用于堆芯監(jiān)測和保護(hù)的混合反應(yīng)堆堆芯內(nèi)探測器組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及堆芯內(nèi)探測器組件，并且更具體地，涉及一種能夠同時執(zhí)行堆芯監(jiān)測 功能和堆芯保護(hù)功能的混合堆芯內(nèi)探測器組件。
【背景技術(shù)】
[0002] 針對核反應(yīng)堆的安全操作的最重要的指標(biāo)是功率峰值系數(shù)，并且為了監(jiān)測功率峰 值因子的值，必須連續(xù)且精確地測量三維堆芯功率分布。用于執(zhí)行核電站的堆芯監(jiān)測的堆 芯內(nèi)探測器被分為（用于WH型核電站的）移動型和（用于0PR1000核電站的）固定型。
[0003] 移動型堆芯內(nèi)探測器能夠精確地測量三維堆芯功率分布，但是由于僅周期性地測 量功率分布，所以不能執(zhí)行在線測量。另一方面，固定型堆芯內(nèi)探測器能夠執(zhí)行在線測量， 但是因?yàn)槠湓谳S向堆芯探測器的數(shù)量方面受限制，并且反應(yīng)時間慢且在堆芯中燃燒，所以 必須定期地用新的固定型堆芯內(nèi)探測器來更換。
[0004] 此外，在0PR1000核電站中使用的固定型堆芯內(nèi)探測器組件在正常操作期間被插 入和固定到位于核燃料組件的中心內(nèi)的導(dǎo)管中，并且以超過20%的額定熱功率實(shí)時地監(jiān)測 核反應(yīng)堆堆芯的中子通量分布。45個固定型堆芯內(nèi)探測器組件被安裝在核反應(yīng)堆的被判斷 為能夠監(jiān)測堆芯中的功率分布的堆芯內(nèi)位置處。
[0005] 如圖1和圖2所示，常規(guī)堆芯內(nèi)探測器組件10包括五個銠探測器11、一個背景探 測器12、能夠測量堆芯的冷卻劑出口溫度的兩個堆芯出口熱電偶（堆芯出口T/C) 13、用于 填充中央構(gòu)件組件與探測器之間的空間的填充焊絲14、設(shè)置在內(nèi)部的延伸管15和設(shè)置在 外部的護(hù)套管16。
[0006] 另外，設(shè)置在各個堆芯內(nèi)探測器組件10內(nèi)的五個銠探測器11在長度上約為16英 寸（40cm)，并且分別是核燃料組件的高度的10%、30%、50%、70%和90%以監(jiān)測堆芯的功 率分布。
[0007] 此外，由于使用堆芯外探測器，所以常規(guī)堆芯保護(hù)系統(tǒng)需要保守計算以便計算作 為主要堆芯安全參數(shù)的偏離泡核沸騰比（departurefromnucleateboilingratio)和局 部功率密度。在使用堆芯外探測器的情況下，由于不可能精確地測量作為針對核反應(yīng)堆的 安全操作的最重要的指標(biāo)的三維堆芯功率分布，所以使用虛擬保守功率分布來計算偏離泡 核沸騰比和局部功率密度。
[0008] 因此，如果使用安全級別的堆芯內(nèi)探測器直接計算三維堆芯功率分布并且將該三 維堆芯功率分布應(yīng)用于堆芯保護(hù)系統(tǒng)，則能夠獲得大的停堆裕度（shutdownmargin)或安 全裕度。因此，已強(qiáng)調(diào)了安全級別的堆芯內(nèi)探測器的重要性。然而，常規(guī)銠堆芯內(nèi)探測器具 有一些缺陷，所述缺陷在于它是一種具有兩至三個周期（三至四年）的壽命的消耗型探測 器，并且因?yàn)樗捎跍y量信號的時間延遲而具有不確定性，所以其不能被用于安全系統(tǒng)中。
[0009] 常規(guī)堆芯內(nèi)探測器用作堆芯監(jiān)測功能，并且堆芯外探測器用作堆芯保護(hù)功能。另 外，具有兩至三個周期的壽命的該常規(guī)銠堆芯內(nèi)探測器導(dǎo)致探測器更換成本升高，并且要 求用于存儲高放射性廢料的空間安全。因此，常規(guī)堆芯內(nèi)探測器增加了運(yùn)營核電站的負(fù)擔(dān)。
[0010] 此外，現(xiàn)有技術(shù)公開了一種混合型堆芯內(nèi)探測器組件，該混合型堆芯內(nèi)探測器組 件包括：鉑固體探測器，該鉑固體探測器具有形成在形成集電極的包殼管（claddingtube) 內(nèi)的中部的發(fā)射極、被連接至發(fā)射極的一端以用于傳輸信號的軸向電纜、以及被填充在所 述包殼管與所述軸向電纜所連接的發(fā)射極之間的空間中的絕緣體；釩探測器，該釩探測器 具有形成在形成集電極的包殼管內(nèi)的中部的發(fā)射極、被連接至發(fā)射極的一端以用于傳輸信 號的軸向電纜、以及被填充在所述包殼管與所述軸向電纜所連接的發(fā)射極之間的空間中的 絕緣體；以及背景探測器，該背景探測器具有形成在形成集電極的包殼管內(nèi)以用于傳輸信 號的軸向電纜和被填充在所述包殼管與所述軸向電纜之間的空間中的絕緣體。鉑固體探測 器、釩探測器和背景中子探測器被一體形成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 技術(shù)問題
[0012] 因此，本發(fā)明致力于解決在現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，并且本發(fā)明的目的是提 供一種混合堆芯內(nèi)探測器組件，該混合堆芯內(nèi)探測器組件能夠同時執(zhí)行堆芯監(jiān)測功能和堆 芯保護(hù)功能，并且能夠利用非消耗或低消耗材料作為對中子反應(yīng)的發(fā)射體材料來延長探測 器的壽命。
[0013] 技術(shù)方案
[0014] 為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了一種能夠同時執(zhí)行堆芯監(jiān)測功能和堆芯保護(hù)功能 的混合堆芯內(nèi)探測器組件，所述混合堆芯內(nèi)探測器組件包括：釩探測器和背景探測器，所述 釩探測器和所述背景探測器用于執(zhí)行所述堆芯監(jiān)測功能；鉑探測器，所述鉑探測器用于執(zhí) 行所述堆芯保護(hù)功能；以及一個集成堆芯出口熱電偶。
[0015] 這里，從所述釩探測器生成的信號被輸入到堆芯監(jiān)測系統(tǒng)中并且被用于計算三維 堆芯功率分布以執(zhí)行所述堆芯監(jiān)測功能。
[0016] 此外，所述釩探測器的數(shù)量是5,并且5個所述釩探測器具有預(yù)定長度且高度分別 是核燃料組件的高度的10%、30%、50%、70%和90%。
[0017] 另外，從所述鉑探測器生成的信號被輸入到堆芯保護(hù)系統(tǒng)中以執(zhí)行所述堆芯保護(hù) 功能。
[0018] 此外，所述鉑探測器的數(shù)量是3,并且所述鉑探測器被布置為分別負(fù)責(zé)堆芯的三分 之一。
[0019] 有益效果
[0020] 利用釩探測器和鉑探測器，根據(jù)本發(fā)明的混合堆芯內(nèi)探測器組件能夠同時執(zhí)行堆 芯監(jiān)測功能和堆芯保護(hù)功能。
[0021] 另外，因?yàn)槟軌蚩焖夙憫?yīng)的鉑被用作發(fā)射體材料，所以根據(jù)本發(fā)明的混合堆芯內(nèi) 探測器組件能夠直接測量堆芯的狀態(tài)以在應(yīng)用基于堆芯內(nèi)探測器的堆芯保護(hù)系統(tǒng)時，增強(qiáng) 計算三維功率分布的精度。因此，根據(jù)本發(fā)明的混合堆芯內(nèi)探測器組件能夠通過消除在使 用堆芯外探測器時的保守并且增大偏離泡核沸騰比和局部功率密度的裕度來有助于核電 站的功率增加。
[0022] 另外，根據(jù)本發(fā)明的混合堆芯內(nèi)探測器組件能夠通過應(yīng)用非消耗材料或低消耗材 料（諸如釩或鉑）作為對中子反應(yīng)的發(fā)射體材料來延長探測器的壽命。因此，根據(jù)本發(fā)明 的混合堆芯內(nèi)探測器組件在使用高放射性材料之后能夠?qū)⒍研緝?nèi)探測器廢料的量減少達(dá) 現(xiàn)有技術(shù)的三分之一，并且因此它能夠保證使用高放射性廢料的空間且降低核電站工人的 車雖射暴露。
【附圖說明】
[0023] 圖1是常規(guī)銠堆芯內(nèi)探測器組件的結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0024] 圖2是該常規(guī)銠堆芯內(nèi)探測器組件的結(jié)構(gòu)的概念圖。
[0025] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的用于堆芯監(jiān)測和堆芯保護(hù)的混合堆芯內(nèi)探 測器組件的結(jié)構(gòu)的概念圖。
[0026] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的用于堆芯監(jiān)測和堆芯保護(hù)的該混合堆芯內(nèi) 探測器組件的結(jié)構(gòu)的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 參照附圖，現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。在本發(fā)明的描述中，當(dāng)判斷出 對與本發(fā)明相關(guān)的已知功能或結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述可能會使關(guān)鍵點(diǎn)不清楚時，將省略對該已知 功能或結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述。另外，雖然本文將詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是應(yīng)理解， 并不旨在將本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思限制為所公開的特定形式，而是相反，能夠以落入本