高温气冷堆燃料球卡堵检测及防护方法技术

本发明专利技术公开了一种高温气冷堆燃料球卡堵检测及防护方法，包括如下步骤：（1）控制系统发出指令，使巡检作业机器人沿作业导轨运动，通过其上的检测组件对燃料球通过的管道进行巡检；（2）当巡检作业机器人检测到燃料球通过的管道在某些位置的辐射值达到设定阈值时，表明该处存在燃料球卡堵现象，并将辐射检测信息传递给控制系统；控制系统对接收的辐射检测信息进行判断，并确定相应位置是否发生燃料球卡堵；当控制系统确定燃料球通过的管道内发生卡堵时，控制系统向巡检作业机器人发出指令；巡检作业机器人将屏蔽防护室内的屏蔽物质放入燃料球通过的管道上方防护导轨对应的屏蔽段内。本申请对于保护环境、维护国家的安全,具有重要意义。重要意义。重要意义。

【技术实现步骤摘要】
高温气冷堆燃料球卡堵检测及防护方法


[0001]本申请涉及辐射防护领域，尤其是核电站辐射防护与安全运行领域，具体为一种高温气冷堆燃料球卡堵检测及防护方法。

技术介绍

[0002]核技术与核能的开发利用给人类社会发展带来新的动力，极大增强人类认识世界和改造世界的能力。核能发展伴随着核安全风险和挑战。人类要更好利用核能、实现更大发展，必须创新核技术、确保核安全、做好核应急。核安全是核能事业持续健康发展的生命线，核应急是核能事业持续健康发展的重要保障。
[0003]高温气冷堆( High Temperature Gas Cooled Reactor/HTGR)，是一种石墨慢化氦气冷却的反应堆设计。现在国内在建的HTR
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PM实际是高温气冷堆中的一种，球床堆( Pebble bed reactor)。高温气冷球床堆的概念最早由橡树岭实验室的 Farrington Danielst提出，但仅仅是设想，后由德国的 Rudolf Schulten教授实现，设计了示范性工程AVR，并于1967年并网发电，继而又建造了THTR
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300，以及南非的PBMR。2003年，HTR
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10成功临界并网。
[0004]高温气冷球床堆在然料设计上与常规压水堆/沸水堆有很大的不同，最特殊的一点在于，它没有使用然料捧，而是使用了燃料球( Pebble)。每个燃料球都是直径60mm的球体，球的最外层是5mm的石墨层，石墨层之内则是弥散在石墨中的 TRISO颗粒，依据不同的设计，每个燃料球含有约8000到11,000个 TRISO颗粒。 TRISO则是多层材料构成的直径约0.9mm的颗粒，颗粒的中心是直径0.5mm的UO2燃料。石墨球的设计，使得反应堆堆芯有很高的热传导系数和较大热容，以及很好的热稳定性。在1600℃以下，裂变产物能够很好的保持在燃料球中。
[0005]由于反应堆是球床式，装料换料能够在反应堆运行的时候都是进行，新的燃料球从反应堆的顶部填装到反应堆中，而从反应堆的底部排出。在堆内，燃料球逐步的向下移动，燃耗也在逐步增加，直到最后从反应堆底部排出。排出的燃料球将通过燃耗检测，如杲燃耗没有达到设计指标，则会重新通过换料系統重新加载到堆中（不同设计有不同的换料方案）。由于是在线换料，反应堆在装料时并不必考虑额外的反应性，安全性也相应有所提高。
[0006]新型高温气冷堆在安全运行方面相对其他堆型有质的提升，但仍面临燃料球堵塞物料运送管道的潜在风险，研究一种高温气冷堆燃料球卡堵解决技术刻不容缓。

技术实现思路

[0007]本申请的专利技术目的在于：针对高温气冷堆在安全运行方面相对其他堆型有质的提升，但仍面临燃料球堵塞物料运送管道这一潜在风险的问题，提供一种高温气冷堆燃料球卡堵检测及防护方法。
[0008]为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：
高温气冷堆燃料球卡堵检测及防护方法，包括如下步骤：（1）日常巡检控制系统发出指令，使巡检作业机器人沿作业导轨运动，通过其上的检测组件对燃料球通过的管道进行巡检；（2）卡堵防护当巡检作业机器人检测到燃料球通过的管道在某些位置的辐射值达到设定阈值时，表明该处存在燃料球卡堵现象，并将辐射检测信息传递给控制系统；控制系统对接收的辐射检测信息进行判断，并确定相应位置是否发生燃料球卡堵；当控制系统确定燃料球通过的管道内发生卡堵时，控制系统向巡检作业机器人发出指令；巡检作业机器人将屏蔽防护室内的屏蔽物质放入燃料球通过的管道上方防护导轨对应的屏蔽段内；在巡检作业机器人将屏蔽物质放入屏蔽段内的过程中，巡检作业机器人上的检测组件持续对该位置进行检测，并将得到的辐射检测信息传递给控制系统；当测定的辐射检测信息下降至设定值时，即表明实现对该位置的辐射防护，控制系统向巡检作业机器人发出指令，使巡检作业机器人停止向屏蔽段内投放屏蔽物质，完成防护操作。
[0009]所述屏蔽物质为铅粒，或装有铅粒的袋子。
[0010]所述屏蔽物质为装有铅粒的袋子时，巡检作业机器人将屏蔽防护室内的屏蔽物质放入屏蔽段后，巡检作业机器人将袋子划破以提高铅粒与屏蔽段内表面的接触面积；当放置完成后，重复该操作，至辐射检测信息下降至设定值。
[0011]待燃料球卡堵问题解决后，巡检作业机器人继续巡检，为下一次防护做准备；屏蔽段内的铅粒放回屏蔽防护室内，从而达到长期防护的效果。
[0012]用于前述方法的装置包括用于为作业导轨提供支撑的导轨安装支架、作业导轨、巡检作业机器人、支撑支架、防护导轨、用于放置屏蔽物质的屏蔽防护室、控制系统；所述作业导轨与导轨安装支架相连且导轨安装支架能为作业导轨提供支撑，所述巡检作业机器人与作业导轨相连且巡检作业机器人能沿作业导轨相对运动；所述巡检作业机器人包括与作业导轨相配合的轨道行走机构、能沿竖直方向伸缩的伸缩套筒、关节机械臂、机械卡爪、检测组件；所述伸缩套筒与轨道行走机构相连且轨道行走机构能带动伸缩套筒同步运动，所述关节机械臂与伸缩套筒相连且伸缩套筒能带动关节机械臂沿竖直方向运动，所述机械卡爪与关节机械臂相连且机械卡爪能实现相应的夹取操作，所述检测组件与轨道行走机构相连且轨道行走机构能带动检测组件同步运动以实现对燃料球通过管道的检测；所述防护导轨为上端开口的凹槽，所述防护导轨设置在支撑支架上且支撑支架能为防护导轨提供支撑，所述防护导轨的底面由底板侧段、底板中段构成，所述底板侧段为一组，所述底板侧段设置在底板中段两侧，所述底板中段沿竖直方向的剖面呈圆弧状且底板中段的下端面设置在燃料球通过的管道上，所述防护导轨的底面沿竖直方向的剖面呈Ω字型且底板中段的下端面能实现对燃料球通过的管道的包覆；所述防护导轨内设置有若干个分割板，所述分割板将防护导轨内的凹槽分割为若干个用于盛放屏蔽物质的屏蔽段；所述巡检作业机器人能将屏蔽防护室内的屏蔽物质移动至设定的屏蔽段内以实
现对燃料球堵塞处管道的辐射屏蔽；所述巡检作业机器人与控制系统相连。
[0013]所述防护导轨的底面沿竖直方向的剖面呈Ω字型，所述底板中段下端面的高度大于燃料球通过的管道的直径。
[0014]还包括设置在屏蔽防护室内的屏蔽物质。
[0015]所述屏蔽物质为铅粒，或装有铅粒的袋子。
[0016]所述作业导轨为工字铝合金导轨。
[0017]所述巡检作业机器人通过作业导轨取电，所述巡检作业机器人与控制系统利用无线通信进行传感器数据与控制命令传输。
[0018]所述作业导轨上设置有输电滑轨，所述控制系统上设置有与输电滑轨相配合的滑触集电器。
[0019]所述防护导轨还包括导轨侧板，所述导轨侧板为一组，所述导轨侧板分别设置在防护导轨的底面两侧且防护导轨沿竖直方向的剖面形成开口向上的类凹槽。
[0020]所述检测组件包括耐辐射导轨相机、照明补光灯、碰撞检测传感器、辐射探测头、耐辐射云台相机；所述耐辐射导轨相机、照明补光灯、碰撞检测传感器分别与作业导轨相连且作业导轨能为耐辐射导轨相机、照明补光灯、碰撞检测传感器提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高温气冷堆燃料球卡堵检测及防护方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）日常巡检控制系统发出指令，使巡检作业机器人沿作业导轨运动，通过其上的检测组件对燃料球通过的管道进行巡检；（2）卡堵防护当巡检作业机器人检测到燃料球通过的管道在某些位置的辐射值达到设定阈值时，表明该处存在燃料球卡堵现象，并将辐射检测信息传递给控制系统；控制系统对接收的辐射检测信息进行判断，并确定相应位置是否发生燃料球卡堵；当控制系统确定燃料球通过的管道内发生卡堵时，控制系统向巡检作业机器人发出指令；巡检作业机器人将屏蔽防护室内的屏蔽物质放入燃料球通过的管道上方防护导轨对应的屏蔽段内；在巡检作业机器人将屏蔽物质放入屏蔽段内的过程中，巡检作业机器人上的检测组件持续对该位置进行检测，并将得到的辐射检测信息传递给控制系统；当测定的辐射检测信息下降至设定值时，即表明实现对该位置的辐射防护，控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：易涛，陈远迪，邹龙，吴军成，车佳，途瑞，
申请(专利权)人：四川核保锐翔科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：