用于核燃料组件中泄漏检测的装置和方法制造方法及图纸

提出了一种用于检测核反应堆燃料组件的气密性检测的装置和使用所述装置实施的方法。所提出的装置位于用于更换核反应堆燃料的换料机的杆(mast)上，并搅动所述燃料组件附近的冷却剂，所述燃料组件位于所述杆中并进行关于燃料组件的气密性检查。该装置的特征在于，供应管线的喷嘴朝向所述杆的中心，这使得可以将压缩气体直接供给到燃料组件的底部喷嘴的下方，从而提高了在所述燃料组件附近的冷却剂被搅动的强度，由此提高了气密性检查的效率。

Apparatus and method for leak detection in nuclear fuel assemblies

A device for detecting airtightness of nuclear reactor fuel assemblies and a method for using the device are proposed. The proposed device is located on a rod (mast) for replacing nuclear reactor fuel and agitates coolant near the fuel assembly, which is located in the rod and carries out air tightness checks on the fuel assembly. The device is characterized in that the nozzle of the supply pipeline is directed toward the center of the rod, which makes it possible to supply compressed gas directly below the bottom nozzle of the fuel assembly, thereby increasing the stirring strength of the coolant near the fuel assembly, thereby improving the efficiency of air tightness inspection.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于核燃料组件中泄漏检测的装置和方法
本专利技术涉及核能领域，更具体地涉及一种用于包含液体冷却剂的核燃料组件中的泄漏检测的装置和方法。
技术介绍
为了确保高效并安全处理，用于核反应堆的核燃料被容纳在称为燃料元件(FE，fuelelements)的特殊气密包层中。然后FE被组装在燃料组件(FA，fuelassemblies)中。使用燃料时对燃料元件的泄漏检测是核反应堆运行安全措施的重要组成部分。有必要检测核燃料元件中的泄漏，以防止燃料裂变产物进入冷却剂，燃料裂变产物进入冷却剂可能导致放射性元素扩散到反应堆芯外。失效燃料检测系统(FailedFuelDetectionSystem，FFDS)存储罐中的标准台架控制方法(standardbenchcontrolmethod)用于进行这种检查。在该方法中，将燃料组件输送至充满硼化水的壳体中，裂变产物从泄漏的燃料元件排出到该壳体中，然后分析取自所述壳体内的水样。该方法包括将所有燃料组件连续无例外地转移到所述壳体中，这导致持续的反应堆停工时间。此外，需要提供大量硼化水导致执行标准台架测试方法的成本增加。希望减少核反应堆的停工时间和执行标准台架控制方法的成本，催生出多种解决方案。在这些解决方案中，提出了当通过燃料处理机传输燃料元件时预先检测燃料元件泄漏(参见RU2186439)的解决方案。RU2186439教导了将对燃料组件中泄漏的预先检测与为了更换或重新布置反应堆内的燃料组件而在燃料处理机的壳体内抽取和传递燃料组件的操作相结合。预先检测泄漏的目的是为了减少执行标准台架测试方法的燃料组件的数量，因为在泄漏的预先检测的结果中被认定为是密封的燃料组件不用执行标准测试方法。然而，在泄漏的预先检测期间对抽取的气体样品的放射性测量，已知的解决方案不能提供足够高的精度和可靠性，这增加了使泄漏的燃料组件通过的可能性。在下文中，测量精度是表示测量结果对应于测量的实际值的程度的特性，测量可靠性是定义所接收的测量结果中的置信度的特性。EA016571(优先权日期2010年10月6日)，其全部内容通过引用结合于此，公开了一种用于核反应堆的燃料组件的泄漏检测的装置和方法，燃料组件布置在这种反应堆的燃料处理机的壳体内，与其他已知的方法和装置相比，该装置和方法提供更精确可靠的气体样品放射性测量结果，并因此更有效地进行燃料组件检查。所述方法和装置是与要求保护的本专利技术最接近的类似物。已知的装置包括：用于在壳体下方供应气体的供应管线，该供应管线设置在壳体上；用于从壳体内抽取气体样品的采样管线，该采样管线设置在壳体上；加压气体供应单元，该加压气体供应单元连接至供应管线以向该供应管线供应加压气体；用于抽取、准备和检查气体样品的放射性的单元，该单元连接到采样管线以便从中抽取气体样品；控制和信息处理单元，该单元通信连接到所述加压气体供应单元和用于抽取、准备和检查气体样品的放射性的单元；以及与控制和信息处理单元通信连接的遥控装置，该装置执行相应的用于泄漏检测的方法。然而，所述装置的操作分析和已知方法的应用表明，在鼓泡过程中，一定量的气体流过壳体中的燃料组件，从而使这种组件的鼓泡缺乏强度。所述情况限制了气体样品放射性测量的精度和可靠性，并因此限制了泄漏检测的初始效率(preliminaryefficiency)。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺点，并提供一种用于核反应堆燃料组件泄漏检测的装置和方法，减少气体通过燃料组件的损失，并增加鼓泡强度。上述目的通过一种用于核反应堆的燃料组件中的泄漏检测装置来实现，该燃料组件布置在核反应堆内的燃料处理机的壳体内，所述装置包括：供应管线，所述供应管线用于在所述壳体下方供应气体，所述供应管线安装在所述壳体上；采样管线，所述采样管线用于从所述壳体抽取气体样品，所述采样管线安装在所述壳体上；加压气体供应单元，所述加压气体供应单元连接到所述供应管线，以向所述供应管线提供加压气体；用于抽取、准备和检查气体样品的放射性的单元，所述单元连接到所述采样管线以从中抽取所述气体样品；控制和信息处理单元，所述控制和信息处理单元可通信地连接到所述加压气体供应单元和所述用于抽取、准备和检查气体样品的放射性的单元；遥控装置，所述遥控装置可通信地连接到所述控制和信息处理单元。该装置的特征在于所述供应管线包括至少两个雾化器，所述至少两个雾化器用于提供加压气体。所述雾化器安装在所述燃料处理机壳体的端部，使得所述雾化器的喷嘴以锐角背离所述端部。用于供应管线的雾化器的这种布置直接在所述壳体的中心部分的下方提供气体供应，燃料组件在预先检测泄漏的过程中位于该位置，并且在这种情况下，该燃料组件竖直放置并位于运输位置。因此，流过燃料组件的气体量减少，并且在鼓泡期间(鼓泡强度增加)提供了穿过所述组件的足够量的气体，这导致在所述组件泄漏的情况下，更强地采集来自所述组件的放射性元素，由此提高了气体样品放射性测量结果的精度和可靠性，这降低了漏泄的燃料组件在进行预先检测泄漏之后未被检测到的可能性。在一实施例中，所述供应管线包括可移除部分，所述可移除部分沿着所述壳体的外部部分的周边安装在所述壳体的端部上。所述至少两个雾化器包括三个雾化器，每个雾化器具有拉瓦尔喷嘴。所述三个雾化器彼此等间距地安装在所述可移除部分上。所述三个雾化器确保了在鼓泡期间随着时间推移的最佳气体体积流量。拉瓦尔喷嘴形式的喷嘴增加了冷却剂中气流的喷射距离，并且减小了气流的截面面积，这进一步减少了将气体供应到燃料组件期间的气体损失。根据另一实施例，当所述雾化器布置在所述壳体的端部时，这些雾化器的喷嘴的中心轴线与所述壳体的中心轴线相交，由此形成位于所述壳体外部的交点。雾化器的这种布置进一步增加了冷却剂中气流的喷射距离并进一步增加了鼓泡的强度。在一特定实施例中，所述供应管线和所述采样管线各自由直径为壁厚为的管子制成。所述尺寸一方面能够将所述管线集成到燃料处理机中，另一方面，它们提供足够低的管线气动阻力并在雾化器处提供足够大的气体压力。根据另一实施例，所述供应管线和所述采样管线各自具有速拆连接器，所述速拆连接器分别用于连接到所述加压气体供应单元和所述用于抽取、准备和检查气体样品的放射性的单元。这些连接器允许将所提出的装置更快地安装在燃料处理机上并更快地将其从燃料处理机上拆卸。根据一特定实施例，所述速拆连接器形成有锥形套筒，所述锥形套筒具有70度至78度的锥角，并且所述管线在与所述速拆连接器的连接处具有62度至70度的锥角。在将该装置安装到燃料处理机上时，这些尺寸在管线段(linesection)之间提供了良好的密封连接。本专利技术还提供了一种用于泄漏检测的方法。该方法通过使用所要求保护的装置来实施。该方法包括：将所述燃料组件布置在燃料处理机的壳体内；使用设置在所述壳体上的雾化器在所述壳体下方供应气体；在所述燃料组件上方抽取气体样品；和分析所述气体样品以预先检测燃料组件中的泄漏。附图说明下面是对本专利技术装置的优选实施例的描述，该描述通过图示的方式附带有附图，其中：图1示出了根据本专利技术的用于泄漏检测的装置的示意图；图2示出了本专利技术的装置的加压气体供应单元和用于抽取、准备和检查气体样品的放射性的单元的简化的气动图；图3示出了显示在壳体的外部部分的端部的供应管线中的雾本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于核反应堆的燃料组件中的泄漏检测的装置，所述燃料组件布置在所述核反应堆的燃料处理机的壳体内，所述装置包括：供应管线，所述供应管线用于在所述壳体下方供应气体，所述供应管线安装在所述壳体上；采样管线，所述采样管线用于从所述壳体抽取气体样品，所述采样管线安装在所述壳体上；加压气体供应单元，所述加压气体供应单元连接到所述供应管线，以向所述供应管线提供加压气体；用于抽取、准备和检查气体样品的放射性的单元，所述单元连接到所述采样管线以从所述采样管线中抽取所述气体样品；控制和信息处理单元，所述控制和信息处理单元可通信地连接到所述加压气体供应单元和所述用于抽取、准备和检查气体样品的放射性的单元；遥控装置，所述遥控装置可通信地连接到所述控制和信息处理单元；其中，所述供应管线包括至少两个雾化器，所述至少两个雾化器安装在所述壳体的端部，使得所述至少两个雾化器的喷嘴以锐角背离所述端部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.14 EA 2015010081.一种用于核反应堆的燃料组件中的泄漏检测的装置，所述燃料组件布置在所述核反应堆的燃料处理机的壳体内，所述装置包括：供应管线，所述供应管线用于在所述壳体下方供应气体，所述供应管线安装在所述壳体上；采样管线，所述采样管线用于从所述壳体抽取气体样品，所述采样管线安装在所述壳体上；加压气体供应单元，所述加压气体供应单元连接到所述供应管线，以向所述供应管线提供加压气体；用于抽取、准备和检查气体样品的放射性的单元，所述单元连接到所述采样管线以从所述采样管线中抽取所述气体样品；控制和信息处理单元，所述控制和信息处理单元可通信地连接到所述加压气体供应单元和所述用于抽取、准备和检查气体样品的放射性的单元；遥控装置，所述遥控装置可通信地连接到所述控制和信息处理单元；其中，所述供应管线包括至少两个雾化器，所述至少两个雾化器安装在所述壳体的端部，使得所述至少两个雾化器的喷嘴以锐角背离所述端部。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述供应管线包括可移除部分，所述可移除部分沿着所述壳体的外部部分的周...

【专利技术属性】
技术研发人员：米哈伊尔·维根伊威施·费德索维奇，谢尔盖·安德烈耶维奇·艾勒塞纳，瓦季姆·罗戈维奇·杜娜维，
申请(专利权)人：戴克特股份公司，
类型：发明
国别省市：俄罗斯,RU