本實用新型專利屬于核能領(lǐng)域，并且可以用作監(jiān)測核反應堆堆芯狀況的堆芯探測器組件，主要用于壓水反應堆和沸水反應堆。

背景技術(shù)：

已知的堆芯探測器組件，包含一個帶有法蘭的細長主體和密封通道，里面固定著自給能中子探測器，配備著線纜和電纜型熱電轉(zhuǎn)換器，其中所有電纜是沿密封通道布置。(專利俄羅斯聯(lián)邦№2092916,類C21C17/02,1997).

此已知裝置的缺點是可操作性差且對堆芯不同參數(shù)測量精度不夠高。主要原因是由于組件及通道內(nèi)的所有元件受到滲透進本體的水的不斷腐蝕。作為中子探測器的自給能探測器和作為溫度探測器的電纜型熱電轉(zhuǎn)換器沒有嚴格進行固定，也導致中子通量和溫度測定的誤差。除此之外，在組件運行過程中，探測器有可能改變其最初的位置，這也會導致測量精度的降低。

最新根據(jù)核心技術(shù)和研究成果獲得的解決方案：堆內(nèi)探測系統(tǒng)探測器組件，包含帶有法蘭的細長本體和中空圓柱形套筒形密封通道，其密封連接至配備有帶電纜的自給能探測器，電纜型熱電轉(zhuǎn)換器及帶電纜的熱轉(zhuǎn)換型液位傳感器的細長本體，并且所有電纜使用探測器固定元件穿過密封通道，固定元件包括槽型板，細長管和夾持器，其中放置探測器電纜的管位于通道和槽型板之間并用夾具連接。自給能中子探測器固定在該板的一個表面上，它們的電纜通過該板的狹縫至另一面并用夾具固定，每個熱電轉(zhuǎn)換器的端部通過夾持器的焊接連接至本體的內(nèi)表面，夾持器依靠于附屬于板及/或管的夾板上；熱電轉(zhuǎn)換器的冷端放置在裝有電阻式溫度計的被動式恒溫箱上，殼體是密封的且其內(nèi)部充滿著惰性氣體。(俄羅斯聯(lián)邦專利№2140105C1,G21C17/00， 1999).

此實用模型的缺點是運行可靠性低并且反應堆堆芯參數(shù)的測量精度不夠。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

新發(fā)明的目的是提高運行可靠性并提升反應堆堆芯參數(shù)的測量精度。

上述技術(shù)成果是通過下列方式實現(xiàn)：用于監(jiān)測反應堆堆芯參數(shù)的堆內(nèi)探測器組件，包括帶有細長主體，法蘭和密切連接至細長主體的中空圓柱形套筒形式的密封通道，細長主體中包含配備有電纜的自給能探測器，電纜型熱電轉(zhuǎn)換器及配電纜的熱轉(zhuǎn)換型液位傳感器，并且所有電纜通過探測器固定元件穿過密封通道，固定元件包括凹槽U型板，細長管和夾持器，其中放置探測器電纜的管子位于通道和槽型板之間并用夾具連接。自給能中子探測器固定到該板的一個表面上，它們的電纜通過狹縫至該板的另一面用并用夾具固定，每個熱電轉(zhuǎn)換器的端部通過夾持器的釬焊連接到所述殼體的內(nèi)表面，夾持器依靠于附屬于板和/或管的夾板，熱電轉(zhuǎn)換器的冷端放置在裝有電阻式溫度計的被動式恒溫箱中，殼體是密封的且其內(nèi)部充滿著惰性氣體。其中，套管上設(shè)置有一環(huán)形槽，和對稱地布置在中間部分的外表面上的兩個平座，在套管圓柱部分的端部，設(shè)置有孔洞直徑大于套管其他主要部分直徑的孔洞，在上述套筒終端孔洞內(nèi)，固態(tài)圓柱體沿放置探測器電纜的凹槽進行布置，并借助釬焊對圓柱體終端及上述電纜進行密封；在套管的平座置有兩個相互垂直的孔，其中一個孔洞開在套管外表面，在其腔內(nèi)充入惰性氣體后將孔焊接住。另一個孔洞設(shè)在套管通道表面，板的中部有長形孔，熱電轉(zhuǎn)換器安裝在扁平板上，由夾板支撐的夾持器安裝在熱電轉(zhuǎn)換器末端靠近熱端焊接處。通過電纜的套管孔的直徑，應小于通道圓柱體直徑，也就是小于套筒內(nèi)部用于承接圓柱體對接端所形成的凸起部分的內(nèi)徑。在組件中，固定有所有探測器的細長主體，嚴格密封且在其內(nèi)部腔內(nèi)充滿惰性氣體，首選氦。因此，在組件中，由反應堆壓力容器高壓區(qū)域到低壓區(qū)域的交接處形成兩個屏障。第一 道屏障是細長殼體，組件中的第二道屏障是密封通道，其通過安裝第二圓柱體至上述通道來提升運行可靠性。從高壓區(qū)域至組件低壓轉(zhuǎn)變的兩道屏障確保了組件的高可靠性。

平板應為U形板，并且最好做成諸如中空的半圓柱體，自給能探測器沿內(nèi)表面放置在圓柱體內(nèi)。因此，確保探測器位置沿一條直線，從而使得中子通量待測區(qū)域的測量精度得到提升。自給能探測器固定在U形板的內(nèi)表面，其電纜通過板的狹縫并固定在板的反面。探測器及其電纜的這種布置消除了探測器的相互影響，因為作為支撐物的板也完成了屏蔽體的功能。通過板的材料通過吸收逃離收集體的電子，完全屏蔽沿任意探測器收集體布置的探測器電纜。

膨脹的細長管在夾持器彎曲至穿透套筒環(huán)形槽的部分，擁有可彎曲至通道套管環(huán)形槽內(nèi)的須狀物。夾具的應用可將管固定在預設(shè)位置。

該板由高電子吸收截面的材料制成，例如不銹鋼或鎳鉻鐵合金，板的厚度應該是0.4-1mm。板厚度小于0.4mm時，屏蔽不夠并對探測器造成相互影響，而當板厚度超過1mm，則組件內(nèi)部元件的總尺寸會增加，且不能提高中子通量的測量精度。

板子有一個凹槽形狀，自給能中子探測器沿板內(nèi)部平面下部區(qū)域布置。凹槽形狀的板子確保了探測器組件布局的緊湊型和固定的可靠性。

夾持器有一個凹槽形狀且其內(nèi)部充滿釬焊，從而固定相應的溫度探測器。夾持器的這種形式確保了探測器固定的可靠性。

組件包含有由彈性材料制成的夾具形狀的輔助固定元件，通過這些固定元件將自給能探測器組件及電纜固定在板的表面上。輔助固定原件及其外形的引入確保了固定的可靠性。夾具通過恒定夾緊力確保了探測器及電纜的有效固定。與自給能中子探測器一同，夾具上放置著作為溫度探測器的熱電轉(zhuǎn)換器的電纜。

細長殼體的空腔填充有氦氣。殼體中的惰性氦氣確保了組件在保護性氦環(huán)境下運行,從而沒有與氧化劑持續(xù)接觸。此外，由于氦的高導熱性改善了元件與殼體壁的熱交換。

熱電換能器至少有一端被固定在接近塞頭端的內(nèi)表面上。

組件下端制成內(nèi)部和外部帶有盲孔的空心圓錐體，熱電轉(zhuǎn)換器的端部安裝并焊接在盲孔內(nèi)。

與殼體上部進行焊接位置的通道壁厚的與殼體壁厚相同。相同的焊接件厚度可提高焊接的可靠性。

套管上部柱體由一端焊塞住的焊接管制成。內(nèi)部空腔充滿惰性氣體的管子使得組件功能的可靠性大大提高。

組件的上部分為電氣連接件。連接件的存在減小了組件外形尺寸并簡化了其運行。

液位傳感器的敏感元件由加熱電纜和位于它和細長殼體內(nèi)壁間的熱電轉(zhuǎn)換器端部焊接在一起制成。此布置提升了冷卻劑液位監(jiān)測的精度。

分析現(xiàn)有的技術(shù)表明，此實用新型專利中所述的被申請的產(chǎn)品特征是未知的。這使得我們可以斷定它符合“新事物”的標準。

附圖說明

通過圖紙，結(jié)構(gòu)描述和實例來闡述本實用新型的概要。

圖1表示探測器組件的縱剖面。

圖2表示放大比例的片段A。

圖3表示沿B-B線橫切的組件剖面圖。

圖4表示B段中，組件的片段圖。

圖5表示沿G-G線橫切的組件剖面圖。

圖6表示沿D-D線橫切的組件剖面圖。

圖7表示沿E-E線橫切的組件剖面圖。

具體實施方式

堆芯探測器組件用于反應堆堆芯參數(shù)的監(jiān)測(圖1)，包含帶有細長殼體1、法蘭2、及帶有兩個平座4的中空圓柱形套筒形式的密封通道3，平座4對稱的布置在中間部分的外表面，連接到布置有帶電纜7的自給能中子探測器6，電纜型熱電轉(zhuǎn)換器8和熱交換型冷卻劑液位測量裝置9，供電電纜10的細長殼體5，所有電纜通過通道3，探測 器的固定元件，包括凹槽形板11，細長管12和夾持器13，探測器7的電纜，11，37穿過細長管12，細長管12位于通道3和板11之間并用夾具14(圖3)將他們連接起來。自給能中子探測器6固定在板11的一面上，它們的電纜10(圖4)穿過板11上的狹縫15到達板的另一面，之后用夾具16固定(圖5)，每個熱電轉(zhuǎn)換器8的端部通過釬焊合金17及夾持器18固定在本體5的內(nèi)表面，夾持器18靠在附屬于板11及/或管12的壓力薄板19上。熱電轉(zhuǎn)換器8，29的冷端放置在裝有電阻式溫度計36的被動式恒溫箱35內(nèi)；本體5嚴格密封且其內(nèi)腔20充滿惰性氣體。套管3的圓柱體部分的端部(圖2)，設(shè)置有直徑比套管主要部分上的孔22更大的孔21，套管3端部的孔21周邊放置帶有溝槽的實心圓柱體23和24，探測器7，11，37的電纜放置在狹縫內(nèi)，通過與圓柱體端部23，24用釬焊進行密封。在套管的平座4上，制成兩個相互垂直的孔38，在腔20和25充滿惰性氣體后，通過在通道3套筒的平座4外部焊住26來將其中一些孔洞關(guān)閉，而另一些孔洞通過通道3套管端部打開，在板11上的孔15(圖4)作為板11中部的一個細長釘孔；在裝有熱電轉(zhuǎn)換器8的端部的位置是平的，夾持器18以薄夾板19為支撐，安裝在熱電傳感器下端靠近熱焊點(圖6)的地方。細長管12通過螺紋距0,75～1,0mm的螺紋28直接連接到套管27，并在夾持器13的末端有彎曲至通道套管環(huán)形槽內(nèi)的須狀物。板11由高電子吸附截面材料制成，板的厚度0.4-1mm。板11可以由不銹鋼或鎳鉻鐵合金制成。板11為凹槽形狀，使得自給能中子探測器6沿板內(nèi)部外表面放置。夾持器18(圖6)具有凹槽形狀且其內(nèi)部空腔充滿焊料，固定著溫度探測器8。組件帶有輔助固定元件(圖1，3，5)，由彈性材料制成夾具14，16的形式，通過輔助固定元件可將自給能中子探測器6和電纜7，10固定在板表面。細長殼體5的內(nèi)腔20和25填充滿氦氣。熱電轉(zhuǎn)換器8的一端固定在靠近塞端(熱接點)的殼體5內(nèi)表面。組件殼體5(圖1)下端制成內(nèi)部和外部帶有盲孔的細長圓錐狀28，熱電轉(zhuǎn)換器29安裝并焊接在盲孔上。通道3與殼體5上部焊接的部分制成與殼體5(圖2)壁厚相同的套管30。柱體23與管32焊接在一起，管32的另一端由焊點33堵塞。組件的上部有電氣 連接件34。冷卻劑液位傳感器的敏感元件(圖7)，由加熱電纜和位于它與細長殼體5內(nèi)壁之間并焊接在一起的熱電轉(zhuǎn)換器端部組成。

與已知的堆內(nèi)探測器組件相比，本次權(quán)利要求的堆內(nèi)探測器組件提供更高的可靠性，因為由反應堆外殼高壓區(qū)域到低壓區(qū)域存在雙重屏蔽，確保電纜密封通道結(jié)構(gòu)的可靠性，由于不存在氧化介質(zhì)影響，確保了組件內(nèi)所有連接的可靠運行。本次權(quán)利要求的組件提供了更高水平的核反應堆運行安全水平。

除此之外，與已知的組件相比，本次權(quán)利要求的組件提供更高的測量精度，這是因為組件內(nèi)每個探測器位置的精確測定，及在組件運行的整個壽命內(nèi)探測器嚴格固定在預置位置上。由于自給能中子探測器電纜使用板材屏蔽，使得中子通量的測量精度提高了超過3％。

“POZIT”股份有限公司(莫斯科地區(qū)。，普希金區(qū)，普拉夫金斯克鎮(zhèn))制作的探測器組件的原型已成功通過了堆內(nèi)探測系統(tǒng)的現(xiàn)場測試。該試驗證實了探測器組件運行的高可靠性(沒有觀察到探測器故障或特性受損)，不僅如此，還確保提高了使用探測器組件進行的所有反應堆參數(shù)監(jiān)測的準確性。

綜上所述，可以得出結(jié)論，進行權(quán)利要求的探測器組件，可以運用在實踐中并可達到權(quán)利要求的技術(shù)效果，即，它滿足“工業(yè)化應用”的標準。