[发明专利]一种用于高温气冷堆运行状态下燃料球完整性的检测系统

说明书

本发明公开了一种用于高温气冷堆运行状态下燃料球完整性的检测系统，反应堆的堆芯底部出口经激光测距表面成像装置与表面检测控制三通的第一个开口相连通，表面检测控制三通的第二个开口经第一燃料球发射器与汇流三通的第一个开口相连通，第一气力提升系统与第一燃料球发射器的入口相连通；表面检测控制三通的第二个开口与第二级燃料元件完整性检测装置的入口相连通，第二级燃料元件完整性检测装置的破碎燃料元件出口与破球储存系统相连通，第二级燃料元件完整性检测装置的完整燃料元件出口与汇流三通的第二个开口相连通，汇流三通的第三个开口与反应堆相连通，该系统能够对燃料球的完整性进行检测。

技术领域

本发明属于核反应堆燃料检测的领域，涉及一种用于高温气冷堆运行状态下燃料球完整性的检测系统。

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并发生碰撞，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燃料破损监测系统检测方法单一，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)，在燃料检测中出现较大的出错几率。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。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于高温气冷堆运行状态下燃料球完整性的检测系统，该系统能够对燃料球的完整性进行检测。

为达到上述目的，本发明所述的用于高温气冷堆运行状态下燃料球完整性的检测系统包括反应堆、破球储存系统、第一气力提升系统、汇流三通、第一级燃料元件完整性检测装置及第二级燃料元件完整性检测装置；第一级燃料元件完整性检测装置包括激光测距表面成像装置、表面检测控制器、表面检测控制三通及第一燃料球发射器；

反应堆的堆芯底部出口经激光测距表面成像装置与表面检测控制三通的第一个开口相连通，表面检测控制三通的第二个开口经第一燃料球发射器与汇流三通的第一个开口相连通，第一气力提升系统与第一燃料球发射器的入口相连通；

表面检测控制三通的第二个开口与第二级燃料元件完整性检测装置的入口相连通，第二级燃料元件完整性检测装置的破碎燃料元件出口与破球储存系统相连通，第二级燃料元件完整性检测装置的完整燃料元件出口与汇流三通的第二个开口相连通，汇流三通的第三个开口与反应堆相连通；

激光测距表面成像装置的输出端与表面检测控制器的输入端相连接，表面检测控制器的输出端与表面检测控制三通的控制端相连接。

第二级燃料元件完整性检测装置包括第二气力提升系统、超声波层析成像装置、X射线断层扫描分析装置、超声检测控制器、X射线检测控制器、破球控制三通、与门电路及第二燃料球发射器；

表面检测控制三通的第二个开口经超声波层析成像装置及X射线断层扫描分析装置与破球控制三通的第一个开口相连通，破球控制三通的第二个开口与破球储存系统相连通，破球控制三通的第三个开口与第二燃料球发射器的入口相连通，第二燃料球发射器的出口与汇流三通的第二个开口相连通，第二气力提升系统与第二燃料球发射器相连通。

第二级燃料元件完整性检测装置还包括超声检测控制器、X射线检测控制器及与门电路；