[实用新型]水下抗辐照激光测量设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及核电站燃料组件检测技术，具体是水下抗辐照激光测量设备。

背景技术

压水堆核电站的堆芯包括燃料组件、控制棒组件及其它相关组件，其中，燃料组件是堆芯最重要的组件之一，其包括燃料棒、下管座、上管座、控制棒及定位格架。压水堆燃料组件在加深燃耗运行中，其会发生“S”型或香蕉型变形，严重的变形会导致控制棒无法抽拔，直接影响核安全。因此，在压水堆核电站换料检修过程中，需要对运行一段时间后的燃料组件中燃料棒直径、燃料棒之间的间隙进行检测。由于辐照后燃料组件具有很强的放射性，须存放在含硼酸的深水中，目前对燃料棒直径、燃料棒之间的间隙进行检测时受测量设备的限制，无法近距离测量，这导致测量的精度较低，不能为反应堆的安全运行提供有效保障。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种水下抗辐照激光测量设备，其应用时设于含硼酸的深水中对燃料棒直径、燃料棒之间的间隙进行测量，能提升测量精度，进而能为反应堆的安全运行提供保障。

本实用新型解决上述问题主要通过以下技术方案实现：水下抗辐照激光测量设备，包括两个密封箱体、设于两个密封箱体内的抗辐照屏蔽层、以及分别设于两个密封箱体内的激光发射组件和激光接收组件，两个密封箱体均一侧设有开口，且两者开口处均连接有封闭开口的抗辐照玻璃板；所述激光发射组件和激光接收组件均包括反射镜，两者的反射镜均倾斜设置且远离密封箱体的开口侧；所述激光发射组件还包括激光器、激光发射镜头及倾斜设置的两面镜，所述两面镜、激光器及激光发射镜头均靠近密封箱体开口侧设置，激光发射镜头正对抗辐照玻璃板，两面镜的同一镜面同时面对激光发射组件中反射镜的镜面和激光器，激光发射组件中反射镜的镜面同时面对两面镜的镜面和激光发射镜头；所述激光接收组件还包括光电转换器和激光接收镜头，所述光电转换器和激光接收镜头均靠近密封箱体开口侧设置，激光接收镜头正对抗辐照玻璃板，激光接收组件中反射镜的镜面同时面对光电转换器和激光接收镜头。本实用新型应用时不局限于在水下对燃料棒直径、燃料棒之间的间隙进行测量，还可以在水下对辐照后的控制棒组件及相关组件的棒外径及间隙进行测量。

本实用新型用于检测燃料组件中燃料棒直径、燃料棒之间的间隙时，使两面镜旋转，激光器发射的激光束投射到旋转的两面镜上，经激光发射组件的反射镜反射后依次经过激光发射镜头、抗辐照玻璃板及激光接收镜头，再经过激光接收组件的反射镜由光电转换器接收。本实用新型通过测量由扫描的激光束造成的高电平和低电平区域之间的计时差别达到测量被测物体外径和物体间隙的目的，其中，具体测量过程为由两面镜的旋转产生激光束在两面透镜之间形成扫描场，当激光束以速度v在时间Δt₁内扫过被测物体时，光电接收器接收黑暗区信号为低电平；在时间Δt₂内扫过被测物体之间间隙时，光电接收器接收明亮区信号为高电平。显然，被测物宽度D=v×Δt₁，被测物间隙d=v×Δt_2。通过测出时间Δt₁和Δt2，即可求出宽度D和间隙d。

进一步的，所述激光发射组件和激光接收组件的数量均为两个，两个激光发射组件设于同一密封箱体内，两个激光发射组件水平高度相同且在纵向上间隔一定距离设置；两个激光接收组件设于同一密封箱体内，两个激光接收组件水平高度相同且在纵向上间隔一定距离设置。

进一步的，所述激光发射镜头和激光接收镜头均采用含铈玻璃材料制成，所述抗辐照屏蔽层采用铅制成。其中，激光发射镜头和激光接收镜头采用含铈玻璃材料制成，能解决光学镜头组在强辐射环境中变色问题，保证了本实用新型在恶劣强辐射环境中的使用寿命。

进一步的，所述密封箱体内设有水下电源主板，所述水下电源主板通过通信电缆同时为激光发射组件和激光接收组件供电。

进一步的，所述密封箱体连接有防水接头组件，所述防水接头组件包括管状的防水接座和管状的防水接头，所述防水接座与密封箱体的侧壁连接且接通密封箱体内部与外界，所述防水接头一端套设在防水接座上，所述密封箱体和防水接头两者与防水接座之间均设置有密封垫圈。其中，防水接头组件供通讯电缆穿过。

进一步的，所述检漏管一端与两个密封箱体中容置激光发射组件的密封箱体连接且接通外界与该密封箱体内部，其另一端连接有封头；所述检漏管与封头之间设置有密封垫圈。本实用新型的检漏管为箱体密封检查使用的水压、氦检漏二合一的检漏管，能解决工程应用中设备的密封性检查难题。