[发明专利]球床高温堆不同尺寸燃料元件的识别装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及核反应堆技术领域，特别涉及一种球床高温堆不同尺寸燃料元件的识别装置及方法。

背景技术

为了不同目的，球床高温气冷堆可能采用不同尺寸的燃料元件和石墨元件，如公开号为：CN1159726C，专利名称为：球床型高温气冷堆双区堆芯交界面的测定方法及装置的中国发明专利中采用了两种直径的元件(即φ60燃料元件和φ35石墨元件)。在多次过堆芯循环中，在堆内不同位置滞留和流动路径上的元件，因承受不同剂量的中子辐照，收缩量不同而导致尺寸差异。此外，由于多次过堆芯循环中，元件之间以及元件与管道和设备之间的磨损也会导致元件尺寸差异。在初始的过渡循环运行阶段，低富集度燃料元件与高富集度燃料元件的识别是一个尚待接解决的技术难点，将两种元件制造为不同尺寸的球形元件，利用尺寸差异进行识别是一种备选技术方案。

球床高温堆的燃料装卸系统是一个具有高运行可靠性要求的安全相关系统，是一个庞大复杂的机械系统和压力管网系统，设备运行环境苛刻。为保证系统的可靠性，需要尽可能减少动设备和简化管路系统；尤其是在反应堆压力边界处，应尽可能减少管路接口及承压设备部件，简化堆芯卸料至燃耗测量管段之间的管路及设备。因此，不同尺寸的元件通常在碎球分选后由卸料装置的公用接管排出，而在燃耗测量前后需要对不同尺寸的燃料元件进行识别和分拣，以便进一步执行燃料管理和相关工艺控制。

在公开号为：CN1439162A，专利名称为：卵石床式核反应堆的中国发明专利公开了一种层析X射线摄像扫描仪扫描球以核实燃料球的方法，但是燃料元件自身的强γ辐射场也导致X射线设备难以接近而无法实施。在公开号为：CN1327453C，专利名称为：球床高温气冷堆双径球碎球分选装置的中国发明专利的中国发明专利公开了一种利用卸料装置进行双径球的机械分选方法，该装置对于专利所述的φ60和φ35两种直径相差较大的球形元件的分选是可靠地，但对于球形元件直径相差不大的情况，如φ60的高富集度燃料元件和φ58的低富集度元件，因小球分检测间隙增大，且接近于大球直径，在小球分检处发生大球卡球的概率大；另一方面，采用公开号为CN1327453C所公开的装置，两种尺寸的燃料元件在分选后由两路卸出，需要增加了多套压力边界安全设备和相应的管路附件，导致球流管路系统复杂，使设备和管路安装空间突破舱室空间尺寸限制。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何在不增加复杂度的情况下，提高对燃料元件的识别精度。

(二)技术方案

为解决上述技术方案，本发明提供了一种球床高温堆不同尺寸燃料元件的识别装置，所述装置包括：第一计数传感器、机械检测单元、第二计数传感器、以及控制单元，所述第一计数传感器、机械检测单元、以及第二计数传感器沿球床高温堆的过球管段的入口至出口方向依次设置、且分别与所述控制单元连接，所述球床高温堆的过球管段为竖直设置。

优选地，所述机械检测单元包括：执行部件、驱动部件、联轴器、进球管、出球管、以及箱体，所述进球管设于所述箱体的上表面，所述出球管设于所述箱体的下表面，所述执行部件设于所述进球管和出球管之间、且位于所述箱体内，所述驱动部件通过所述联轴器与所述执行部件连接，所述驱动部件与所述控制单元连接。

优选地，所述执行部件为一圆柱形转子、且包括：相互连通的检测通道、进球通道、以及至少一个大球通道，所述进球通道与所述进球管连通，所述检测通道与所述出球管连通。

优选地，所述执行部件包括一个大球通道，所述检测通道、进球通道、以及大球通道的轴线共面、且两两之间分别呈120度的夹角。

优选地，所述进球通道与所述进球管同轴，所述检测通道与所述出球管同轴。

优选地，所述进球管与出球管同轴，所述检测通道与所述出球管同轴，所述进球管和所述进球通道之间通过导流槽连通。

优选地，所述箱体上设有定位销，所述执行部件上设有与所述定位销相适应的限位槽，所述限位槽的圆心角为120度，以使得所述执行部件能逆时针旋转120度。

优选地，所述箱体上与所述大球通道相对处设有顶杆，所述执行部件上设有与所述顶杆相适应的顶杆导向槽。

优选地，所述检测通道的横截面为矩形，当所述矩形为正方形时，其边长大于小球直径、且小于大球直径；当所述矩形为长方形时，其短边大于小球直径、且小于大球直径。

本发明还公开了一种基于所述的识别装置的识别方法，所述方法包括以下步骤：

S1：当燃料元件通过球床高温堆的过球管段时，第一计数传感器获取所述燃料元件的进入时间；