阅读说明：本技术 一种高温气冷堆堆芯参数在线监视系统 (Reactor core parameter online monitoring system of high-temperature gas cooled reactor ) 是由 姚尧 张瑞祥 武方杰 康祯 梁舒婷 叶林 于德 刘军强 叶志强 赖芳芳 许杰 于 2021-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高温气冷堆堆芯参数在线监视系统,包括压力容器、碳砖层、数据处理和监视系统、石墨砖层、堆芯、若干堆芯仪表管、若干石墨砖层仪表管及若干碳砖层仪表管；压力容器、碳砖层、石墨砖层及堆芯由外到内依次分布,堆芯仪表管的下端插入于堆芯内,石墨砖层仪表管的下端插入于石墨砖层内,碳砖层仪表管的下端插入于碳砖层内；堆芯仪表管、石墨砖层仪表管及碳砖层仪表管内均设置有若干监测仪表,监测仪表的输出端与数据处理和监视系统相连接,该系统能够对高温气冷堆堆芯参数进行在线监视。(The invention discloses a reactor core parameter online monitoring system of a high-temperature gas cooled reactor, which comprises a pressure vessel, a carbon brick layer, a data processing and monitoring system, a graphite brick layer, a reactor core, a plurality of reactor core instrument tubes, a plurality of graphite brick layer instrument tubes and a plurality of carbon brick layer instrument tubes, wherein the carbon brick layer is arranged on the pressure vessel; the pressure vessel, the carbon brick layer, the graphite brick layer and the reactor core are sequentially distributed from outside to inside, the lower end of a reactor core instrument tube is inserted into the reactor core, the lower end of the graphite brick layer instrument tube is inserted into the graphite brick layer, and the lower end of the carbon brick layer instrument tube is inserted into the carbon brick layer; the reactor core instrumentation tube, the graphite brick layer instrumentation tube and the carbon brick layer instrumentation tube are internally provided with a plurality of monitoring instruments, the output ends of the monitoring instruments are connected with a data processing and monitoring system, and the system can monitor the reactor core parameters of the high temperature gas cooled reactor on line.)

一种高温气冷堆堆芯参数在线监视系统

技术领域

本发明属于高温气冷堆堆芯参数监测领域，具体涉及一种高温气冷堆堆芯参数在线监视系统。

背景技术

当前球床模块式高温气冷堆无堆芯内仪表的监测，堆芯的热工和物理参数使用国外的分析计算软件机型模拟计算得出，虽然通过各种模型的优化计算，但是计算结果和实际堆芯内参数的一致性在某一可信度下面仍可能存在明显差异。高温气冷堆的计算软件主要来自国外，国内监管机构在进行软件评审过程中缺少对比使用的软件，也缺少实际测量的堆芯热工或者物理参数作为参考，对于高温气冷堆的发展产生了一定的制约。堆外中子测量仪表虽然可以计算出反应堆的功率水平，但是对于堆芯温度和中子分布无法监测，且堆外中子测量仪表也未能进行有效的对照标定，通过热平衡计算出的堆芯功率进行堆外中子测量仪表会差生难避免的较大的误差。反应堆事故工况时缺少反应堆芯关键参数的监测，不利于高温气冷堆事故后监测和诊断。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种高温气冷堆堆芯参数在线监视系统，该系统能够对高温气冷堆堆芯参数进行在线监视。

为达到上述目的，本发明所述的高温气冷堆堆芯参数在线监视系统包括压力容器、碳砖层、数据处理和监视系统、石墨砖层、堆芯、若干堆芯仪表管、若干石墨砖层仪表管及若干碳砖层仪表管；

压力容器、碳砖层、石墨砖层及堆芯由外到内依次分布，堆芯仪表管的下端插入于堆芯内，石墨砖层仪表管的下端插入于石墨砖层内，碳砖层仪表管的下端插入于碳砖层内；堆芯仪表管、石墨砖层仪表管及碳砖层仪表管内均设置有若干监测仪表，监测仪表的输出端与数据处理和监视系统相连接。

堆芯仪表管的上端、石墨砖层仪表管的上端及碳砖层仪表管的上端均固定于压力容器的顶部。

堆芯仪表管、石墨砖层仪表管、碳砖层仪表管、径向支撑及周向支撑的材质均为锆铌合金。

石墨砖层仪表管的数目为八根，其中，八根石墨砖层仪表管沿周向均匀分布。

碳砖层仪表管的数目为八根，且八根碳砖层仪表管沿周向均匀分布。

堆芯仪表管的数目为25根，其中，一根堆芯仪表管位于堆芯的中心位置处，剩余24根堆芯仪表管平均分为三组，其中，各组堆芯仪表管由内到外依次分布，且各组堆芯仪表管内的各堆芯仪表管沿周向均匀分布。

还包括若干径向支撑及若干周向支撑；位于堆芯中心处的堆芯仪表管、各组堆芯仪表管中的两根堆芯仪表管、两根石墨砖层仪表管及两根碳砖层仪表管位于同一直线上，且通过一根径向支撑相连接，各径向支撑之间通过周向支撑相连接，其中，径向支撑的端部固定于压力容器的内壁上。

同一堆芯仪表管内的各监测仪表自上到下依次分布；同一石墨砖层仪表管内的各监测仪表自上到下依次分布，同一碳砖层仪表管内的各监测仪表自上到下依次分布。

各监测仪表均包括自给能探测器及热电偶温度传感器，其中，自给能探测器及热电偶温度传感器与数据处理和监视系统相连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的高温气冷堆堆芯参数在线监视系统在具体操作时，堆芯仪表管的下端插入于堆芯内，石墨砖层仪表管的下端插入于石墨砖层内，碳砖层仪表管的下端插入于碳砖层内，通过堆芯仪表管、石墨砖层仪表管及碳砖层仪表管内的监测仪表对高温气冷堆的参数进行检测，然后发送至数据处理和监视系统，操作方便、简单，实用性极强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为监测仪表9的分布图；

图3为本发明的截面图。

其中，1为压力容器、2为碳砖层、3为石墨砖层、4为堆芯、5为堆芯仪表管、6为石墨砖层仪表管、7为碳砖层仪表管、8-1为径向支撑、8-2为周向支撑、9为监测仪表、10为数据处理和监视系统。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

参考图1、图2及图3，本发明所述的高温气冷堆堆芯参数在线监视系统包括压力容器1、碳砖层2、石墨砖层3、堆芯4、堆芯仪表管5、石墨砖层仪表管6、碳砖层仪表管7、径向支撑8-1、周向支撑8-2、监测仪表9及数据处理和监视系统10；

压力容器1、碳砖层2、石墨砖层3及堆芯4由外到内依次分布，堆芯仪表管5的上端、石墨砖层仪表管6的上端及碳砖层仪表管7的上端均固定于压力容器1的顶部，自上到下，堆芯4下侧的横截面尺寸逐渐减小，堆芯仪表管5的下端插入于堆芯4内，石墨砖层仪表管6的下端插入于石墨砖层3内，碳砖层仪表管7的下端插入于碳砖层2内；

堆芯仪表管5、石墨砖层仪表管6、碳砖层仪表管7、径向支撑8-1及周向支撑8-2的材质均为锆铌合金，具有良好的抗辐照性能及强度，在承受石墨球的挤压应力的同时几乎不屏蔽中子，提高中子通量监测的准确性。

石墨砖层仪表管6的数目为八根，其中，八根石墨砖层仪表管6沿周向均匀分布；碳砖层仪表管7的数目为八根，且八根碳砖层仪表管7沿周向均匀分布，堆芯仪表管5的数目为25根，其中，一根堆芯仪表管5位于堆芯4的中心位置处，剩余24根堆芯仪表管5平均分为三组，其中，各组堆芯仪表管5由内到外依次分布，且各组堆芯仪表管5内的各堆芯仪表管5沿周向均匀分布；

位于堆芯4中心处的堆芯仪表管5、各组堆芯仪表管5中的两根堆芯仪表管5、两根石墨砖层仪表管6及两根碳砖层仪表管7位于同一直线上，且通过一根径向支撑8-1相连接，各径向支撑8-1之间通过周向支撑8-2相连接，其中，径向支撑8-1的端部固定于压力容器1的内壁上；

堆芯仪表管5、石墨砖层仪表管6及碳砖层仪表管7内均设置有若干监测仪表9，同一堆芯仪表管5内的各监测仪表9自上到下依次分布；同一石墨砖层仪表管6内的各监测仪表9自上到下依次分布，同一碳砖层仪表管7内的各监测仪表9自上到下依次分布。

各监测仪表9均包括自给能探测器及热电偶温度传感器，其中，自给能探测器及热电偶温度传感器与数据处理和监视系统10相连接。

本发明的工作过程为：

通过自给能探测器探测堆芯4、石墨砖层3及碳砖层2的不同区域及高度的中子通量，然后发送给数据处理和监视系统10，以供电厂技术人员查阅，在电厂正常运行时，自给能探测器测得的中子通量可以用于堆芯4参数监视、反应堆功率计算、堆外中子测量仪表的标定、堆芯4物理分析、AO/AI计算及QPTR的计算，在电厂事故工况下或者堆外仪表不可用的情况下，可以提供堆芯4的功率监测及事故后堆芯4的参数监测等功能。

通过热电偶温度传感器探测堆芯4、石墨砖层3及碳砖层2的不同区域及高度的温度值，再发送至数据处理和监视系统10，以供电厂技术人员查阅，其中，堆芯4温度的分布可用于堆芯4参数监视及堆芯4热工分析，在电厂事故工况下，可以提供堆芯4功率监测及事故后堆芯4参数监测等功能。