沉淀反应器核临界安全的监测系统技术方案

本发明专利技术的实施例公开了一种沉淀反应器核临界安全的监测系统。其中，所述沉淀反应器用于将硝酸钚溶液转化为钚沉淀，所述钚沉淀在所述沉淀反应器内壁上附着形成沉积物。所述监测系统包括：中子测量装置，设置于所述沉淀反应器外部，用于测量所述沉积物产生中子的中子计数率；控制装置，与所述中子测量装置连接，用于获取所述中子计数率，根据所述中子计数率确定所述沉积物的厚度和/或质量，并判断沉淀反应器的核临界安全的状态。器的核临界安全的状态。器的核临界安全的状态。

【技术实现步骤摘要】
沉淀反应器核临界安全的监测系统


[0001]本专利技术的实施例涉及核临界安全
，具体涉及一种沉淀反应器核临界安全的监测系统。

技术介绍

[0002]在乏燃料后处理的钚尾端处理中，大多数采用沉淀和煅烧的方式将硝酸钚溶液转化为固体二氧化钚。其采用的转化方式有多种，例如，利用过氧化氢、氢氟酸或草酸来沉淀钚。目前，通常采用沉淀反应器进行钚的沉淀过程。然而，沉淀反应器在多次使用后，内壁等处容易造成钚沉淀物的积存并形成结疤，导致每批沉淀料液中钚的质量增加，增加核临界安全风险。此外，随着沉积物的逐渐积累，可能掉落到沉淀器底部堵塞管道，对沉淀反应器的正常运行产生影响。

技术实现思路

[0003]根据本专利技术的一个方面，提供了一种沉淀反应器核临界安全的监测系统。其中，所述沉淀反应器用于将硝酸钚溶液转化为钚沉淀，所述钚沉淀在所述沉淀反应器内壁上附着形成沉积物。所述监测系统包括：中子测量装置，设置于所述沉淀反应器外部，用于测量所述沉积物产生中子的中子计数率；控制装置，与所述中子测量装置连接，所述控制装置用于获取所述中子计数率，根据所述中子计数率确定所述沉积物的厚度和/或质量，并判断沉淀反应器的核临界安全的状态。
附图说明
[0004]通过下文中参照附图对本专利技术的实施例所作的描述，本专利技术的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本专利技术有全面的理解。
[0005]图1是根据本专利技术一个实施例的监测系统的应用场景示意图。
[0006]图2是图1中监测系统的剖视图。
[0007]图3是根据本专利技术一个实施例的中子测量装置的结构示意图。
[0008]图4是图3中中子测量装置的剖视图。
[0009]图5是根据本专利技术一个实施例的升降装置的结构示意图。
[0010]图6是根据本专利技术一个实施例的监测系统的结构示意图。
[0011]需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。
[0012]附图标记说明：
[0013]100、中子测量装置；110、中子探测器；120、屏蔽准直器；121、屏蔽体；122、慢化体；130、连接线缆；
[0014]200、控制装置；210、控制模块；220、数据获取模块；230、数据分析模块；240、存储模块；250、报警模块；260、显示部件；270、输入部件；280、电源；
[0015]300、升降装置；310、支撑杆；320、第一支撑板；321、固定部；330、轴向移动部；331、驱动件；332、传动件；340、第二支撑板；350、固定件；
[0016]10、沉淀反应器；11、沉积物；12、保温层。
具体实施方式
[0017]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0018]需要说明的是，除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。若全文中涉及“第一”、“第二”等描述，则该“第一”、“第二”等描述仅用于区别类似的对象，而不能理解为指示或暗示其相对重要性、先后次序或者隐含指明所指示的技术特征的数量，应该理解为“第一”、“第二”等描述的数据在适当情况下可以互换。若全文中出现“和/或”，其含义为包括三个并列方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。此外，为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”等，仅用来描述如图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系，应当理解为也包含除了图中所示的方位之外的在使用或操作中的不同方位。
[0019]本专利技术的一个实施例提供了一种沉淀反应器核临界安全的监测系统。其中，所述沉淀反应器10用于将硝酸钚溶液转化为钚沉淀。如图2所示，所述钚沉淀容易在所述沉淀反应器10的内壁上附着并沉积形成沉积物11。此外，所述沉淀反应器10还设置有保温层12。所述保温层12，例如，保温玻璃纤维，包裹在沉淀反应器10内壁面外部，可以确保沉淀工艺开展所需要的温度条件。
[0020]在一些示例中，使用草酸将所述硝酸钚溶液转化为草酸钚沉淀。本实施例中的所述沉积物11可以为草酸钚沉淀。所述草酸钚沉淀成分固定，结晶好，容易过滤和洗涤，而且草酸钚溶解度较低，可以获得较高的钚回收率。此外，草酸钚的生产过程稳定，容易控制，可以实现连续操作。
[0021]本专利技术中的监测系统可以用于监测沉淀反应器在生产草酸钚沉淀过程中的核临界安全，从而保障沉淀反应器在长期使用下的核临界安全和工业安全。并且，中子测量装置100安装在所述沉淀反应器10外部，使得监测系统在使用过程中不会对钚沉淀的工艺过程产生影响。
[0022]如图1所示，本专利技术一个实施例中的监测系统包括中子测量装置100和控制装置200。所述中子测量装置100设置于所述沉淀反应器10的外部。在一些实施例中，所述中子测量装置100靠近所述沉淀反应器10的外壁设置。所述中子测量装置100用于测量所述沉淀物11产生中子的中子计数率。
[0023]所述控制装置200与所述中子测量装置100连接，用于获取所述中子计数率并根据所述中子计数率确定所述沉积物11的厚度和/或质量，可以判断所述沉淀反应器的核临界安全的状态。在一些示例中，所述中子测量装置100与所述控制装置200之间有线连接，例如，所述中子测量装置100通过连接线缆130连接至所述控制装置200，从而实现中子测量装
置100与控制装置200之间的通信。
[0024]本专利技术的实施例通过探测中子计数率来确定沉淀物11的厚度和/或质量，基于所述沉积物11的厚度和/或质量，能够判断所述沉淀反应器10是否正常安全运行，以及判断所述沉淀反应器的核临界安全的状态，从而保障沉淀反应器在长期使用下的核临界安全和工业安全。
[0025]图3示出了根据本专利技术一个实施例中的中子测量装置的结构示意图。图4示出了图3的中子测量装置的剖视图。
[0026]如图2至图4所示，所述中子测量装置100包括中子探测器110和屏蔽准直器120。其中，所述中子探测器110用于测量所述中子计数率，所述屏蔽准直器120包裹于所述中子探测器110的外表面，用于屏蔽环境中的干扰中子以及准直目标沉积物产生的中子，使得中子探测器110只能探测到所述中子探测器110正对的高度位置的沉积物11产生的中子，防止其他方向的中子入射至中子探测器110。在本实施例中，所述中子探测器110正对的高度位置的沉积物11即为目标沉积物。
[0027]具体地，所述屏蔽准直器120包括屏蔽体121和慢化体122。所述屏蔽体121包裹于所述中子探测器110的外表面，所述屏蔽体121用于慢化和吸收环境中的干扰中子。其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沉淀反应器核临界安全的监测系统，其特征在于，所述沉淀反应器用于将硝酸钚溶液转化为钚沉淀，所述钚沉淀在所述沉淀反应器内壁上附着形成沉积物；所述监测系统包括：中子测量装置，设置于所述沉淀反应器外部，用于测量所述沉积物产生中子的中子计数率；控制装置，与所述中子测量装置连接，所述控制装置用于：获取所述中子计数率，根据所述中子计数率确定所述沉积物的厚度和/或质量，并判断所述沉淀反应器的核临界安全的状态。2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述中子测量装置包括：中子探测器，用于测量中子计数率；屏蔽准直器，包裹于所述中子探测器的外表面，用于屏蔽环境中的干扰中子以及准直目标沉积物产生的中子。3.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，所述屏蔽准直器包括：屏蔽体，所述屏蔽体包裹于所述中子探测器的外表面，所述屏蔽体用于慢化和吸收环境中的干扰中子；其中，所述屏蔽体朝向所述沉淀反应器的一侧设置有入射通道，所述入射通道用于为所述沉积物产生的中子入射至所述中子探测器提供通道；慢化体，设置于所述入射通道中，用于慢化所述沉积物产生的快中子。4.根据权利要求3所述的监测系统，其特征在于，所述屏蔽体与所述中子探测器之间设置有吸收层，所述吸收层用于吸收经所述屏蔽体慢化后的热中子。5.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，还包括：升降装置，所述中子测量装置安装于所述升降装置上，所述升降装置用于驱动所述中子测量装置在所述沉淀反应器的轴向方向上移动，以测量所述沉淀反应器不同高度位置的中子计数率。6.根据权利要求5所述的监测系统，其特征在于，所述升降装置包括：支撑杆，第一支撑板，所述第一支撑板沿所述支撑杆可滑动地设置，所述中子测量装置固定于所述第一支撑板上；轴向移动部，所述轴向移动部设置于所述第一支撑板上，用于驱动所述第一支撑板沿所述支撑杆在轴向方向上移动。7.根据权利要求6所述的监测系统，其特征在于，所述升降装置还包括：第二支撑板，所述第二支撑板固定于所述支撑杆上；所述轴向移动部包括：传动件，转动连接于所述第一支撑板和第二支撑板之间，所述第一支撑板具有与所述传动件相配合的传动配合部；驱动件，所述驱动件安装于所述第二支撑板上，与所述传动件驱动连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏兆东，李航，李东朋，朱庆福，侯龙，宁通，刘凯凯，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：