TWI751682B - 用於在核子環境中偵測冷卻劑流速及溫度之偵測裝置、系統及方法 - Google Patents

用於在核子環境中偵測冷卻劑流速及溫度之偵測裝置、系統及方法 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種偵測裝置，其係呈具有經定位成平行於一冷卻劑流動流之一通道的一管之形式的一流量及溫度量測器件，且含有牢固附接至該通道內之一基座的一浮標。該基座具有牢固地嵌入該管之流入口附近的一負載偵測裝置。在最小所關注流體溫度下，該浮標在流體中具有至少中性浮力。可藉由簡單物理學及校準量測之一組合判定該浮標之該浮力依據溫度之一變化及該流體中應變偵測裝置輸出之一對應變化。亦使用簡單物理學及校準量測之一組合判定應變偵測裝置信號輸出之變化與施加至浮標表面之流速引發之力之間的關係。本發明亦描述一種系統及方法。

Description

用於在核子環境中偵測冷卻劑流速及溫度之偵測裝置、系統及方法
所揭示且主張之概念大體上涉及核子反應器，且更特定言之涉及一種用於在一核子反應器中偵測一冷卻劑之溫度及流速的偵測裝置、系統及方法。
已知許多類型之核子反應器。一核子反應器通常位於一圍阻體內，且反應器內之燃料經受一受控核子分裂反應，以使熱添加至一冷卻劑。該冷卻劑通常流動通過一主迴路，該迴路與一副迴路處於熱交換關係，從該副迴路提取熱以用於執行有用功。
在此一反應器操作期間，期望能夠量測反應器功率位準、功率分佈及相對於反應器操作限制之裕度。然而，已難以實施獲得此等量測之一方便且成本有效的方法。因此，需要改良。
本文描述之偵測裝置使用施加於一管之一圓柱形通道內含有的一浮標上之力來量測通過該管之一流體的溫度及質量流速。該等力經由來自定位於該管之流體流入口處的一應變偵測裝置之應變量測進行量測，該裝置錨定於該管內含有之一經特殊設計且建構之浮標物件上。
在最小所關注流體溫度下，該浮標物件在流體中具有至少中性浮力。該浮標之浮力依據溫度之變化及該流體中之應變偵測裝置輸出之對應變化藉由簡單物理學及校準量測之一組合來判定。應變偵測裝置信號輸出之變化與施加至浮標表面之流速引發之力之間的關係亦使用簡單物理學及校準量測之一組合來判定。
若已知流速穩定，則應變信號之變化將表示浮力變化，且因此表示流體溫度變化。若已知溫度穩定，則該經量測應變信號之變化將表示流速變化。可使用對該應變信號時間歷史以及可經由該流體環境中之熱及流量強制函數在該流體環境中達成的最大流量及溫度變化速率之一理解來判定流體溫度及流速之相對變化。
量測商用功率反應器中之反應器核心的入口及出口處之反應器冷卻劑流量分佈及對應溫度分佈之能力將容許僅基於熱力學原理判定反應器功率位準、功率分佈及反應器操作限制之裕度的量測。將不需要核子輻射量測。然而，先前已難以實施獲得此等量測之一方便且成本有效的方法。量測該核心之入口及出口處的冷卻劑流量及溫度且使用熱力學原理來將此資訊轉換為反應器功率分佈及操作限制之裕度之能力將大幅簡化反應器功率分佈量測程序。在其中冷卻劑/緩和劑抑制可用於核子輻射監測之輻射量之反應器設計(諸如鉛快速反應器(LFR))中尤其係如此。
下文更詳細陳述之一改良式偵測裝置係一流量及溫度量測裝置，其呈定位成平行於一冷卻劑流動流之一管的形式且含有呈具有一非常低之熱膨脹係數之一材料(諸如鎢或其他適當材料)球的例示性形式之一浮標，該浮標牢固地附接至呈一細桿之例示性形式的一基座。該桿具有一負載偵測裝置，該負載偵測裝置呈牢固地嵌入該管之流入口附近的一應變計之例示性形式。該桿藉由具有一非常低之熱膨脹係數及非常高之結構剛性的一十字型基底(諸如鎢或其他適當材料)在該流入口處固定至該管。該基底經構形以提供一非常低流量之相互作用橫截面。該桿自由穿過在該管之流出口端處的一類似結構，該結構用於維持該球在該管中之軸向對準，並在該球以某種方式與該桿分離時捕獲該球。來自應變計之電阻量測透過一無機物絕緣(MI)電纜進行量測，該無機物絕緣(MI)電纜自反應器環境路由至用於信號處理之一資料處理系統。
在最小所關注冷卻劑/緩和劑流體溫度下，球物件在流體中具有至少中性浮力。作用於該管中之該球上的浮力將依據周圍流體之溫度而變化。可使用簡單物理學及校準量測之一組合判定該球之浮力依據圍繞該浮標之流體之溫度之變化及應變偵測裝置輸出之對應變化。亦可使用簡單物理學及校準量測之一組合判定應變偵測裝置信號之變化及在該浮標表面施加至該浮標之流速引發之力之間之關係。
若已知流速穩定(諸如若一經特殊構形之偵測裝置具有一阻塞入口端，導致該冷卻劑流體將在該管之通道中停滯)，則應變信號之變化將表示浮力之變化，且因此表示流體溫度之變化。若已知溫度穩定(諸如藉由具有一阻塞入口端之相同或另一經特殊構形之偵測裝置指示)，則該經量測應變信號之該等變化將表示流速變化。亦可使用對應變信號時間歷史以及可經由該流體環境中之熱及流量強制函數在該流體環境中達成的最大流量及溫度變化速率之一理解來判定流體溫度及流速之相對變化。
定位該等偵測裝置管使得該偵測裝置之徑向位置及軸向位置相對於一周圍支撐結構牢固地固定於適當位置中且在該反應器核心之上方及下方垂直對準將容許運用以下簡單表達式使用位於該反應器核心上方及下方之偵測裝置器件之間的流量差及溫度差來判定依據時間而變化之對應量測區中之反應器功率：
Figure 02_image001
在時間t2之流體溫度變化值ilT = T(h) - T(t1)自作用於該管內含有之該物件上的浮力之變化而判定。作用於該浮標物件上之該浮力產生一應變力Fb(t)，其藉由以下表達式給定：
Figure 02_image003
藉由經量測應變值之變化指示的流體溫度變化可使用以下表達式自應變力值之比判定：
Figure 02_image005
依據溫度而變化之鉛(其在所描繪例示性實施例中用作一冷卻劑)之密度之一表達式如下：
Figure 02_image007
則時間t2 之溫度係：
Figure 02_image009
則溫度變化之表達式係：
Figure 02_image011
在恆定溫度下，作用於該管中之形狀上的該流量引發力可如下表達：
Figure 02_image013
使用計算質量流速之關係(
Figure 02_image015
= ρ(T)AvL )及以質量及加速度表示之力之表達式(F = ma)容許如下般演化特性化時間t2 之一質量流速的一表達式：
Figure 02_image017
常數K及時間t1 之初始質量流速之值可在校準程序中判定。力值可藉由在恆定溫度下量測之應變力替換。溫度對質量流速計算之影像可藉由調整用於根流速表達式
Figure 02_image015
= ρ(T)AvL 中之流體密度來捕獲。
自不同燃料總成至一特定器件之入口之溫度及流量貢獻可使用「混合因子」方法捕獲或使用一基準CFD模型模型化且可用於判定個別燃料總成之功率位準。圖1提供一LFR系統中之一示意圖。
所揭示且主張之概念之系統及偵測裝置有利地提供使用簡單熱力學計算方法來判定反應器功率位準及燃料操作限制之裕度的能力。
該所揭示且主張之概念之偵測裝置有利地由一非常簡單結構構成，該結構可輕易製造且部署於跨反應器之頂部及底部之陣列中。
該所揭示且主張之概念之偵測裝置有利地無需在極限反應器環境中供應電力，且有利地藉由位於該反應器之一圍阻體外部的一資料處理系統執行信號處理。
該所揭示且主張之概念之系統及偵測裝置有利地容許在其定向成平行於流動方向時在反應器環境中之任一位置中獲得流量量測。
該所揭示且主張之概念之系統及偵測裝置有利地容許在重力不與流動路徑正交之情況下同時量測流速及周圍流體溫度。
因此，該所揭示且主張之概念之一態樣係提供一種經結構化以位於一核子圍阻體中之一流體流內之改良式偵測裝置。該偵測裝置可大體上陳述為包含：一支撐件，其可大體上陳述為包含一主體，該主體在其中形成有一通道；一浮標，其位於該支撐件上且安置於該通道內；及一量測裝置，其可大體上陳述為包含一負載偵測裝置，該負載偵測裝置位於該浮標與該支撐件之間且經結構化以輸出一信號，該信號回應於歸因於該通道內之該流體對該浮標之一負載。
該所揭示且主張之概念之另一態樣係提供一種改良式系統，其可大體上陳述為包含：一核子反應器，其可大體上陳述為包含一圍阻體、位於該圍阻體內之一核心及位於該圍阻體內且與該核心連通之一流體；複數個偵測裝置，其等位於該圍阻體內且安置於該流體中，各偵測裝置可大體上陳述為包含一支撐件、一浮標及一量測裝置，該支撐件可大體上陳述為包含一主體，該主體在其中形成有一通道，該浮標位於該支撐件上且安置於該通道內，該量測裝置可大體上陳述為包含一負載偵測裝置，該負載偵測裝置位於該浮標與該支撐件之間且經結構化以輸出一信號，該信號回應於歸因於該通道內之該流體對該浮標之一負載；一處理器裝置，其可大體上陳述為包含一處理器及一儲存器，該負載偵測裝置與該處理器通信，該儲存器具有儲存於其中之若干指令，該等指令在該處理器上執行時引起該偵測器裝置執行操作，該等操作可大體上陳述為包含：自至少一些該複數個偵測裝置之各者接收該信號作為至該處理器之若干輸入；及至少部分基於該若干輸入判定該流體之一溫度及該流體之一流速之至少一者。
該所揭示且主張之概念之另一態樣係提供一種結合一核子反應器使用之改良式方法，該核子反應器具有一圍阻體、位於該圍阻體內之一核心及位於該圍阻體內且與該核心連通之一流體。該方法可大體上陳述為包含：將複數個偵測裝置定位於該圍阻體內且安置於該流體中，各偵測裝置可大體上陳述為包含一支撐件、一浮標及一量測裝置，該支撐件可大體上陳述為包含一主體，該主體在其中形成有一通道，該浮標位於該支撐件上且安置於該通道內，該量測裝置可大體上陳述為包含一負載偵測裝置，該負載偵測裝置位於該浮標與該支撐件之間且經結構化以輸出一信號，該信號回應於歸因於該通道內之該流體對該浮標之一負載；自至少一些該複數個偵測裝置之各者接收該信號作為至該處理器之若干輸入；及至少部分基於該若干輸入判定該流體之一溫度及該流體之一流速之至少一者。
在圖1中大體上描繪根據所揭示且主張之概念的一態樣之一改良式系統2。系統2包含一核子反應器4、一偵測系統8及一資料處理系統10。如下文將更詳細陳述，偵測系統8有利地經組態以透過使用簡單物理學及校準資料偵測核子反應器4之溫度及流動狀態，此大幅簡化核子反應器4之資料收集及相關性質判定。
核子反應器4可據稱包含一圍阻體14、位於圍阻體14之一內部20內的一核心16、一定量之流體22，流體22用作與核心16熱傳遞接觸的一冷卻劑。流體22流動通過一主迴路，主迴路與一副迴路具有熱傳遞關係，副迴路與執行有用功之渦輪機及類似者連接。流體22從主迴路之若干出口(其等之一者用符號26描繪)流出，且流動至圍阻體14之內部20中。
如自圖1可進一步理解，資料處理系統10可據稱包含一處理器裝置28，處理器裝置28包含彼此通信之一處理器32及一儲存器34。儲存器34具有儲存於其中之若干常式38，常式38在處理器32上執行時引起處理器裝置28及系統2執行特定操作(諸如本文中陳述之操作)。如本文所採用，表達「若干」及其變體應廣泛地指代任何非零數量，包含數量一。資料處理系統10進一步包含：一輸入裝置40，其將輸入信號提供至處理器32；及一輸出裝置44，其從處理器32接收輸出信號。
在圖1中描繪之偵測系統8包含(例如)在圖2及圖3中用符號42描繪之複數個偵測裝置，且進一步包含如在圖6中用符號42A指示之若干偵測裝置。偵測裝置42A類似於偵測裝置42，除了偵測裝置42A經略微修改外，如將在下文中更詳細陳述。應理解，偵測裝置42及偵測裝置42A可在本文中用符號42共同或個別地指稱。
再次參考圖1，偵測系統8額外包含若干網格，其等指示為符號48A、48B及48C，且該等網格可在本文中用符號48共同或個別地指稱。網格48將偵測裝置42及偵測裝置42A支撐在圍阻體14之內部20內的各個位置處，其中一些此等位置靠近核心16。更特定言之，若干網格48A將若干偵測裝置42或若干偵測裝置42A或兩者支撐在核心16之下端處，核心16之下端係核心16之一入口端，如可自圖1中用符號50描繪且代表流體22相對於核心16之一流動方向的一箭頭理解。同樣地，若干網格48B將若干偵測裝置42或若干偵測裝置42A或兩者支撐在核心16之一出口端處，核心16之出口端位於核心16之垂直上方。此外，若干網格48C將若干偵測裝置42或若干偵測裝置42A或兩者支撐在核心16側向(即，核心16周邊)且大體上定位成與主泵之出口相鄰(諸如與出口26相鄰)之一位置處。應理解，在不脫離所描述之例示性實施例之精神的情況下，偵測裝置42之其他定位係可能的。
如自圖2至圖4可理解，各偵測裝置42可據稱包含具有一圓柱形主體56之一支撐件54，一圓柱形通道60形成在主體56內，使得主體56具有一圓柱形管之形狀。偵測裝置42進一步包含位於通道60內之支撐件54上的一浮標62。在所描繪之例示性實施例中，浮標62具有一大體上球形形狀且具有其外部的一浮標表面64。偵測裝置42進一步包含一量測裝置66，量測裝置66經組態以偵測施加至浮標62之力且作為回應輸出信號且將該等信號傳達至輸入裝置40，該等信號代表歸因於通道60內流體22對浮標62的此負載。
如自圖2至圖4可理解，支撐件54進一步包含一基底68，基底68包含在通道60之一下、輸入端處附裝至主體56之一第一部分70 (圖3)，且進一步包含在通道60之一上、出口端處附裝至主體56之一第二部分74 (圖2)。如在圖3中可見，第一部分70具有形成於其中之若干第一開口72，第一開口72容許流體22流動至通道60中。如在圖2中可見，第二部分74具有形成於其中之若干第二開口76，第二開口76容許流體22流出通道60且流出第二開口76。就此而言，且如自圖4可理解，通道60係長形的，且所描繪之例示性實施例中的主體56相對於流動方向50定向，使得通道60與流動方向50實質上平行。在系統2之操作期間，流體22在流動方向50上流動且進入第一開口72，流動通過通道60且經過浮標62，且繼續沿著流動方向50，最終流出第二開口76。第一部分70及第二部分74及其等之第一開口72及第二開口76經構形以對流體22流動至通道60中、流動通過通道60及流出通道60具有最小影響。如將在下文中更詳細進一步陳述，偵測裝置42A係偵測裝置42之一修改版本，且應注意，在偵測裝置42A中，流體22位於通道60中但停滯於其中，且因此，並不流動經過浮標62，而僅在浮標表面64處與浮標62實體接觸。
如在圖4中最佳展示，支撐件54進一步包含呈一細、剛性桿之例示性形式的一基座78，其延伸穿過通道60，且係浮標62附裝於其上的結構。基座78具有與第一部分70之一固定連接80，且具有與第二部分74之一可移動連接82。基座78與第一部分72之間的固定連接80將浮標62剛性定位於通道60之徑向中心處，且基座78之剛性性質及固定連接80之剛性一起將浮標6剛性支撐在通道60內。在圖5中更清晰描繪基座78與第二部分74之間的可移動連接82，圖5示範基座78與一插孔86之間的一大幅放大之間隙84，插孔86形成於第二部分74中以使基座78能夠伸縮地接納於插孔86中。即，基座78可在第二部分74中之插孔86內自由移動，而基座78附裝至第一部分70。應進一步注意，第一部分70及第二部分74將用於在浮標應以某種方式從支撐件54鬆動的情況下將浮標62保持在通道60內。此有利地降低在核子反應器4中具有一鬆動零件的可能性。應注意，其他結構可設置於通道60中以進一步最小化在核子反應器4中具有一鬆動零件的可能性。
如在圖4中最佳展示，在通道60之一表面89與浮標62之表面64之間存在一環形空間88。當流體22在流動方向50上流動通過通道60時，流體22之流藉由施加形式阻力及表層阻力至浮標表面64而與浮標62相互作用。因此，偵測裝置42之量測裝置66有利地經組態以包含呈一應變計之例示性形式的一負載偵測裝置90，其位於基座78之一上游部分92 (其位於浮標62之上游)上，即，介於浮標62與第一部分70之間。負載偵測裝置90偵測浮標62上之負載且經由量測裝置66之一信號電纜94將代表此負載之一信號傳達至輸入裝置40。在所描繪之例示性實施例中，信號電纜94係一無機物絕緣(MI)電纜，其自圍阻體14路由至資料處理系統10，應注意，資料處理系統10位於圍阻體14外部。
如前文提及，流體22內之浮標62的浮力依據流體22之溫度而變化。浮標62之此等浮力變化可導致藉由負載偵測裝置90輸出之信號之變化。然而，應注意，流體22流動通過空間88且經過浮標62同樣施加負載至浮標62。因此，藉由其中流體22在流動方向50上流動至第一開口72中、通過空間88且流出第二開口76之偵測裝置42之負載偵測裝置90輸出的信號可包含基於流體22流動經過浮標62之一第一信號分量且可包含基於流體22中浮標62之浮力之一第二信號分量，第二信號分量係基於流體22之溫度。
因此，有利地，修改偵測裝置42之一或多個例項以包含如在圖6及圖7中展示的一蓋96，以導致經修改之偵測裝置42A。經修改之偵測裝置42A在所有方面等同於偵測裝置42，惟偵測裝置42A使其第一開口72阻塞(諸如使用蓋96或以其他方式)，以阻止流體22在流動方向50上流動且經過浮標62，而允許流體22經由第二開口76 (即使蓋96附裝於主體56之相對端處，第二開口76仍保持敞開)進入通道60且在通道60內保持靜態除外。因而，蓋96可據稱阻止流體22流動至第一開口72中且進一步阻止流體22流動經過浮標62。此外，應理解，可採用閉合或以其他方式阻塞第一開口72之各種器件及結構中之任一者，只要執行阻塞之此等結構不影響浮標62上的負載藉由負載偵測裝置90偵測並經由信號電纜94傳達之方式。
應理解，圖1僅描繪少量代表性偵測裝置42且並不明確區分偵測裝置42及偵測裝置42A。應理解，關於偵測裝置42及偵測裝置42A相對於核心16之定位及部署可採用各種策略中的任一者。
在系統2之操作期間，偵測裝置42A經定位使得流體22停滯在通道60內且與浮標62接觸。若來自偵測裝置42A之負載偵測裝置90的信號不變，則此指示流體22內浮標62之浮力同樣不變，此意味流體22之溫度類似地不變。因此，此指示如藉由流體22透過其流動通過通道60且經過浮標62之偵測裝置42之負載偵測裝置90偵測之浮標62之負載之任何變化係流體22流動經過浮標62之一結果。
例如，若判定流體22之溫度不變(諸如歸因於之前判定來自偵測裝置42A之負載偵測裝置90的輸出信號不變)，且若在存在流動通過空間88的流體22之情況下來自偵測裝置42之負載偵測裝置90的信號同樣不變，則此將指示流體22之質量流速(即，流體22之流速)同樣不變。另一方面，若判定溫度不變，但在流體22流動通過空間88時來自偵測裝置42上之負載偵測裝置90的信號變化，則此將指示流體22之質量流速(即，流速)變化。仍進一步，若判定來自偵測裝置42A之負載偵測裝置90的信號變化，意味著流體22之溫度變化，則此意味藉由其中流體22流動通過空間88之偵測裝置42之負載偵測裝置90輸出的信號包含基於一變化溫度之一分量。因而，可能可從藉由偵測裝置42輸出之信號減去來自偵測裝置42A之信號，以導致僅代表施加至浮標62之流量相關力的一淨信號。若在此一情境中來自偵測裝置42之信號及偵測裝置42A之信號相等，則此將指示溫度變化，而流速保持不變。
為了判定實際溫度及流速，針對偵測裝置42建立一溫度校準資料集98A及一流速校準資料集98B且將該等資料集儲存於儲存器34中，應注意，溫度校準資料集98A及流速校準資料集98B可在本文中用符號98共同或個別地指稱。可藉由實驗或經驗針對偵測裝置42建立校準資料集，或其等可來源於兩種方法的一組合。常式38採用上文關於來自偵測裝置42及偵測裝置42A的信號以及此等信號是否變化或不變陳述之邏輯，以便判定溫度、流速或兩者是否變化或不變。此外，常式採用校準資料集98來基於藉由負載偵測裝置90輸出之信號判定實際溫度及流速。就此而言，採用來自位於核心16上游之偵測裝置42的信號及來自位於核心16下游之其他偵測裝置42的信號，以便判定核子反應器之各種參數(諸如前文陳述之參數)。例如，可經由輸出裝置44輸出各種參數及其他資料。
偵測裝置42可視需要以一預定方式跨核心16之上游端及下游端分佈。此外，可進一步採用位於接近主迴路之出口26的網格48C上之偵測裝置來判定離開出口26之流體的溫度及流速。此資料同樣可用於執行前文提及之分析以獲得核子反應器4之各種操作參數。
圖8描繪根據所揭示且主張之概念的如一流程圖中展示之一改良式方法的特定態樣。處理可開始於105，其中複數個偵測裝置42位於一圍阻體14內。一些偵測裝置42係圖2至圖5中描繪之偵測裝置42，且一或多個其他偵測裝置42具有以符號42A指示且在圖6及圖7中描繪之修改類型的偵測裝置。偵測裝置42各包含浮標62及自負載偵測裝置90輸出之一信號，該信號回應於歸因於通道60內之流體22對浮標62之負載。在一些境況中，諸如在偵測裝置42A之情況中，浮標62上之負載可僅歸因於流體22中浮標62之浮力。在其他境況中，浮標62上之負載可至少部分歸因於流體22流動通過通道60且經過浮標62之影響。
處理繼續進行，如在152，其中接收來自至少一些該複數個偵測裝置42之信號作為至處理器32之若干輸入。此等信號從信號電纜94接收至輸入裝置40中且傳達至處理器32以供常式38使用。處理接著繼續進行，如在125，其中至少部分基於在115接收之若干輸入而判定流體22之一溫度及流體22之一流速之至少一者。為如此做，可期望採用溫度校準資料集98A或流速校準速率資料集98B或兩者來作出此一判定。
因此，可見，改良式系統、方法及偵測裝置42有利地實現圍阻體14內之溫度及流速值的一判定，且此等值可用於判定諸如反應器功率分佈、操作限制之裕度之值，以及與核子反應器4之操作相關的其他值。將瞭解其他變體。
雖然已經詳細描述本發明之特定實施例，但熟習此項技術者將瞭解，鑒於本發明之總體教示可產生對該等細節之各種修改及替代。因此，所揭示之特定實施例意在僅為闡釋性且不限於被賦予隨附發明申請專利範圍及其任何及所有等效物之整個寬度的本發明之範疇。
2:系統 4:核子反應器 8:偵測系統 10:資料處理系統 14:圍阻體 16:核心 20:內部 22:流體 26:出口 28:處理器裝置 32:處理器 34:儲存器 38:常式 40:輸入裝置 42:偵測裝置 42A:偵測裝置 44:輸出裝置 48A:網格 48B:網格 48C:網格 50:流動方向 54:支撐件 56:主體 60:通道 62:浮標 64:浮標表面 66:量測裝置 68:基底 70:第一部分 72:第一開口 74:第二部分 76:第二開口 78:基座 80:固定連接 82:固定連接 84:間隙 86:插孔 88:環形空間 90:負載偵測裝置 92:上游部分 94:信號電纜 96:蓋 98A:溫度校準資料集 98B:流速校準資料集 105:步驟 115:步驟 125:步驟
當結合隨附圖式進行閱讀時可自以下描述獲得對本發明之一進一步理解，其中：
圖1係根據所揭示且主張之概念的一改良式系統之一例示性描繪；
圖2係根據所揭示且主張之概念的一改良式偵測裝置之一描繪；
圖3係圖2之偵測裝置之另一視圖；
圖4係沿圖2之線4-4取得的一截面圖；
圖5係圖4之一指示部分的一放大；
圖6係類似於圖3之一視圖，除了圖6係具有一阻塞入口之一經修改偵測裝置的一描繪外；
圖7係沿圖6之線7-7取得的一截面圖；及
圖8係描繪根據所揭示且主張之概念的一改良式方法之特定態樣的一流程圖。
在整個說明書中，類似符號指代類似部分。
2:系統
4:核子反應器
8:偵測系統
10:資料處理系統
14:圍阻體
16:核心
20:內部
22:流體
26:出口
28:處理器裝置
32:處理器
34:儲存器
38:常式
40:輸入裝置
42:偵測裝置
44:輸出裝置
48A:網格
48B:網格
48C:網格
50:流動方向
98A:溫度校準資料集
98B:流速校準資料集

Claims (20)

  1. 一種偵測裝置，其經結構化以位於一核子圍阻體中之一流體的一流內，該偵測裝置包括：一支撐件，其包括一主體，該主體具有形成於其中之一通道；一浮標，其位於該支撐件上且安置於該通道內；及一量測裝置，其包括一負載偵測裝置，該負載偵測裝置位於該浮標與該支撐件之間且經結構化以輸出一信號，該信號回應於歸因於該通道內之該流體對該浮標之一負載；其中該支撐件進一步包括位於該通道內之一基座，其中該基座將該浮標支撐於該通道內，且其中該基座包含與該支撐件之一固定連接，及與該支撐件之一可移動連接。
  2. 如請求項1之偵測裝置，其中該支撐件包括位於該主體上之一基底，其中該浮標位於該基座上，且該基座係剛性的。
  3. 如請求項2之偵測裝置，其中該基底具有位於該主體上之一第一部分及位於該主體上之一第二部分，其中該固定連接包含該基座具有與該第一部分之一固定連接，且其中該可移動連接包含該基座具有與該第二部分之一可移動連接。
  4. 如請求項3之偵測裝置，其中該第二部分具有形成於其中之一插孔，該基座可伸縮地接納於該插孔中。
  5. 如請求項4之偵測裝置，其中該基座之一部分在該第一部分與該浮標之間延伸，該負載偵測裝置位於該基座之該部分上。
  6. 如請求項2之偵測裝置，其中安置於該通道內之該浮標與該主體間隔。
  7. 如請求項6之偵測裝置，其中該支撐件具有形成於其中之若干開口，該等開口與該通道流動連通且經結構化以允許該流體流動通過該通道且經過該浮標。
  8. 如請求項6之偵測裝置，其中該支撐件具有形成於其中之若干開口，該等開口與該通道流動連通且經結構化以允許該流體停滯在該通道中，同時阻止該流體流動通過該通道且經過該浮標。
  9. 一種核能發電系統，其包括：一核子反應器，其包括一圍阻體、位於該圍阻體內之一核心及位於該圍阻體內且與該核心連通之一流體；複數個偵測裝置，其等位於該圍阻體內且安置於該流體中，各偵測裝置包括一支撐件、一浮標及一量測裝置；該支撐件包括一主體，該主體具有形成於其中之一通道；該浮標位於該支撐件上且安置於該通道內；該量測裝置包括一負載偵測裝置，該負載偵測裝置位於該浮標與該 支撐件之間且經結構化以輸出一信號，該信號回應於歸因於該通道內之該流體對該浮標之一負載；一處理器裝置，其包括一處理器及一儲存器，該負載偵測裝置與該處理器通信；該儲存器在其中儲存有若干指令，該等指令在該處理器上執行時引起該處理器執行包括以下各者之操作：自至少一些該複數個偵測裝置之各者接收該信號作為至該處理器之若干輸入；至少部分基於該若干輸入判定該流體之一溫度及該流體之一流速之至少一者。
  10. 如請求項9之核能發電系統，其中：該複數個偵測裝置之一偵測裝置具有在其中形成有若干開口之一支撐件作為其支撐件，該等開口與其通道流動連通且經結構化以允許該流體流動通過其通道且經過其浮標；及該複數個偵測裝置之另一偵測裝置具有在其中形成有另一數目個開口之另一支撐件作為其支撐件，該等開口與其通道流動連通且經結構化以允許該流體停滯在其通道中，同時阻止該流體流動通過其通道且經過其浮標。
  11. 如請求項10之核能發電系統，其中該等操作進一步包括：判定來自該另一偵測裝置之該信號不變；及至少部分基於該判定推斷該流體具有不變之一溫度。
  12. 如請求項10之核能發電系統，其中該等操作進一步包括：接收一信號作為來自該另一偵測裝置之該信號，該信號至少部分基於該流體中之該另一偵測裝置的該浮標之一浮力；及採用至少部分基於浮力之一溫度校準資料集，以判定該流體之一溫度。
  13. 如請求項11之核能發電系統，其中該等操作進一步包括：作出來自該偵測裝置之該信號變化之一判定；及至少部分基於該判定進一步推斷該流體具有變化之一流速。
  14. 如請求項10之核能發電系統，其中該等操作進一步包括：接收一信號作為來自該偵測裝置之該信號，該信號至少部分基於該偵測裝置之該浮標與流體通過該通道且經過該偵測裝置之該浮標之該流動之間的一流體阻力；及採用至少部分基於流體阻力之一流速校準資料集，以判定該流體之一流速。
  15. 如請求項10之核能發電系統，其中該等操作進一步包括：判定來自該另一偵測裝置之該信號變化；及至少部分基於該判定推斷該流體具有變化之一溫度。
  16. 如請求項15之核能發電系統，其中該等操作進一步包括接收至少部分基於以下之一信號作為來自該偵測裝置之該信號： 一流體阻力，其介於該偵測裝置之該浮標與流體通過該通道且經過該偵測裝置之該浮標之該流動之間；及該流體中之該偵測裝置的該浮標之一浮力。
  17. 如請求項9之核能發電系統，其中該複數個偵測裝置之至少一子集在該圍阻體內定向使得該通道平行於該流體之一流動方向。
  18. 如請求項9之核能發電系統，其中：該複數個偵測裝置之一第一子集定位於該核心之該流體上游內；及該複數個偵測裝置之一第二子集定位於該核心之該流體下游內。
  19. 如請求項18之核能發電系統，其中：該核子反應器進一步包括一出口，該流體流動通過該出口；及該複數個偵測裝置之一第三子集定位於該出口與該第一子集之間的該流體內。
  20. 一種結合一核子反應器使用之方法，該核子反應器具有一圍阻體、位於該圍阻體內之一核心及位於該圍阻體內且與該核心連通之一流體，該方法包括：將複數個偵測裝置定位於該圍阻體內且安置於該流體中，各偵測裝置包括一支撐件、一浮標及一量測裝置，該支撐件包括一主體，該主體具有形成於其中之一通道，該浮標位於該支撐件上且安置於該通道內，該量測裝置包括一負載偵測裝置，該負載偵測裝置位於該浮標與該支撐件之間 且經結構化以輸出一信號，該信號回應於歸因於該通道內之該流體對該浮標之一負載；自至少一些該複數個偵測裝置之各者接收該信號作為至一處理器之若干輸入；至少部分基於該若干輸入判定該流體之一溫度及該流體之一流速之至少一者。
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