting surface defects in cylindrical items |
RU2483373C2 (en) * | 2011-08-19 | 2013-05-27 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Monitoring method of fuel column of fuel element of nuclear reactor, and device for its implementation |
US20140152771A1 (en) * | 2012-12-01 | 2014-06-05 | Og Technologies, Inc. | Method and apparatus of profile measurement |
RU2604109C2 (en) * | 2015-04-07 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Конструкторско-технологический институт научного приборостроения Сибирского отделения Российской академии наук | Method of detecting surface defects of cylindrical objects |
RU2638179C1 (en) * | 2016-11-28 | 2017-12-12 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Device for detecting defects on forming surface of cylindrical products |
RU2645436C1 (en) * | 2016-11-28 | 2018-02-21 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Device for detecting defects on the end surface of cylindrical products |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bratenahl et al. | Neutron total cross sections in the 7-to 14-Mev region | |
US8084748B2 (en) | Radioactive material detecting and identifying device and method | |
JP4576368B2 (en) | Neutron moderator, neutron irradiation method, and hazardous substance detection apparatus | |
US5514870A (en) | Fast CsI-phoswich detector | |
CN109471152B (en) | Collimator device capable of automatically adjusting gamma ray flux and measuring system thereof | |
JP2591735B2 (en) | Analysis method and device therefor | |
EP0280925B1 (en) | Method and apparatus for passively gamma scanning a nuclear fuel rod | |
US3936638A (en) | Radiology | |
US20180164444A1 (en) | Radioactive contamination inspection apparatus | |
RU2797858C1 (en) | Method for controlling the chipping of fuel pellets in the assembled fuel cell | |
CA1160364A (en) | Device for determining the proportions by volume of a multiple-component mixture by irradiation with several gamma lines | |
US3924132A (en) | Element analyzer utilizing neutron activation | |
EP2171723B1 (en) | Non-intrusive method to identify presence of nuclear materials using energetic prompt neutrons from photon-induced fission | |
US4158769A (en) | Determination of uranium content in material | |
US3296438A (en) | Nuclear particle detection system and calibration means therefor | |
JP2526392B2 (en) | Nondestructive inspection system for fuel rods for nuclear reactors | |
WO2009107464A1 (en) | Nuclear material detection device, nuclear material inspection system, and clearance device | |
RU2805167C1 (en) | Method of complexing results of control of fuel column and component parts in fuel electron by gamma absorption and x-ray methods | |
JP2000221293A (en) | Device and method for measuring burnup of fuel for nuclear reactor | |
KR102143754B1 (en) | Movable radioactivity inspection system | |
JPH08101275A (en) | Radiation monitor | |
KR102053928B1 (en) | X-ray analysis system and x-ray analysis method | |
WO2015020710A2 (en) | Integrated primary and special nuclear material alarm resolution | |
JPS6362694B2 (en) | ||
RU2789006C1 (en) | Method for controlling the background radiation meter of the fuel column of a fuel rod |