[发明专利]具有多个样本切削器的周向取样工具

说明书

技术领域

本发明涉及具有多个样本切削器的周向取样工具和使用该取样工具的方法。

背景技术

一种对诸如CANDU(坎杜)型反应堆等核反应堆中的压力管的使用寿命进行估算的方法需要周期性地移除管子。从移除的管子上切取样品并分析氘含量。然后，将氘浓度用作剩余压力管的使用寿命的量度。此方法由于需要长期停工以移除并替换压力管，所以这种方法成本非常高。

尝试提供“原地”进行取样(不用移除压力管)的技术存在许多困难。坚硬的氧化物表面以及从该表面层下面获取样本材料的要求使得难于获取有用的样本。为了保持管子的完整结构并避免有害的残余应力，必须控制取样深度并且遗留的取样区域必须在几何结构上沿所有的轴线平滑地变化。此外，用于移除表面材料或样本的技术必须不涉及过度加热，因为这会影响后续分析的结果。另一个困难是：回收分析样本以及防止颗粒遗留在压力管中。

1990年5月15日授权的美国专利No.4,925,621的全部内容以引用的方式并入本文，该专利针对上述困难公开了一种用于压力管取样的取样工具。所公开的取样工具允许“原地”检测而不需要移除压力管。该取样工具包括两个切削器以及用于捕获被移除的材料的装置。通过在压力管中轴向地移动两个切削器，一个切削器移除表面氧化物层，而另一个切削器移除用于分析的样本。切削器和切削操作设计成避免损坏压力管的整体性，以使压力管处于正常使用。

尽管上述取样工具克服了上述困难，但已经证明使用该取样工具在压力管中的某些部分上获取样本是不切实际的。例如，如图1所示，在CANDU型燃料通道中，压力管10使用轧制接头12与端部安装件(未示出)连接。由于氢/氘浓度的高轴向梯度和轧制接头区域中的周向波纹14，使得上述取样工具难于在轧制接头区域获取有用的样本。

此外，上述取样工具每次只能取回单个样本，这意味着：在能够获取另一个样本之前，需要从压力管移中移出该工具以取回样本(和氧化物层的部分)。这使得从管子上获取多个样本很费时。

在2000年11月的第五届国际CANDU堆维护会议(International CANDU Maintenance Conference)上，由作者K.Wittich和J.King发表的题目为“Advanced Pressure Tube Sampling Tools”的会议论文也公开了取样工具。在2005年11月的第七届国际CANDU堆维护会议上，由作者B.Guler、J.King和R.Wray发表的题目为“Innovation in Pressure Tube Rolled Joint Sampling(Circumferential Sampling Tool Technology)”的会议论文也公开了取样工具。这两篇论文都由Canadian Nuclear Society(加拿大核学会)出版。

因此，需要如下取样工具和样本收集方法：其能够克服上述困难中的至少一些困难和现有技术中所存在的不便之处中的至少一些不便之处。

发明内容

本发明的目的在于提供一种取样工具，该取样工具具有沿着管子的一部分内壁周向地移动的至少两组切削器，每组切削器含有两个切削器。对于每一组切削器，一个切削器移除管子内壁的一部分，而另一个切削器在管子中的通过移除管子内壁的一部分而露出的位置上从管子的内壁上移除样本。

本发明的另一个目的是提供一种用于选择性地接合每组切削器的机构。

本发明的另一个目的是提供一种使用上述周向取样工具从管子上获取样本的方法。