乏燃料組件破損檢測裝置的製作方法

2023-05-06 12:48:51

本發明涉及核電安全領域，更具體地說，涉及一種乏燃料組件破損檢測裝置。

背景技術：

核電廠乏燃料裝入轉運容器罐後，乏燃料容器進行排水、充氦氣、等待溫度平衡後再轉運至存儲乏燃料地方進行卸料。若乏燃料容器在轉運中，乏燃料組件破損將產生大量高放射性氣體，為保證燃料容器操作人員和卸料人員的安全，在卸乏燃料前需要對乏燃料容器中的氣體進行放射性檢測，而現有技術中並沒有專門對此進行測量的裝置。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在於，針對現有技術的上述缺陷，提供一種乏燃料組件破損檢測裝置。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：構造一種乏燃料組件破損檢測裝置，用於對乏燃料轉運容器內的乏燃料組件是否破損進行實時監測，所述轉運容器設置有輸出接口和回收接口，所述檢測裝置包括：冷卻器、惰性氣體檢測儀以及通氣管路；所述通氣管路連接所述輸出接口和回收接口，所述通氣管路靠近所述輸出接口的部分容置於所述冷卻器內，所述惰性氣體檢測儀設置於所述通氣管路上且位於所述冷卻器和回收接口之間。

在本發明所述的乏燃料組件破損檢測裝置中，所述裝置還包括設置於所述通氣管路上的風機，所述風機位於所述冷卻器和惰性氣體檢測儀之間。

在本發明所述的乏燃料組件破損檢測裝置中，所述通氣管路上還設置有一個三向閥門，所述通氣管路包括多個單向管路，該三向閥門的輸入端經由一單向管路連接所述風機、該三向閥門的第一輸出端連接經由一單向管路連接所述惰性氣體檢測儀的輸入端、該三向閥門的第二輸出端連接經由一單向管路連接所述回收接口，且所述三向閥門的第二輸出端與回收接口之間的單向管路還經由一單向管路與所述惰性氣體檢測儀的輸出端連接。

在本發明所述的乏燃料組件破損檢測裝置中，所述檢測裝置還包括流量計，該流量計與三向閥門至所述風機之間的單向管路連接。

在本發明所述的乏燃料組件破損檢測裝置中，所述檢測裝置還包括溫度計，該溫度計與三向閥門至所述風機之間的單向管路連接。

在本發明所述的乏燃料組件破損檢測裝置中，所述檢測裝置還包括設置於所述通氣管路上的取樣鋼瓶，所述取樣鋼瓶位於所述惰性氣體檢測儀和回收接口之間。

在本發明所述的乏燃料組件破損檢測裝置中，所述通氣管路位於所述冷卻器內的部分為盤管。

在本發明所述的乏燃料組件破損檢測裝置中，所述冷卻器上設置有用於測量所述冷卻器內溫度的溫度監測儀，所述冷卻器內的冷源為碎冰，所述冷卻器底部側壁連接有用於控制所述冷卻器內的液態水排放的排水閥。

在本發明所述的乏燃料組件破損檢測裝置中，所述裝置具有安裝輪子的底盤。

實施本發明的乏燃料組件破損檢測裝置，具有以下有益效果：本發明可以 利用惰性氣體檢測儀實現對放射性氣體的檢測，從而可以判斷出是否出現燃料組件破損，由於是利用通氣管路從轉運容器取樣，並且測驗後的氣體可以通過通氣管路回收至運容器內，從而可以實現在線實時檢測，而且回收可以避免可能的放射性氣體外漏；冷卻器避免高溫氣體損壞儀器；

另外，在檢測出放射性氣體時，還可利用鋼瓶收集氣體以便分析含量進而判斷有多少個組件破損；進一步的，通氣管路位於所述冷卻器內的部分為盤管，可以便於快速降溫；更進一步的，在取樣迴路中加裝取樣風機，使迴路具備流通性，另外，設置溫度計和流量計以保證取樣流量和取樣要求的溫度，使用過程中參數可直接讀取，便於用戶使用。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發明乏燃料組件破損檢測裝置的結構示意圖。

具體實施方式

為了對本發明的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本發明的具體實施方式。

本發明主要是建立閉環的氣體在線測量和取樣迴路，通過在線測量和取樣分析的方法進行乏燃料是否存在破損的評價，為卸料操作提供人員安全保障依據和相應的技術支撐。

參考圖1，是本發明乏燃料組件破損檢測裝置的結構示意圖。

本發明的乏燃料組件破損檢測裝置，用於對乏燃料轉運容器1內的乏燃料組件是否破損進行實時監測。所述轉運容器1設置有輸出接口11和回收接口 12，乏燃料轉運容器1內氣體測量裝置包括：冷卻器2、惰性氣體檢測儀4、通氣管路；所述通氣管路連接所述輸出接口11和回收接口12，所述通氣管路靠近所述輸出接口11的部分容置於所述冷卻器2內，所述惰性氣體檢測儀4設置於所述通氣管路上且位於所述冷卻器2和回收接口12之間。

轉運容器1內的氣體可以經過通氣管路回收，在流經通氣管路中的惰性氣體檢測儀4時，惰性氣體檢測儀4可以檢測半衰期較長的Kr-85氣體，若氣體中存在Kr-85氣體，則說明燃料組件發生破損。本發明的這種檢測方法可以利用惰性氣體檢測儀4實現對放射性氣體的檢測，從而可以判斷出是否出現燃料組件破損，由於是利用通氣管路從轉運容器1取樣，並且測驗後的氣體可以通過通氣管路回收至運容器內，從而可以實現在線實時檢測，而且回收可以避免可能的放射性氣體外漏。

優選的，本發明中還包括設置於所述通氣管路上的取樣鋼瓶5，所述取樣鋼瓶5位於所述惰性氣體檢測儀4和回收接口12之間。在檢測出放射性氣體時，還可利用取樣鋼瓶5收集氣體,拿到實驗室具體分析含量多少，進而判斷有多少個組件破損。

由於乏燃料容器內氣體為高溫氣體，為避免高溫氣體損壞儀器以及可能的高放射性氣溶膠粒子進入取樣鋼瓶5和惰性氣體檢測儀4，必須先通過冷卻器2對氣體進行降溫。為此，所述冷卻器2上設置有用於測量所述冷卻器2內溫度的溫度監測儀22，所述冷卻器2內的冷源為碎冰，所述冷卻器2底部側壁連接有用於控制所述冷卻器2內的水排放的排水閥21，靠近冷卻器2的通氣管路上還連接有溫度計7。

冷卻器2採取碎冰作為冷源，提供穩定的冷源，如果溫度過高，則打開排水閥21排出融化的液態水並且往冷卻器2內添加碎冰，使冷卻器2內始終保 持0℃及以下，確保取樣氣體的溫度降至所需的範圍之內。而且，採用碎冰作為冷源，該冷卻器2不再需要外部的動力裝置作為冷源，從而縮小了設備體積，減少了冷卻器2的配套裝置。

優選的，為冷卻器2內的通氣管路為盤管，盤管增加了與冷源接觸的長度，進而便於快速降溫。

進一步優選的，在通氣管路中加裝取樣風機3，使迴路具備流通性。理論上風機3的位置並不做限制，只要能帶動氣流單向流動即可，較佳實施例中，優選的，所述風機3位於所述冷卻器2和惰性氣體檢測儀4之間。

進一步優選的，系統連接後，在測量之前可以是先測試通氣管路是否通暢，確定穩定後再進行氣體檢測、取樣。因此，所述通氣管路上還設置有一個三向閥門8，所述通氣管路包括多個單向管路，從圖1可以看到，盤管與風機3輸入端連接，風機3輸出端經由一個單向管路連接該三向閥門8的輸入端，該三向閥門8的第一輸出端連接經由一單向管路連接所述惰性氣體檢測儀4的輸入端，該三向閥門8的第二輸出端連接經由一單向管路連接所述回收接口12，且所述三向閥門8的第二輸出端與回收接口12之間的單向管路還經由一單向管路與所述惰性氣體檢測儀4的輸出端連接。

優選的，在風機3和三向閥門8的輸入端之間的單向管路上連接一個流量計6，上述的溫度計7也設置於此部分單向管路上，以獲知氣體流速和冷卻後的溫度，使用過程中參數可直接讀取，便於用戶使用。

其中，取樣鋼瓶5設置於所述惰性氣體檢測儀4的輸出端連接的單向管路中，且該單向管路的靠近其與三向閥門8匯合的一端設置有閥門9。

在系統連接後，首先將三向閥門8打到第二輸出端，關閉第一輸出端，與取樣鋼瓶5連接的閥門9關閉，以測試通氣管路是否通暢，待通氣管路通暢， 流量計6和溫度計7的測量指標合格，則將三向閥門8打到第一輸出端，關閉第二輸出端，與取樣鋼瓶5連接的閥門9打開，開始氣體檢測。如果惰性氣體檢測儀4檢測到氣體中存在Kr-85氣體，則關閉與取樣鋼瓶5連接的閥門9，收集氣體。

優選的，本發明中，對於各個接口採用帶3道密封口的接口，利用壁厚為3mm的膠管加上管夾進行固定，固定後進行氣體試驗檢漏，確保不會發生洩漏。

進一步優選的，本發明的乏燃料組件破損檢測裝置可以設計成小車，將是上述元器件集合在一起，裝置結構緊湊，體積小，小車的底盤安裝輪子。

上面結合附圖對本發明的實施例進行了描述，但是本發明並不局限於上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬於本發明的保護之內。