[发明专利]基于激光测距的高温气冷堆燃料球表面完整性检测装置

说明书

本发明公开了一种基于激光测距的高温气冷堆燃料球表面完整性检测装置，进料系统的出口依次经第一球路计数器、第二球路计数器及输送单一器与发射器的入口相连通，发射器的出口经斜坡管道与入口分配器的第一个开口相连通，入口分配器的第三个开口经测距管道与出口分配器的第一个开口相连通，出口分配器的第三个开口依次经第三球路计数器及第四球路计数器与出料系统相连通；气力提升系统的出口经发射控制阀与发射器的入口相连通，斜坡管道的出口处设置有入球定位器；激光测距检测装置套接于测距管道上，激光测距检测装置与控制及数据处理系统相连接；该装置能够快速检测被测物体表面缺陷。

技术领域

本发明属于核反应堆燃料检测的领域，涉及一种基于激光测距的高温气冷堆燃料球表面完整性检测装置。

背景技术

核燃料元件是为核反应堆提供裂变能量的核心部件，裂变过程中产生大量的裂变核素和感生放射性核素，其中绝大部分的放射性核素都被包络在反应堆核燃料元件内部，这一层包容壳层就是燃料元件包壳层，通常称为核电厂的第一道屏障，其完整性是核电站安全的重要保证。压水堆的核燃料元件完整性检测通过在线的放射性核素监测和卸料状态下的核燃料组件的完整性检测，具有成熟的经验和方法。高温气冷堆作为全球首台具备四代技术特征的核能发电机组，采用不停堆换料模式，使用60mm直径的球型燃料元件，核燃料在反应堆、装卸料系统、新燃料系统、乏燃料系统等系统的设备和管道间流动，燃料元件会存在一定的破损，设计破损率为小于2×10^-4。目前高温气冷堆设计的系统，只能识别燃料元件大体积的破碎，不能识别小体积的破损(因为缺失的部分较少，不影响燃料球的流动)，这种带有缺陷的燃料球如果在堆芯和系统中继续流动，将增加燃料球卡涩在管道(即卡球)的风险，破损的燃料球继续参加核裂变反应，放射性物质将会穿透破损的包壳层，增加一回路的放射性。一个高温气冷堆的反应堆每天有6000个燃料球从堆芯流出进入装卸料系统，同时有6000个燃料球从装卸料系统再装入反应堆，其中会有约800个新燃料和乏燃料的替换，由此可知需要每分钟至少完成4～5个燃料球的检测，每个球的检测时间仅12～15秒，需要一种能够快速反映燃料球破损情况的检测装置。基于激光测量和反馈技术可实现快速检测被检测物体表面缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于激光测距的高温气冷堆燃料球表面完整性检测装置，该装置能够快速检测被测物体表面缺陷。

为达到上述目的，本发明所述的基于激光测距的高温气冷堆燃料球表面完整性检测装置包括进料系统、第一球路计数器、第二球路计数器、输送单一器、发射器、斜坡管道、入口分配器、测距管道、出口分配器、第三球路计数器、第四球路计数器、出料系统、气力提升系统、发射控制阀、激光测距检测装置、控制及数据处理系统及控制系统；

进料系统的出口依次经第一球路计数器、第二球路计数器及输送单一器与发射器的入口相连通，发射器的出口经斜坡管道与入口分配器的第一个开口相连通，入口分配器的第三个开口经测距管道与出口分配器的第一个开口相连通，出口分配器的第三个开口依次经第三球路计数器及第四球路计数器与出料系统相连通；

气力提升系统的出口经发射控制阀与发射器的入口相连通，斜坡管道的出口处设置有入球定位器；

激光测距检测装置套接于测距管道上，激光测距检测装置与控制及数据处理系统相连接；

控制系统与激光测距检测装置、第一球路计数器、第二球路计数器、入口分配器、出口分配器、第三球路计数器、第四球路计数器、发射控制阀及入球定位器相连接。

控制及数据处理系统连接有图像呈现装置相连接。

还包括球路清洗系统；入口分配器的第二个开口与球路清洗系统的出口相连通，出口分配器的第二个开口与球路清洗系统相连通。

斜坡管道与水平面的夹角为5°～10°。