[发明专利]加压水核反应堆堆芯检测装置及其装卸方法和装置

说明书

本发明涉及加压水核反应堆堆芯检测装置及其装卸方法和装置。

加压水核反应堆一般具有整体圆筒形壳体，其轴线在使用中作垂直布置，其上部设有可卸下的凸圆形盖子。在壳体内装有由邻接的棱柱形燃料组件构成的反应堆堆芯，此堆芯浸在冷却运转中的反应堆的加压水中。

在反应堆工作时，必须测量反应堆堆芯中沿其截面和高度不同部位的中子流。

燃料组件具有骨架结构，此结构由沿组件长度垂直设置在堆芯中的导管构成。对中子流的测量是通过装在某些组件导管中的测量导线管进行的。测量导线管由以其封闭的一端装在反应堆堆芯中的套管构成，而在套管中装有可移动的测头，也可以由内部装有中子流探测器的测量杆构成，各探测器沿杆长固定在某些规定的部位上。

在任何情况下，测量导线管都以某一端装在堆芯中而以其相对的另一端引入设于反应堆堆芯附近的测量间内。测量导线管装在检测导管中，并可滑动，因而只需从测量间内推拉其端部就可对其进行装卸。

实际上，在重新对反应堆堆芯进行装料时必须从堆芯的燃料组件中抽出测量导线管。

此外，测量导线管必须通过防漏通道进入反应堆壳体，相当长的用于测量导线管的导管即通过此通道及壳谭））在某一已知的并广泛用于加压水核反应堆在实例中，测量导线管的通道由装在壳体凸圆形底部的配件构成。与这些配件连接的检测导管以其具有大曲率半径的圆弧形通道从壳体底部连通到测量间。

在壳体底部装上这些配件使壳体的制造复杂化，并难以符合安全标准的要求。

此外，反应堆厂房的结构也必须考虑很长的检测导管的圆弧形通路。因此，反应堆厂房的设计和施工也相当困难。

另外，也很难接近穿过壳体底部的配件，致使检查这些配件以确保反应堆充分安全地运行这一工作复杂化。

最后，连接壳体底部的检测导管经常充满着堆芯的冷却水，因而在导管密封出现故障时，冷却水就会进入测量间。

也有人推荐和使用过使测量导线管在防漏状态下通过壳体盖子的检测装置。这避免了在壳体底部设置配件的缺陷，也避免了为使检测导线通向测量间采用复杂的反应堆厂房结构。但是，在这种结构布置中，一部分检测装置却直接装在盖子上，这就使却下盖子以及在反应堆停止工作时搬运和存放检测装置的操作由于与盖子相牵连而复杂化。

在2，065，512号法国专利中叙述了用于反应堆堆芯的检测装置，在这种反应堆中，测量导线管就是穿过盖子设置的。

检测装置具有导管，在导管中可装入位置固定的中子探测器，也可装入可在管内移动的控测器。导管通过盖子进入管柱，再通过盖下设置的一些梁形支臂沿堆芯截面进行分布，这些支臂使每个导管导向堆芯燃料组件的导管，使其进入燃料组件。

为重新装入堆芯在使壳体内部降压后先拆下检测管柱上的防漏通道设施，然后再卸下盖子，以便操作支臂和导管。

必须借助于专用工具取出支臂（各支臂装有若干彼此单独设置的导管）以保持这些导管的形状和分布。这要求一系列借助于专用工具的操作，因此，所费时间很长，加长了反应堆的停工周期。

此外，为了减少为数很多而形状复杂的支臂，就不得不减少装有中子流检测装置的燃料组件的数量，从而降低对堆芯内中子流分布情况测定的精度。

用加压水冷却的核反应堆具有装在堆芯上方的称作上部内部装置的结构部分，此装置主要由两个用垂直支承杆连接的水平平板，其中之一装在燃料组件的上面，构成堆芯的上平板，另一平板称作支承板，装在堆芯上平板的上方，两板之间通过支承杆保持一定的距离，在盖上盖子时，支承板在壳体内固定在一个凹槽内。

上部内部装置还装有垂直管柱，此管柱构成反应堆控制杆的导管。

在反应堆为重新装料和维修而停止工作时，反应堆的上部内部装置可取出，并存放在反应堆坑内的存放架上。

在堆芯检测装置的导管或测量导线管通过盖子进入壳体的情况下，现有的这种装置不能保证在反应堆停止工作重新装料时简便而迅速地进行上部内部装置的装卸工作。

因此，尽管使堆芯检测装置通过盖子进入壳体而取得了反应堆的有利结构，但仍在反应堆的使用和维修中存在着很多不利因素。

因此，目前使用中的核反应堆大多数还是将检测管道通过底部进入壳体。