[其他]探测核组件中泄漏的核燃料元件用的方法和装置

说明书

本发明涉及探测核反应堆燃料组件中泄漏的燃料元件，这种燃料组件属于包括一束燃料元件或燃料棒的类型，保持在一个包括端件的刚性结构中，这些端件由支撑杆和沿支撑杆间隔放置的栅架连结在一起。每个元件是由气密帽盖封闭的金属套管构成的，套管内含一叠堆核燃料芯块，包围在加压的干燥气氛内，此时套管是气密的。芯块用位于芯块叠堆和端部帽盖之间的压缩弹簧保持在一起，放置在一个充满加压气体的充气室中。

有必要检验从反应堆堆芯取出的燃料组件。通常使用的方法是测量组件投入液体后释放的放射性。但使用这种方法只可能检验整个组件是否密封。它不可能检验有缺陷的组件中哪一个元件或哪一些元件是泄漏的。

已经存在许多种利用超声对燃料元件进行不破坏试验的方法。在其它方法中，有一种方法（EP-A-O115231）是在选定的频率发射一列超声波，从套管的一个端部射入套管，使超声波以Lamb波的形式传播;而后探测和分析回波。完成这种探测的频率范围对应于为套管中可能含有的水所显著吸收的频率的几分之一和从弹簧端部反射的频率的几分之一，特别是在增压的情况下。

当超声波由放置在封闭燃料元件的帽盖的端面上的换能器所发射和接收时，这一解决办法是安全令人满意的。但是到目前为止，由于存在支撑杆，由于支撑杆的直径显著大于燃料元件的直径，由于反应堆中组件的帽盖水平高度不一致，因此只有当组件的端件之一已经预先移去时，才能使用这一方法检验所有元件。不幸的是，在许多组件中，更换一个端件是一种复杂精细的操作。

为了免去拆卸的必要性，也已经提出了几种装置（FR-A-2341183），使得一个换能器能够与轴横切相交地引入到燃料元件束中去，并对着任何一个燃料元件套管的侧壁应用。推进换能器，可以检验同一网络的所有元件。提供几个由梳子形构件支承的换能器，可以进一步减少检验时间。但是，对着套管边壁作用的换能器，得出的效果比对着帽盖作用的传感器要差，并留下一些元件被支撑杆所遮挡的问题尚未解决。此外，这种使用与元件中水的位置无关。

本发明的目的是提供一种探测组件中泄漏的元件的方法和装置，能对实际需要给出比至今已知的更好的解决办法，特别是提供利用一个置于每个元件端部的换能器并与此有良好接触的Lamb波探测。

为了达到这一目的，本发明提出一种上述规定类型的方法，其特征在于，在一个组件的端件和燃料元件之间的空隙中，通过相对于元件横向移动的棒机构引入换能器，直到换能器位于元件帽盖的上面;棒机构沿组件纵轴方向移动，以便使换能器对着检验元件的帽盖端面，而后发射一列超声波，并探测回波;通过棒机构向着端件升高换能器;而后移去棒机构，重复操作，以便检验新的元件。

元件网络最普通的情况是正方形的，此时棒机构沿元件网络的对角线方向引入是最有利的;正是在这一取向，支撑杆的存在所引起的障碍最少。为了可以接近所有元件，尽管存在支撑杆，试验可以按两步或四步进行，在每一步之后，组件可以绕纵轴转动90°。

本发明也提供一种实现上述规定方法的装置。这种装置能够超声探测核反应堆燃料组件中泄漏的燃料元件，这种燃料组件包括一束燃料元件，保持在一个包括端件的刚性结构中，这些端件由支撑杆连接在一起;这种装置包括一个由棒机构支承的超声换能器，这种棒机构的尺寸可以使棒机构在一个端件和元件帽盖之间插入到组件中;这种装置包括将换能器带到不同元件上面的交叉运动操作机构;这种装置的特征是，它包括使棒机构沿元件的纵轴方向运动的机构，该换能器与一个绕相对于元件横向的轴转动的叉架枢轴式连接，而且该叉架在棒机构上可围绕另一个轴转动，该轴与上述元件横向的轴平行、以便使换能器能把平面放置到元件的帽盖端面上。

下面描述一种特定的实施方案，它将有助于更好地理解本发明，这个实施方案只作为不受限制的例子而给出。此描述参考下列附图，图中：

图1为本发明装置的总图，图中表示了运动方向X、Y、Z;

图2和图3表示可使换能器沿方向Z运动的装置的一部分，分别为通过图1的Ⅱ-Ⅱ平面和图2的Ⅲ-Ⅲ平面的截面图;

图4为表示一种可将换能器活动式连接于沿方向Z运动部分的方法的放大前视图。

在图1中示意表示的装置预定置于结构件8上，结构件8装在水池中待检验组件10的附近。图1表示了此种组件10的顶部的轮廓，包括一个固定在支撑杆14上的端件12。图中还显示了一个由帽盖18封闭住的单个元件16。结构件8包括夹住端件12用的齿板20和一个在张开的齿板中围绕垂直轴转动装置用的机构。