[发明专利]核反应堆燃料破损监测系统

说明书

本发明公开了一种核反应堆燃料破损监测系统，所述核反应堆燃料破损监测系统包括第一监测装置和处理装置，所述第一监测装置设在所述燃料包壳上，用于监测并获取所述燃料包壳内的压力信号，所述处理装置与所述第一监测装置相连，用于接收所述燃料包壳内的压力信号并进行处理分析以判断所述燃料包壳是否破损以及破损的严重情况。本发明的核反应堆燃料破损监测系统能够连续监测燃料破损情况，提高了监测准确性以及核反应堆运行的安全性和经济性。

技术领域

本发明涉及核工程技术领域，更具体地，涉及一种核反应堆燃料破损监测系统。

背景技术

核反应堆，又称为原子能反应堆或反应堆，是能维持可控自持链式核裂变反应，以实现核能利用的装置。其中核反应堆中具有多个燃料组件，每个燃料组件中具有多个燃料元件，且每个燃料元件包括燃料芯体和燃料包壳，燃料包壳是核反应堆安全的第一道屏障，如果燃料包壳发生破损，燃料芯体的放射性裂变产物会通过破口释放到一回路的冷却剂中。破损燃料元件泄漏的放射性裂变产物使一回路冷却剂的活度增加，并通过一回路的冷却剂的微泄漏，影响公众健康。而且，一回路冷却剂的活度超过一定限值后，核反应堆必须停堆，从而造成巨大的经济损失。因此，需要设置燃料破损监测系统监测燃料的破损程度，从而采取必要的措施，将经济损失降低到最低。

然而。相关技术中的燃料破损监测系统存在延迟，不能进行连续监测，监测效率低以及监测不精准等问题，降低了核反应堆运行的安全性和经济性。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明提出一种核反应堆燃料破损监测系统,该监测系统能够连续监测燃料破损情况，提高了监测准确性以及核反应堆运行的安全性和经济性。

根据本发明的实施例的核反应堆燃料破损监测系统,用于在燃料包壳发生破损时监测并诊断所述燃料包壳破损情况，其特征在于，所述监测系统包括：第一监测装置，所述第一监测装置设在所述燃料包壳上，用于监测并获取所述燃料包壳内的压力信号；处理装置，所述处理装置与所述第一监测装置相连，用于接收所述燃料包壳内的压力信号并进行处理分析以判断所述燃料包壳是否破损以及破损的严重情况。

根据本发明的实施例的核反应堆燃料破损监测系统,随着核反应堆不断进行，外部冷却剂温度上升，燃料包壳内压力不断变大，第一监测装置实时监测燃料包壳内的压力并将实时监测参数传递给处理装置，处理装置进行处理形成每个燃料包壳内的压力监测曲线，在燃料包壳出现破损时，压力监测参数会发生明显的波动，由此通过对燃料包壳内的压力进行监测，能够实现连续的在线无间断的燃料破损情况监测，识别精度高，便于进行管理，且管理成本低，提高了核反应堆进行的安全性和经济性。而且，从长期运营来看，可以降低燃料成本，减少放射性废物的排放，利于核反应堆的运营维护。

在一些实施例中，所述监测系统还包括第二监测装置，所述第二监测装置设在一回路中，用于监测并获取一回路冷却剂中的特征核素的放射性活度浓度信号，所述处理装置还与所述第二监测装置相连以接收所述特征核素的放射性活度信号，并基于所述燃料包壳内的压力信号和所述特征核素的放射性活度信号进行处理分析以判断所述燃料包壳是否破损以及破损的严重情况。根据本发明实施例的核反应破损监测系统，通过采用燃料包壳内压力监测和一回路中冷却剂的特征核素监测相配合的方式实现料破损情况监测，能够进一步地实现连续监测且提高识别精度以及降低管理成本，从而进一步提高核反应堆进行的安全性和经济性。

在一些实施例中，所述核反应堆中具有多个燃料组件组，每个燃料组件组内具有一个或多个燃料组件，同一燃料组件组内的燃料包壳内具有相同的特征核素，不同燃料组件组内的燃料包壳内具有不同的特征核素。

在一些实施例中，所述燃料包壳内填充有惰性气体，其中所述惰性气体的元素形成所述特征核素，不同燃料组件组内的惰性气体的元素互为同位素。