[发明专利]核反应堆参考空间超声控制系统

说明书

本发明涉及核工程，可用于用液态金属冷却剂控制核反应堆区域上空间的状态。超声波控制系统的工作原理是基于超声波信号的激励和响应，超声波信号从位于燃料组件头部的上部水平和核反应堆旋转塞的下部水平之间的空间(受控间隙)的结构组件反射，由不透明的冷却剂冷却，例如液体钠。该系统用于检测在受控空间中(受控间隙中)，在重新加载操作期间旋转插头的障碍。为了提高在芯部上方受控空间中检测障碍物的可靠性并确定所述障碍物的位置，超声反射器以环的形式配置，在环上布置至少一排垂直的圆柱形杆，该环附接到包围反应堆堆芯的一个隔热罩上，最好是靠近核反应堆的一个，其中圆柱形杆排成一排的间距小于组件之间的间距。

本发明涉及核工程，可用于用液态金属冷却剂控制核反应堆区域上空间的状态。超声波控制系统的工作原理是基于超声波信号的激励和响应，超声波信号从位于燃料组件头部的上部水平和核反应堆旋转塞的下部水平之间的空间(受控间隙)的结构组件反射，由不透明的冷却剂冷却，例如液体钠。该系统用于检测在受控空间中(受控间隙中)，在重新加载操作期间旋转插头的障碍。

其中扫描超声束在水平方向上传播的系统被称为水平声视觉系统。它们用于获得位于或被困在由不透明液态金属冷却剂冷却的反应器的参区域上间中的物体的光学图像的类似物。反应器中光学不透明区域上空间的控制可以通过使用在液态金属热载体中传播的超声波来执行。在这种情况下，超声波信号适用于对光不透明的热载体(钠，铅等)的反应器，并且可以提供具有良好分辨率的物体的光学图像。

为了提高检测结构组件的可靠性，在核反应堆中安装了特殊的超声波反射器，并通过减少来自它的信号，判断是否存在落入超声波束范围内的物体。

通常，反应区域上空间的控制系统是考虑到特定反应堆的设计而开发的，并且如果没有与适应每个特定设备的区域上空间的设计特征相关的某些改变，则不能转移到另一个反应堆。

已知用于确定CPS器官下部和FA头之间的间隙的水平声音视觉系统(申请N°58-34799，日本)。该设备包含放置在杆上的超声波换能器，连接到超声波发生器并通过放大器与信号处理和识别装置，超声波反射器连接。在该设备中，带有超声波换能器的杆以恒定的角速度旋转，并在每次旋转后沿高度移动。在一个革命期间，超声波脉冲一致地发射，并且在它们之间的间隔中，它们接收反射的脉冲。

该技术方案的缺点在于，当从物体反射的射线不落入转换器的平面中时，并不总是能够确定区域上空间中是否存在物体。

已知一种用液态金属冷却剂超声监测核反应堆区域上空间中结构组件位置的系统(美国专利Ns4290849)，它包括一个用于发射和接收脉冲超声信号的超声换能器，入射超声波依次从附加超声反射器、主反射器和位于CPS器官和FA头之间的间隙中的物体(如果存在的话)反射，然后沿已经行进的路径返回到超声转换器。为了避免入射和反射超声波信号的干扰，反射器的平面被放置在与换能器不同的距离处。

在公知的技术方案中，对应于超声束从超声源到超声反射器和从超声反射器到超声接收器的路径的两条直线段被指示为检测到的障碍物的位置。与此同时，没有给出障碍物位于哪个分段上的答案。

该技术方案的目的是增加检测受控混区域上空间中的障碍物并确定位置的可靠性。

为了解决这个问题，在用液态金属冷却剂的核反应区域上空间的超声控制系统中，包括超声反射器和带驱动器的扫描超声机构，包含带密封超声换能器-在未耦合的CPS器官的下部标记和燃料组件头的上部标记之间的受控间隙中，超声反射器以环的形式制成，其上至少有一排垂直的圆柱形杆，该环附在围绕堆芯的隔热罩之一上，主要是最靠近核反应堆主体的隔热罩之一上，圆柱形杆排成一排的台阶小于组件之间的台阶(反应堆格栅的台阶)。

将超声反射器(带圆柱形棒的环)放置在离反应器容器最近的距离处的热屏上，可以控制标准结构的位置。它还提供了在区域上空间的整个受控体积中对旋转塞旋转的障碍的检测。

圆柱形杆以与此环中心相等的距离排列成行，并均匀地围绕其圆周(为了方便在从中心细胞扫描超声反射器的超声束时自动控制反射信号的水平):