提高啜吸系统的灵敏度的系统和方法技术方案

一种检测核燃料组件(600)中的故障的方法和系统。水处理装置从在真空啜吸装置(30)的罐(500)中使用的水中脱气/除去裂变气体。之后啜吸过程检测在罐中的燃料组件中的故障。脱气提高了在啜吸过程中所使用的检测器的信噪比，并且提高了系统的故障检测灵敏度。额外地和/或替代地，气体可在施加真空之前被再循环穿过罐水，使得再循环气体中的裂变气体的浓度达到与罐水的基线平衡。其后施加真空并且啜吸过程继续进行，使得所检测的放射性在基线平衡之上的增加指示在燃料组件中的泄漏。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2014年1月16日提交的题为“提高啜吸系统的灵敏度的装置和方法”的美国临时申请，申请号为61/928,301的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术总体涉及真空罐啜吸系统，所述真空罐啜吸系统设计成检测核燃料组件的故障。
技术介绍
真空罐啜吸通过将燃料组件隔离在腔室/罐中并且降低腔室内的周围压力以通过组件的燃料元件的包层破损处抽出裂变气体来检测核燃料组件中的燃料故障。气泡被收集在腔室的顶部并且穿过辐射探测器(例如闪烁探测器)以检测裂变气体的存在。以这种方式，发出比预期的裂变气体的活动更高的组件被认定为有故障的和泄漏的。已知的真空罐真空啜吸系统在例如Westinghouse Product Fly Sheet(西屋产品传单),“Vacuum Canister Sipping Services,”(真空罐啜吸服务)NS-FS-0052(75370)2009年4月中描述。专利号为5,457,720和5,546,435的美国专利公开了其他已知的用于检测燃料组件中的故障的方法。
技术实现思路
现有的真空啜吸系统的局限性在于：在啜吸周期中真空的施加引起在罐水中的溶解的放射性或其他性质的气体从溶液中出来并且有助于被检测的气体样本的放射性。因此，在具有高的和/或波动的周围的溶解的裂变气体含量的池水的条件下检测微弱的燃料泄漏特征具有挑战性。一个或多个实施例提供了如下一种方法和/或装置，其在施加真空到燃
料之前从用在啜吸罐中的水中提取溶解的裂变气体，从而提高系统的检测灵敏度。在检测周期开始之前可执行从罐水中提取裂变气体以便实现降低背景裂变气体的浓度和提高检测系统的信噪比的目的。替代地，可以执行提取裂变气体以便实现规律性地测量水中的裂变气体的浓度的目的，因此为每一个啜吸周期保证可靠的“背景”标准。背景气体的提取可被实现，以引起裂变气体从被检测的组件中的泄漏的燃料棒中逸出。之后在传统的啜吸周期步骤中的真空的施加使得抽出通过燃料泄漏的裂变气体并且作为与背景裂变气体的指示不同的指示而可被检测。一个或更多的实施例提供了一种用于检测燃料池中的核燃料组件中的故障的方法，该方法包括：将核燃料组件放置到罐真空啜吸装置的罐中，其中罐真空啜吸装置布置在燃料池中；从燃料池水中除去裂变气体以产生脱气水；并且在所述的将核燃料组件放置到罐中之后，使用罐啜吸装置执行真空啜吸过程，以在脱气的水被布置在罐中的同时通过检测从燃料组件泄漏的裂变气体来检测燃料组件的故障。一个或更多的实施例还可包括在将核燃料组件放置到罐中之后并且在所述执行之前，通过罐冲洗脱气的水，由此使用脱气的水来替换布置在罐中的燃料池水的至少一部分，其中所述冲洗降低了布置在罐中的水中的裂变气体的浓度。根据这些实施例中的一个或更多实施例，在冲洗的过程中，被冲洗到罐中的脱气的水的体积为罐的体积的至少两倍。根据这些方法中的一个或更多实施例，所述除去包括通过气体传递膜装置过滤燃料池水，所述气体传递膜装置从燃料池水中提取出裂变气体。根据这些实施例中的一个或更多实施例，所述除去步骤包括施加真空压力到与气体传递膜装置一起使用的汽提气，使得气体传递膜装置从燃料池水中过滤出裂变气体和溶解的空气。根据这些实施例中的一个或更多实施例，除去步骤包括：将喷射气体引入到罐中，使得布置在罐中的燃料池水中溶解的裂变气体扩散进入到被引入的喷射气体，并且从罐中除去被引入的喷射气体的至少一部分；根据这些实施例中的一个或更多，从燃料池水中除去裂变气体可发生在在将核燃料组件放置到罐中之后并且在执行真空啜吸过程之前。这些方法中的一个或更多也可包括在将喷射气体引入到罐中的过程中保持罐内的压力处于该处的周围燃料池压力条件下。根据这些实施例中的一个或更多实施例，被引入到罐中的喷射气体的一部分被从罐中收集并且其放射性被测量以限定出背景水平，用于与在真空啜吸过程中测量的放射性相比较。根据这些实施例中的一个或更多实施例，其中在引入的过程中使用的喷射气体的供给与引入之前的在布置在罐内的燃料池水中溶解的气体混合物相比，具有较低的裂变气体分数。一个或更多实施例提供了一种罐啜吸系统，其包括罐真空啜吸装置，罐真空啜吸装置包括罐，罐真空啜吸装置构造成检测布置在罐中的核燃料组件中的故障，该检测通过检测在罐真空啜吸装置的真空啜吸过程中从燃料组件泄漏的裂变气体来进行；以及水处理装置，水处理装置连接到罐并且构造成从燃料池水中除去裂变气体以产生脱气的水，其中水处理装置构造成在执行真空啜吸过程之前在罐内提供脱气的水。根据这些实施例中的一个或更多实施例，水处理装置包括：气体传递膜装置，所述气体传递膜装置构造成从已被从燃料池中提取的燃料池水中提取裂变气体以形成脱气的水；以及罐冲洗机构，罐冲洗机构构造成在核燃料组件被放置到罐中之后，将脱气的水通过罐冲洗，从而由此使用脱气的水来替换布置在罐中的燃料池水的至少一部分。根据这些实施例中的一个或更多实施例，罐冲洗机构构造成被冲洗到罐中的脱气的水的体积为罐的体积的至少两倍。根据这些实施例中的一个或更多实施例，水处理装置包括：喷射气体供应源和入口，所述入口连接到所述罐，水处理装置构造成通过入口将喷射气体引入到罐中，使得布置在罐中的燃料池水中的溶解裂变气体扩散到引入的喷射气体中，以及喷射气体出口，喷射气体出口连接到罐，所述出口构造成允许引入的喷射气体离开所述罐，其中水处理装置构造成在将核燃料组件放置到罐中之后并且在执行真空啜吸过程之前从燃料池水中除去裂变气体。根据这些实施例中的一个或更多实施例，系统构造成在引入喷射气体到罐中的过程中保持罐内的压力处于该处的周围燃料池压力下。根据这些实施例中的一个或更多实施例，罐真空啜吸系统构造成收集被引入到罐中的喷射气体的一部分，并且测量所收集的喷射气体的放射性以限定出背景水平，用于与在真空啜吸过程中测量的放射性相比较。根据这些实施例中的一个或更多实施例，其中喷射气体的供给与水处理装置操作之前在布置在罐内的燃料池水中的溶解的气体混合物相比，具有较低的裂变气体分数。一个或更多的实施例提供一种检测燃料池中的核燃料组件的故障的方法，该方法包括：将核燃料组件放置到罐真空啜吸装置的罐中，其中罐真空啜吸装置布置在燃料池中；将运载气体再循环通过布置在罐中的燃料池水，从而导致在罐中的燃料池水中的裂变气体扩散到被再循环的运载气体中；以及使用罐啜吸装置执行真空啜吸过程，通过检测从燃料组件泄漏的裂变气体来检测燃料组件的故障。根据这些实施例中的一个或更多实施例，该方法还包括：在执行步骤之前，使用罐真空啜吸装置的辐射检测器对运载气体中的辐射水平进行检测，以限定基线辐射水平；其中使用罐啜吸装置以检测燃料组件的故障包括将基线辐射水平与在真空啜吸过程中检测的辐射水平相比较。根据这些实施例中的一个或更多实施例，再循环持续直到再循环运载气体中的辐射水平的增加速度降到低于预定的阈值，并且在再循环气体中的辐射水平的增加速度降到低于预定的阈值之后，发生所述执行。一个或更多的实施例提供一种罐啜吸系统，包括：罐真空啜吸装置，罐真空啜吸装置包括罐以及辐射检测器，罐真空啜吸装置被构造成检测布置在罐中的核燃料组件中的故障，该检测通过检测在罐真空啜吸装置的真空啜吸过程中从燃料组件泄漏的裂变气体来进行；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测燃料池中的核燃料组件的故障的方法，该方法包括：将核燃料组件放置到罐真空啜吸装置的罐中，其中罐真空啜吸装置布置在燃料池中；从燃料池水中除去裂变气体以产生脱气的水；并且在将核燃料组件放置到罐中之后，使用罐啜吸装置执行真空啜吸过程，以在脱气的水被布置在罐中时通过检测从燃料组件泄漏的裂变气体来检测燃料组件的故障。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.16 US 61/928,3011.一种用于检测燃料池中的核燃料组件的故障的方法，该方法包括：将核燃料组件放置到罐真空啜吸装置的罐中，其中罐真空啜吸装置布置在燃料池中；从燃料池水中除去裂变气体以产生脱气的水；并且在将核燃料组件放置到罐中之后，使用罐啜吸装置执行真空啜吸过程，以在脱气的水被布置在罐中时通过检测从燃料组件泄漏的裂变气体来检测燃料组件的故障。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在将核燃料组件放置到罐中之后并且在所述执行真空啜吸过程之前，通过罐冲洗脱气的水，由此使用脱气的水来替换布置在罐中的燃料池水的至少一部分，其中所述冲洗降低了布置在罐中的水中的裂变气体的浓度。3.根据权利要求2所述的方法，其中在冲洗的过程中，被冲洗到罐中的脱气的水的体积为罐的体积的至少两倍。4.根据要求1所述的方法，其中从燃料池水中除去裂变气体以产生脱气水包括通过气体传递膜装置过滤燃料池水，所述气体传递膜装置从燃料池水中提取出裂变气体。5.根据权利要求4所述的方法，其中从燃料池水中除去裂变气体以产生脱气水包括施加真空压力到与气体传递膜装置一起使用的汽提气，使得气体传递膜装置从燃料池水中过滤出裂变气体和溶解的空气。6.根据权利要求1所述的方法，其中：从燃料池水中除去裂变气体以产生脱气水包括：将喷射气体引入到罐中，使得布置在罐中的燃料池水中溶解的裂变气体扩散进入到被引入的喷射气体中，并且从罐中除去被引入的喷射气体的至少一部分；并且从燃料池水中除去裂变气体发生在将核燃料组件放置到罐中之后并且在执行真空啜吸过程之前。7.根据权利要求6所述的方法，还包括：在将喷射气体引入到罐中的过程中保持罐内的压力处于该处的周围燃料池压力条件下。8.根据权利要求6所述的方法，其中被引入到罐中的喷射气体的一部分被从罐中收集并且其放射性被测量以限定出背景水平，用于与在真空啜吸过程中测量的放射性相比较。9.根据权利要求6所述的方法，其中在引入的过程中使用的喷射气体的供给源与引入之前的布置在罐内的燃料池水中溶解的气体混合物相比，具有较低的裂变气体量。10.一种罐啜吸系统，包括：罐真空啜吸装置，所述罐真空啜吸装置包括罐，罐真空啜吸装置构造成检测布置在罐中的核燃料组件中的故障，该检测通过检测在罐真空啜吸装置的真空啜吸过程中从燃料组件泄漏的裂变气体来进行；以及水处理装置，所述水处理装置连接到罐并且构造成从燃料池水中除去裂变气体以产生脱气的水，其中水处理装置构造成在执行真空啜吸过程之前在罐内提供脱气的水。11.根据权利要求10所述的罐啜吸系统，其中所述水处理装置包括：气体传递膜装置，所述气体传递膜装置构造成从已被从燃料池中提取的燃料池水中提取裂变气体以形成脱气的水；以及罐冲洗机构，所述罐冲洗机...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·阿盖勒斯，罗伯特·D·瓦仁，
申请(专利权)人：多明尼奥工程公司，
类型：发明
国别省市：美国;US