一种球床型高温气冷堆双区堆芯交界面的测定方法及装置，属核反应堆领域。本发明专利技术是利用气力输送的方式，将一串探测小球从输球管吹送到双区球床堆芯的上方，在堆芯内经中子一定时间的辐照以后被活化，再利用气流压差将探测小球输送到堆外，用γ射线测量装置对探测小球活化的放射性逐个加以测量，以此测定双区堆芯径向的中子通量分布，来确定双区堆芯交界面的半径。本发明专利技术的优点是：１．可随时对双区堆芯的通量分布进行辐照测量，确定双区的交界面半径，通过双区装球速度的调节，保持双区稳定的几何布置。２．结构简单，维修操作方便。３．可在功率进行下进行辐照探测。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属核反应堆领域，尤其涉及球床型高温气冷堆双区堆芯界面半径的测定。 石墨球床和环形燃料球床之间交界半径的大小受两区顶部装球速度的影响，如果中心区石墨球的装球速度过快，其交界半径就大些，反之，中心区的装球速度减慢，其交界半径就缩小。由于石墨的摩擦系数是随温度变化的，在氦气气氛下比在空气气氛下大得多，即使在双区装球速度不变的条件下，不同气氛条件和不同运行工况下的交界半径也会是变的。因此，需要在反应堆运行过程中对双区堆芯交界半径加以测定，以调节两区顶部的装球速度，保持稳定的双区界面的半径和稳定的运行工况。 球床型高温气冷堆双区堆芯的概念近几年随南非球床模块式反应堆电厂项目的开展，才进入工程性的研究，至今尚未见到有关双区堆芯界面半径测定的文章或专利。 石墨球和燃料球的基体材料均为石墨，直径同为6cm，不可能用机械的办法加以区分。因此，在堆芯上表面沿双区堆芯半径方向测量中子通量分布是测定双区堆芯交界半径的一种可行办法。由于高温气冷堆堆芯处于非常高的运行温度，入口氦气温度为250-500℃，出口氦气温度为700-950℃，一般的中子探测器难于承受如此高的工作。 本专利技术的方法是利用气力输送的方式，将一串探测小球从输球管吹送到双区球床堆芯的上方，在堆芯内经中子一定时间的辐照以后被活化，再利用气流压差将探测小球输送到堆外，用γ射线测量装置对探测小球活化的放射性逐个加以测量，以此测定双区堆芯径向的中子通量分布，来确定双区堆芯交界面的半径。 本专利技术的优点是1.可随时对双区堆芯的通量分布进行辐照测量，确定双区的交界面半径，通过双区装球速度的调节，保持双区稳定的几何布置。 2.结构简单，维修操作方便。 3.可在功率进行下进行辐照探测。 输球管3为一圆管(见图1)，左端通过过球隔离阀5与辐照段2圆管相连，右端与测量段4圆管相连，测量段4圆管外壁有环形屏蔽套13，屏蔽套13下端设有准直通道6，准直通道6的右端安置γ测量装置8，准直通道6的下部环绕测量段4圆管的外壁设置测量位移装置7，测量段4圆管的下端通过气流隔离阀10与高压气源11，低压气源12相连。 测量过程如下打开高压气源，将探测小球吹入堆内，并利用压力差将探测小球压靠在辐照段2的左端，以保证辐照时的定位。辐照一定时间后打开低压气源，将探测小球输出堆外，落在测量位移机构7上，此时探测小球正对测量准直通道6，探测装置8即可测得此探测小球的放射性活性强度，测量完毕以后，移动测量位移机构7使另一小球对准测量准直通道，即可对探测小球逐个加以测量，并保证测量时的定位。根据测定的一串探测小球的活性强度分布，加以衰变时间的修正，即可计算出双区堆芯径向的中子通量分布，来确定双区堆芯界面的半径。 探测小球以石墨或氧化铝为基体材料，其中掺杂了能为中子活化的材料，直径为10-50mm。 在双区堆芯的上方，辐照段2沿直径方向水平设置，是耐高温(允许工作温度≥500℃)的金属管。其内侧端向中心延伸至少超过双区界面25-50cm，内侧端焊接有一端头，端头中心开有一个通孔，作为输送探测小球的气流通道。输球管3穿出反应堆压力壳之外，连接有两个过球隔离阀5，在探测小球进入堆内和排出堆外的过程中，过球隔离阀开启，可以让其通过，否则过球隔离阀关闭，起到一回路压力边界的第一、第二道安全隔离阀的作用。过球隔离阀之后的输球管，向上提升一定的高度之后连接一垂直的输球管，此提升的高度用于吸收探测小球在输送过程中的动能，使探测小球达到最高点时的速度接近于零，以降低探测小球落入探测位置时的撞击力。 探测小球在垂直管内从上落入到下部测量段4的测量位移机构7的顶部平台上，顶部平台设有缓冲装置，以减少探测小球落下的撞击力。在输球管的尾端连接有进气管9和气体隔离阀10，用于探测小球输入和排出的气流控制。 为了将探测小球输入到堆芯顶部，开启高压气流的隔离阀，藉助于高压气流的压力和一回路的压力之间的压力差，气流由高压气源进入，其气流形成的压力差将存放在测量段中的探测小球输入到堆芯上部的辐照段2内，气流从输球管堆芯端部的气流通孔排出，并保持一定的气流量，使探测小球串压在端头顶端，在辐照过程中保持稳定的定位。 辐照完之后，关闭掉高压气流隔离阀，开启低压气流隔离阀，低压气流的压力低于一回路压力，藉助一回路和低压气流之间的压差，将辐照之后的探测小球串吹出堆外，落入并堆积在测量段4内，测量段4四周为屏蔽层包围，对辐照后活化的探测小球的γ射线加以屏蔽，降低探测的本底水平，在中间高度处设置有一准直孔道6。活化探测小球产生的γ射线经准直孔道之后进入尾端的γ测量装置。 初始时位移机构处于上端部，使测量段中最下端探测小球的中心正好对准准直孔道的中心。待一个探测小球的放射性活化强度水平测量完成之后，控制位移机构向下移动一个探测小球直径的高度，让第二个探测小球的中心对准准直孔道，依此下去，一直测量完全部的探测小球。 活化物质的选择主要考虑(1)中子吸收截面大，(2)半衰期几分钟以上，不至于在探测过程中活化放射性过快的衰减。在表1中列出可选择的主要活化物质。 表1.可供选择的活化物质核素 热中子截面(巴)共振吸收截面(巴) 半衰期In115202 2640 54minEu153390 950 16yrTu18121 590 115dRe185112 1160 90.14hrRe18774 305 17hrAu19799 1558 2.7d本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种球床型高温气冷堆双区堆芯交界面的测定方法，其特征是利用气力输送的方式，将一串探测小球从输球管吹送到双区球床堆芯的上方，在堆芯内经中子一定时间的辐照以后被活化，再利用气流压差将探测小球输送到堆外，用γ射线测量装置对探测小球活化的放射性逐个加以测量，以此测定双区堆芯径向的中子通量分布，来确定双区堆芯交界面的半径。
【技术特征摘要】
1.一种球床型高温气冷堆双区堆芯交界面的测定方法，其特征是利用气力输送的方式，将一串探测小球从输球管吹送到双区球床堆芯的上方，在堆芯内经中子一定时间的辐照以后被活化，再利用气流压差将探测小球输送到堆外，用γ射线测量装置对探测小球活化的放射性逐个加以测量，以此测定双区堆芯径向的中子通量分布，来确定双区堆芯交界面的半径。2.一种球床型高温气冷堆双区堆芯交界面的测定装置，其特征是本装置由一串探测小...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴宗鑫，张作义，于溯源，张振声，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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