[发明专利]基于超声波层析技术的高温气冷堆燃料球完整性检测装置

说明书

本发明公开了一种基于超声波层析技术的高温气冷堆燃料球完整性检测装置，进料系统的出口经第一球路计数器、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二个开口相连通，入口分配器的第一个开口经测量管道与出口分配器的第一个开口相连通，出口分配器的第二个开口经第三球路计数器及第四球路计数器与出料系统相连通，气力提升系统经发射控制阀与发射器相连通；超声波检测装置套接于测量管道上，斜坡管道的出口处设置有定位器，该装置能够高温气冷堆球形燃料元件的表面缺陷及体积缺陷的检测，完成对破损的球形燃料元件的甄别筛选。

技术领域

本发明属于核反应堆燃料检测的领域，涉及一种基于超声波层析技术的高温气冷堆燃料球完整性检测装置。

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，其中存在大量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。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于超声波层析技术的高温气冷堆燃料球完整性检测装置，该装置能够高温气冷堆球形燃料元件的表面缺陷及体积缺陷的检测，完成对破损的球形燃料元件的甄别筛选。

为达到上述目的，本发明所述的基于超声波层析技术的高温气冷堆燃料球完整性检测装置包括进料系统、出料系统、气力提升系统、负压通风系统、球路清洗系统、第一球路计数器、第二球路计数器、第三球路计数器、第四球路计数器、输送单一器、发射器、入口分配器、出口分配器、超声波检测装置、发射控制阀、斜坡管道及控制及数据处理系统；

进料系统的出口经第一球路计数器、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二个开口相连通，入口分配器的第一个开口经测量管道与出口分配器的第一个开口相连通，出口分配器的第二个开口经第三球路计数器及第四球路计数器与出料系统相连通，气力提升系统经发射控制阀与发射器相连通；超声波检测装置套接于测量管道上，斜坡管道的出口处设置有定位器；

控制及数据处理系统与超声波检测装置、定位器、发射控制阀、第一球路计数器、第二球路计数器、第三球路计数器、第四球路计数器相连接。

所述超声波检测装置包括壳体以及设置于壳体内的第一发射换能器、第二发射换能器、第三发射换能器、第四发射换能器、第五发射换能器、第六发射换能器、第七发射换能器、第八发射换能器、第一接收换能器、第二接收换能器、第三接收换能器、第四接收换能器、第五接收换能器、第六接收换能器、第七接收换能器及第八接收换能器；

壳体套接于测量管道上，第一发射换能器、第二发射换能器、第三发射换能器、第四发射换能器、第五发射换能器、第六发射换能器、第七发射换能器、第八发射换能器、第一接收换能器、第二接收换能器、第三接收换能器、第四接收换能器、第五接收换能器、第六接收换能器、第七接收换能器及第八接收换能器经电气贯穿件与控制及数据处理系统相连接，电气贯穿件穿过所述壳体。

第一发射换能器、第二发射换能器、第三发射换能器、第四发射换能器、第五发射换能器、第六发射换能器、第七发射换能器及第八发射换能器沿周向均匀分布。