反應(yīng)堆內(nèi)部件傳感器插入件的制作方法
【專利摘要】一種具有傳感器插入件的反應(yīng)堆內(nèi)部件元件，該傳感器插入件用于監(jiān)測反應(yīng)堆內(nèi)部件元件并且支撐在反應(yīng)堆內(nèi)部件內(nèi)。傳感器插入件具有中空的內(nèi)部腔，其容納數(shù)個隔開的自給式無源環(huán)境傳感器。傳感器插入件設(shè)置有追蹤代碼，該追蹤代碼可以用于確定傳感器插入件的位置和取向。
【專利說明】
反應(yīng)堆內(nèi)部件傳感器插入件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明總體上涉及核反應(yīng)堆，特別地，涉及在核反應(yīng)堆的一個或多個內(nèi)部元件中使用的傳感器插入件，所述傳感器插入件容納一個或多個環(huán)境傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]核反應(yīng)堆中的裂變反應(yīng)產(chǎn)生熱并釋放中子，所述中子在核燃料中產(chǎn)生額外的裂變反應(yīng)。裂變材料集中在反應(yīng)堆中，使得中子流密度足以維持持續(xù)的裂變過程。在商用反應(yīng)堆中，裂變材料的團(tuán)塊包裝在鋯錫合金棒中，鋯錫合金棒安裝在模塊化的細(xì)長燃料組件中，燃料組件的橫截面通常為正方形。大量的這些正方形細(xì)長燃料組件布置成形成具有階梯式外周的大致圓柱形的反應(yīng)堆芯部，該反應(yīng)堆芯部容納在水平的上不銹鋼芯板和下不銹鋼芯板之間的圓筒形不銹鋼芯筒內(nèi)。整個組件安裝在壓力容器內(nèi)，該壓力容器具有大致半球狀的上頭部和下頭部。通過入口噴嘴引入到壓力容器中的反應(yīng)堆冷卻劑在芯筒和壓力容器之間的環(huán)形空間中向下流動，在容器的下氣室中顛倒方向，向上流動通過下芯板中的開口，并且通過燃料組件，在燃料組件中，反應(yīng)堆冷卻劑在通過出口噴嘴被徑向引導(dǎo)到壓力容器外之前因裂變反應(yīng)而被加熱。由反應(yīng)堆冷卻劑從芯部吸取的熱量被用于產(chǎn)生電力，從而降低反應(yīng)堆冷卻劑的溫度，所述反應(yīng)堆冷卻劑在閉合環(huán)路中再循環(huán)通過反應(yīng)堆。
[0003]由于燃料組件的橫截面為正方形，在芯部的外周和芯筒的內(nèi)表面之間存在不規(guī)則空間。通常的實踐是沿著燃料組件的外表面放置縱向延伸的平坦擋板，以將向上的冷卻劑流限制于燃料組件。通過水平的不規(guī)則形狀的成形板(former plate)將擋板保持就位，所述成形板被螺栓栓接至縱向擋板和芯筒并位于縱向擋板和芯筒之間。成形板中的孔允許在縱向擋板和芯筒之間的大致環(huán)形空間中的有限的冷卻劑流為這些元件提供冷卻并且使縱向擋板兩側(cè)上的壓力相等。
[0004]隨著世界上的反應(yīng)堆的快速老化，目前需要延長這些反應(yīng)堆的壽命。為了獲得運行許可延長，反應(yīng)堆操作者必須展現(xiàn)出反應(yīng)堆容器及其內(nèi)部元件能夠在許可延長期間內(nèi)安全地承受運行的反應(yīng)堆所經(jīng)受的嚴(yán)苛環(huán)境。經(jīng)常構(gòu)建反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)部和周圍元件的計算模型，以便計算這些元件在工廠運行期間經(jīng)受的輻射環(huán)境。然后，這些計算的結(jié)果通常與材料行為相關(guān)性一起使用，以便預(yù)測在不同壓力和溫度條件下各種金屬的后輻照行為。傳統(tǒng)上，反應(yīng)堆壓力容器是在這類分析中主要感興趣的元件。為此，監(jiān)視艙是核反應(yīng)堆內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)元件。監(jiān)視艙包含材料樣品、放射量測定器和最大溫度監(jiān)測器，其被周期性地測試以驗證計算模型。容器外中子放射量測定器是用于驗證這些計算模型的另一系統(tǒng)。
[0005]反應(yīng)堆容器內(nèi)部件元件(比如，經(jīng)受導(dǎo)致產(chǎn)生熱的伽馬射線的交互作用的擋板和成形板)的熱行為也是感興趣的內(nèi)容，并且所述熱行為能夠利用與先前描述的那些計算模型類似的計算模型來計算。然而，目前不存在可以用于驗證針對緊挨擋板和成形板以及其它反應(yīng)堆容器內(nèi)部元件(比如上芯板和下芯板)的那些元件的熱行為或輻射行為的計算的
目.ο
[0006]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種現(xiàn)場傳感器，該傳感器能夠用于確定環(huán)境以及環(huán)境對反應(yīng)堆內(nèi)部件元件的影響，以更好地理解這些元件的狀態(tài)并且驗證計算模型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]通過一種反應(yīng)堆內(nèi)部件元件來實現(xiàn)這些和其它目的，所述反應(yīng)堆內(nèi)部件元件具有支撐在反應(yīng)堆內(nèi)部件內(nèi)的傳感器插入件。傳感器插入件具有頭部和從頭部延伸至遠(yuǎn)側(cè)端部的細(xì)長柄。柄具有中空隔室，該中空隔室至少部分地在遠(yuǎn)側(cè)端部和頭部之間延伸。細(xì)長柄的橫截面輪廓的尺寸被設(shè)計成配合到一個或多個反應(yīng)堆內(nèi)部件元件的開口中。一個或多個自給式無源環(huán)境傳感器被固定在中空隔室內(nèi)，所述中空隔室在遠(yuǎn)側(cè)端部處被附接至柄的端部塞密封。
[0008]在一個實施例中，環(huán)境傳感器包括分別構(gòu)造成監(jiān)測不同環(huán)境參數(shù)的數(shù)個環(huán)境傳感器。優(yōu)選地，所述一個或多個環(huán)境傳感器包括材料樣品、放射量測定器或最大溫度監(jiān)測器。另外，期望的是反應(yīng)堆內(nèi)部件的傳感器插入件包括一個或多個編碼標(biāo)記，其可以用于識別傳感器插入件在反應(yīng)堆內(nèi)部件內(nèi)的位置，并且優(yōu)選地還用于識別傳感器插入件在反應(yīng)堆內(nèi)部件內(nèi)的取向。
[0009]在另一個實施例中，反應(yīng)堆內(nèi)部件的傳感器插入件包括錨固件，該錨固件用于將細(xì)長柄固定在所述一個或多個反應(yīng)堆內(nèi)部件元件的開口中。優(yōu)選地，錨固件包括在柄的至少一部分上延伸的陽螺紋或陰螺紋中的一種，其被設(shè)計成與所述一個或多個反應(yīng)堆元件中的開口上的陽螺紋或陰螺紋中的另一種配合，傳感器插入件坐置到所述一個或多個反應(yīng)堆元件中。期望地，錨固件包括鎖定機(jī)構(gòu)，該鎖定機(jī)構(gòu)固定柄在所述一個或多個反應(yīng)堆內(nèi)部件元件中的開口內(nèi)的取向。鎖定機(jī)構(gòu)例如可以是鎖桿，該鎖桿延伸通過頭部中的開口、并且通過柄的表面上的溝槽、并且部分地延伸到所述一個或多個反應(yīng)堆內(nèi)部件元件中的開口上的壁的表面的溝槽中。期望地，鎖桿通過楔抵頭部的一部分的彈性夾而在頭部中的開口內(nèi)保持就位。彈性夾例如可以被楔入在頭部表面的沉孔中。在該情況下，期望地，彈性夾是圓形彈性夾。
[0010]在另一個實施例中，柄具有沿柄的細(xì)長尺寸的軸向尺寸，并且中空隔室被分隔成分開的軸向隔室，環(huán)境傳感器分別支撐在所述分開的軸向隔室中。類似地，中空隔室可以被分隔成分開的周向隔室，環(huán)境傳感器分別支撐在所述分開的周向隔室中。所述一個或多個環(huán)境傳感器還可以容納在分隔開的護(hù)套內(nèi)，傳感器在護(hù)套內(nèi)是分開的，并且護(hù)套的尺寸設(shè)計成滑入和滑出中空隔室。護(hù)套優(yōu)選地具有定位特征部，該定位特征部固定護(hù)套相對于中空隔室的取向，并且期望地，護(hù)套具有編碼標(biāo)記，該編碼標(biāo)記可以用于識別護(hù)套位于其中的反應(yīng)堆內(nèi)部件的傳感器插入件。護(hù)套還可以包括靠近遠(yuǎn)側(cè)端部的抓持特征部，以便于護(hù)套移出中空隔室。
[0011]所述一個或多個環(huán)境傳感器包括中子致動線材，該中子致動線材封裝在優(yōu)選地具有鎘屏蔽的不銹鋼管內(nèi)。柄優(yōu)選地包括不銹鋼347和/或鈦。優(yōu)選地，柄的遠(yuǎn)側(cè)端部相對于柄的從擴(kuò)大的頭部延伸的部分具有更大的外周。在另一個實施例中，頭部具有張開的周向延伸部，其構(gòu)造成與所述一個或多個反應(yīng)堆內(nèi)部件元件的開口中的周向加工溝槽或狹槽機(jī)械地接合。
【附圖說明】
[0012]當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時，從下述對優(yōu)選實施例的描述能夠獲得對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，其中:
[0013]圖1是本發(fā)明的緊固件傳感器的一個優(yōu)選實施例的透視圖；
[0014]圖2A是在圖1中示出的實施例的前視圖和側(cè)視圖，其中端蓋示出在打開位置中；
[0015]圖2B是在圖2A中示出的實施例的端視圖；
[0016]圖2C是在圖2A中示出的實施例的端視圖，其中移除了端蓋；
[0017]圖2D是在圖2A中示出的實施例的橫截面視圖；
[0018]圖3是在圖1中示出的實施例的透視圖，其中端蓋打開并且分隔開的傳感器模塊部分地示出在緊固件的中空柄內(nèi)；
[0019]圖4是本發(fā)明的第二實施例的透視圖；
[0020]圖5A是在圖4中示出的實施例的前視圖；
[0021]圖5B是在圖4中示出的實施例的側(cè)視圖；
[0022]圖5C是在圖4中示出的實施例的橫截面視圖；
[0023]圖6是本發(fā)明的第三實施例的透視圖；
[0024]圖7是在圖6中示出的實施例的透視圖，其中鎖桿被固定就位；
[0025]圖8是包含本發(fā)明的一個實施例的塞組件的平面圖；和
[0026]圖9是在圖8中示出的塞組件的正視圖。
【具體實施方式】
[0027]典型地，反應(yīng)堆容器內(nèi)部件元件通過螺栓栓接在一起作為附接部件。然而，螺栓的數(shù)量和螺栓栓接的樣式通常被保守地規(guī)定，這意味著一些螺栓是不必要的。因此，這些螺栓可以由非承載螺栓替換，所述非承載螺栓設(shè)計成用于提供反應(yīng)堆容器內(nèi)部件元件內(nèi)部和周圍的溫度和輻射環(huán)境的精確特征。用于替換一個或多個這種螺栓的本發(fā)明的傳感器插入件的一個實施例是在圖1中示出的緊固件10，該緊固件為螺栓類裝置，其可以用來將一個或多個反應(yīng)堆容器內(nèi)部件元件緊固在一起。因此，該實施例沿其柄14具有部分長度或全部長度的螺紋12，其中螺紋僅沿柄14部分地延伸。螺紋12從遠(yuǎn)側(cè)端部18延伸并且終止于直徑減小區(qū)段16。直徑減小區(qū)段16的相對端連接至螺栓頭部20的下側(cè)。螺栓頭部20的相對側(cè)設(shè)置有狹槽22，以幫助上緊螺栓10。
[0028]在圖1中示出的實施例可以具有凹坑取向標(biāo)記74和/或標(biāo)識號/序列號24中的一者或兩者，標(biāo)識號/序列號被雕刻成允許視覺確認(rèn)螺栓的位置和取向。另外，凹坑取向標(biāo)記和/或標(biāo)識號/序列號可以允許準(zhǔn)備裝置的人員準(zhǔn)確地記錄裝置被裝載在哪里以及利用什么來裝載裝置，并且允許為了后輻照分析而卸載裝置的人員精確地表征包含在裝置內(nèi)的每個元件。內(nèi)部特征部也可以具有凹坑取向標(biāo)記和/或標(biāo)識號/序列號，以減輕保持記錄的負(fù)擔(dān)。
[0029]參照圖2，可以理解的是，柄14具有中空腔28，該中空腔從遠(yuǎn)側(cè)端部18朝著頭部20延伸一距離，該距離由數(shù)個監(jiān)測傳感器所需的空間來確定，所述監(jiān)測傳感器將用于表征螺栓10所在位置附近的反應(yīng)堆環(huán)境。圖2A是在圖1中示出的螺栓的示意圖，其中，閉合中空腔28的端蓋26示出為從開口取出。圖2B是在遠(yuǎn)側(cè)端部18處獲得的圖2A的端視圖。圖2C是在圖2B中示出的端視圖，其中，移除了端蓋26從而露出封裝在金屬護(hù)套32內(nèi)的分隔開的傳感器模塊30。圖2D是沿圖2A的線IID-1ID獲得的圖2A的橫截面視圖，示出了中空腔28內(nèi)的傳感器。傳感器是自給式無源裝置，其包括:一個或多個熱釋光放射量測定器34或LiF光學(xué)晶體，鎘屏蔽的不銹鋼包覆致動線材36，共熔最大溫度熔化線材38，和無屏蔽的不銹鋼包覆致動線材40。無源傳感器旨在表示在反應(yīng)堆中時休眠(即在反應(yīng)堆內(nèi)時不將獲取的信息傳遞到反應(yīng)堆外)直到從反應(yīng)堆移除的傳感裝置。
[0030]圖3是在圖1中示出的緊固件的不同的透視圖，其中，傳感器模塊30從中空腔28部分地取出。如從圖3可理解的那樣，傳感器可以被支撐在周向及軸向劃分的隔室中。傳感器模塊30可以如示出的那樣在42處帶鍵，以騎坐在中空腔28的側(cè)壁中的軸向溝槽中，以便固定傳感器模塊的取向。在圖3中示出的傳感器模塊30的外護(hù)套32被部分移除，以顯露出傳感器。
[0031]因此，該實施例的緊固件傳感器具有可以容納一個或多個傳感器的一個或多個腔，所述傳感器例如是:被皮下不銹鋼管圍繞的中子致動線材;伽馬射線放射量測定器，比如熱釋光探測器或LiF晶體;溫度監(jiān)測器，比如被玻璃管圍繞的各種金屬的熔化線材；比例縮小的材料樣品(比如，夏比(Charpy)或拉力樣品)；和/或一個或多個內(nèi)部組織件以包含并定位前述元件中的任一個或全部。裝置具有足夠的內(nèi)部空間，以在任意鎘屏蔽的中子致動線材和未屏蔽的中子致動線材之間提供充分的分離。凹坑標(biāo)記可以用于相對于已知反應(yīng)堆容器內(nèi)部特征部確定對準(zhǔn)和旋轉(zhuǎn)取向，為裝載或卸載裝置的實驗人員提供位置指引，以及區(qū)分傳感器螺栓和傳統(tǒng)(未標(biāo)記的)螺栓。優(yōu)選地，所有角落均具有倒角以降低使用期間的應(yīng)力，并且階梯式端部塞被焊接到螺栓中以確保壓力密封。期望地，緊固件由全部或部分抗腐蝕并且具有有利于放射量測定應(yīng)用的元素組份的材料構(gòu)成，該材料例如是不銹鋼347。螺栓10也可以由抗腐蝕并且具有使中子活化最小化的元素組份的材料構(gòu)成，該材料將最終降低船運和處理負(fù)擔(dān)并且降低對后輻照分析人員的輻射劑量，該材料例如是鈦。
[0032]在圖4和圖5中示出了一替代實施例，其與前述實施例的區(qū)別在于:該替代實施例在頭部20上采用周向張開的特征部44，以便與預(yù)先存在的空螺栓孔中的周向加工溝槽或其它特征部機(jī)械接合。在幾個附圖中，相同的附圖標(biāo)記用于表示對應(yīng)的元件。在圖4和圖5中示出的實施例不需要進(jìn)行現(xiàn)場焊接操作來安裝鎖桿以固定替代緊固件。緊固件10的柄14上的示出為帶螺紋的擴(kuò)大區(qū)域46保持有相同的整體輪廓以與成形板的陰螺紋配合，并且不減小至直徑降低的柄輪廓以便保持傳統(tǒng)擋板螺栓中由該材料提供給柄的屏蔽。在其它方面，在圖4和圖5中示出的實施例類似于前面描述的實施例。
[0033]圖6和圖7示出了之后要求保護(hù)的傳感器插入件的螺栓型緊固件應(yīng)用的另一實施例，其為前面相對于圖1-5描述的實施例的替代例并且包括機(jī)械鎖定特征件48，在該情況中，所述機(jī)械鎖定特征件為鎖桿組件，該鎖桿組件在安裝之后機(jī)械地接合螺紋12并且鎖定螺紋的取向。該機(jī)械特征件包括橫截面為圓形、橢圓形或多邊形的鎖桿，該鎖桿插入貫通螺栓頭部20中的孔52、貫通軸向通過螺紋12鏜開的狹槽54、并且貫通通過反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(所述鎖桿固定于其上)的孔中的陰螺紋鏜開的對應(yīng)的狹槽。鎖桿50利用向外擴(kuò)張的圓形彈性夾58固定就位，所述彈性夾擴(kuò)張抵靠螺栓頭部20中的沉孔56。替代地，鎖桿可以焊接至頭部以將其固定就位。鎖桿組件通過與放射量測定器螺栓10的遠(yuǎn)側(cè)端部18中的狹槽和與通過反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(鎖桿組件固定于其上)的孔中的陰螺紋的狹槽接合并位于所述狹槽之間而防止旋轉(zhuǎn)。
[0034]反應(yīng)堆內(nèi)部件元件中的螺栓連接布置是保守規(guī)定的，這意味著一些螺栓是不必要的。優(yōu)選地，本發(fā)明的傳感器插入件的中子放射量測定器緊固件實施例可以替換非承載螺栓，盡管根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的緊固件能夠承受一定負(fù)載。利用優(yōu)選地用焊接的塞密封的設(shè)計成保持中子放射量測定器、光子放射量測定器、最大溫度監(jiān)測器和/或材料樣品的內(nèi)部腔28，內(nèi)容物在嚴(yán)苛的外部環(huán)境下安全并受到保護(hù)。這些腔可以被排空并利用惰性氣體回填以便進(jìn)一步保護(hù)。為了允許后輻照分析，塞26被焊接至遠(yuǎn)側(cè)端部18并且具有階梯式的軸向輪廓，其可以在熱室中被切穿并移除。另外，傳感器插入件、內(nèi)部結(jié)構(gòu)件、和/或塞可以由抗腐蝕并且具有有利于放射量測定應(yīng)用的元素組份的材料(例如，不銹鋼347)制成。這種材料將提供鐵、鎳、鈷和鈮的活化，其隨后可以用于表征裝置處于其中的中子流環(huán)境。替代地，傳感器插入件材料中的一些或全部可以被選擇成既抗腐蝕又具有使中子活化最小化的元素組份，這將最終降低船運和處理負(fù)擔(dān)并且降低對后輻照分析人員的輻射劑量(所述材料例如是欽)。
[0035]如此構(gòu)造的傳感器插入件可以在多個不同位置中(徑向地、軸向地和角向地)，以提供輻射和/或溫度環(huán)境的三維圖譜。這些傳感器插入件尤其適于用作擋板-成形板螺栓，尤其是在經(jīng)受大量輻照和/或經(jīng)歷被認(rèn)為因輻照導(dǎo)致的材料變化而引起的螺栓損壞的反應(yīng)堆容器內(nèi)部件元件中。緊固件被設(shè)計成以與其要替換的螺栓相同的方式被安裝、附接和移除。然而，緊固件具有標(biāo)識信息，以便允許工廠操作員確認(rèn)定位和取向。還存在允許實驗人員在準(zhǔn)確地記錄內(nèi)容物的位置的同時裝載和卸載傳感器插入件的內(nèi)容物的標(biāo)記。
[0036]盡管緊固件實施例被敘述為尤其適于用作擋板-成形板螺栓，但是這類放射量測量插入裝置(即，被插入到反應(yīng)堆內(nèi)部件元件中的、封裝有用于中子、峰值溫度的監(jiān)測器和/或伽馬射線傳感器的可安裝裝置)可以替代套筒塞使用，以進(jìn)行上芯板監(jiān)測。這種裝置還可以插入到芯內(nèi)套管中，并且可以定位成對下內(nèi)部件中的任何軸向位置定址。前述內(nèi)容僅是這種裝置的許多用途中的示例。
[0037]例如，圖8和圖9示出了可以受益于本發(fā)明的燃料組件套筒塞組件的一個實施例。套筒塞組件被插入到位于芯部內(nèi)控制棒不能到達(dá)的位置處的燃料組件的未使用的套筒中，以便限制通過這些未使用的套筒中的一些或全部的流動。如上所述，在幾個附圖中，相同的附圖標(biāo)記用于標(biāo)識對應(yīng)的元件。圖8是套筒塞組件60的平面圖，圖9是圖8的套筒塞組件的正視圖，其中套筒塞62中的一個(在圖中的左側(cè))被傳感器插入件替換，容納在該傳感器插入件的內(nèi)部中空腔28(用虛線表不)中的傳感器模塊30與前面描述的相同。套筒塞62中的每一個由基板64支撐并且從所述基板懸置?；?4具有豎直延伸的、位于中央的護(hù)套66，該護(hù)套具有擴(kuò)大的蓋72，該蓋保持可滑動地安裝的桿組件，該桿組件被纏繞在護(hù)套周圍的彈簧68沿向上的方向偏壓。當(dāng)定位在芯部中并且內(nèi)部件就位時，套筒塞將被插入到空的燃料組件引導(dǎo)管中，并且桿組件70將壓靠在上芯板上并且彈簧68被壓縮，以便防止套筒塞組件振動。除了其向外的構(gòu)造之外，呈套筒塞62形式的傳感器插入件內(nèi)部構(gòu)造成與螺栓型實施例10相同。
[0038]現(xiàn)有技術(shù)的監(jiān)視艙與此后要求保護(hù)的傳感器插入件之間的主要區(qū)別在于傳感器定位在反應(yīng)堆內(nèi)部件元件內(nèi)或者代替反應(yīng)堆內(nèi)部件元件，使得傳感器緊挨感興趣的區(qū)域(例如，在擋板或上芯板和下芯板內(nèi))。這樣，傳感器可以記錄感興趣的材料/元件正在經(jīng)歷的實際環(huán)境。
[0039]相反，現(xiàn)有技術(shù)的監(jiān)視艙被定位成以便相對于反應(yīng)堆容器自身以加速的速率輻照反應(yīng)堆容器材料樣品，以便提供預(yù)先分析能力來確定反應(yīng)堆容器材料將在之后的使用壽命中具有怎樣的行為。然而，該定位還記錄了較硬的中子能譜，這是因為相對于芯筒外的監(jiān)視艙位置而言，降水進(jìn)一步使反應(yīng)堆容器處的中子流緩和。另外，因水造成的任何熱梯度都無法得到體現(xiàn)。因此，監(jiān)視艙不能提供與反應(yīng)堆容器所經(jīng)歷的能譜和熱真正一對一的能譜和熱對比。出于監(jiān)測反應(yīng)堆容器內(nèi)部件(其經(jīng)歷更硬的能譜)的目的，本發(fā)明的傳感器插入件是優(yōu)良的，并且消除了能譜和熱環(huán)境中的任何不符。
[0040]盡管像定位現(xiàn)有技術(shù)中的監(jiān)視艙那樣定位用于監(jiān)測內(nèi)部件的傳感器在外看來可能是符合邏輯的，但是，存在幾個原因來說明為什么該邏輯效果不好。首先，在現(xiàn)有技術(shù)的監(jiān)視艙位置中，傳感器的輻照速率將落后于感興趣的實際材料/元件的輻照速率。第二，大量的不銹鋼反應(yīng)堆內(nèi)部件結(jié)構(gòu)將在一定程度上屏蔽傳感器免受感興趣的實際材料/元件所經(jīng)歷的中子流。另外，溫度環(huán)境將顯著不同，這是因為在反應(yīng)堆容器內(nèi)部件的徑向范圍內(nèi)存在顯著溫差。此外，將現(xiàn)有技術(shù)的監(jiān)視艙放在芯筒外會保守地獲悉環(huán)境對反應(yīng)堆容器材料的影響。然而，出于上述原因，將反應(yīng)堆內(nèi)部件傳感器放在芯筒外是非保守的，并且不會提供代表內(nèi)部件正在或?qū)⒁?jīng)歷的信息。
[0041]另外，盡管已經(jīng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明的特定實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，借鑒本公開的總體教導(dǎo)可以對細(xì)節(jié)進(jìn)行各種修改和替代。例如，傳感器可以通過之后用塞密封的頭部中的開口裝載，而非通過遠(yuǎn)側(cè)端部裝載。因此，公開的特定實施例僅僅是闡釋性的并且不限制為本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍將由所附權(quán)利要求及其任意和全部等同例的整個范圍來給定。
【主權(quán)項】
1.一種反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(10)，所述反應(yīng)堆內(nèi)部件元件具有傳感器插入件(30)，所述傳感器插入件用于監(jiān)測所述傳感器插入件的位置周圍的一個或多個環(huán)境條件，并且支撐在反應(yīng)堆內(nèi)部件(60)內(nèi)，所述傳感器插入件包括: 頭部(20)； 從所述頭部(20)延伸至遠(yuǎn)側(cè)端部(18)的細(xì)長柄(14)，所述細(xì)長柄具有中空隔室(28)，所述中空隔室至少部分地在所述遠(yuǎn)側(cè)端部和所述頭部之間延伸，并且所述細(xì)長柄的橫截面輪廓的尺寸被設(shè)計成配合到一個或多個反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(60)中的開口中； 端部塞(26)，所述端部塞用于在所述遠(yuǎn)側(cè)端部(18)處密封所述中空隔室(28)，并且附接至所述遠(yuǎn)側(cè)端部;和 一個或多個自給式無源環(huán)境傳感器(34，36，38，40)，所述環(huán)境傳感器固定在所述中空隔室(28)內(nèi)。2.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(10)，其中，所述環(huán)境傳感器(34，36，38，40)包括分別構(gòu)造成監(jiān)測不同環(huán)境參數(shù)的數(shù)個環(huán)境傳感器。3.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(10)，其中，所述一個或多個環(huán)境傳感器(34，36，38，40)包括材料樣品、放射量測定器或最大溫度監(jiān)測器。4.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(10)，其中，所述傳感器插入件(30)包括一個或多個編碼標(biāo)記(24、74)，所述編碼標(biāo)記能夠用于識別所述傳感器插入件在所述反應(yīng)堆內(nèi)部件(60)內(nèi)的位置和/或取向。5.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(10)，包括錨固件(12)，所述錨固件用于將所述細(xì)長柄(14)固定在所述一個或多個反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(60)中的開口中。6.如權(quán)利要求5所述的反應(yīng)堆內(nèi)部件元件，其中，所述錨固件(12)包括在所述細(xì)長柄(14)的至少一部分上延伸的陽螺紋或陰螺紋中的一種，該種螺紋的尺寸被設(shè)計成與在所述一個或多個反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(60)中的開口上的陽螺紋或陰螺紋中的另一種匹配。7.如權(quán)利要求5所述的反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(10)，其中，所述錨固件(12)包括鎖定機(jī)構(gòu)(50)，所述鎖定機(jī)構(gòu)固定所述細(xì)長柄(14)在所述一個或多個反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(60)中的開口內(nèi)的取向。8.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(10)，其中，所述細(xì)長柄(14)具有沿所述細(xì)長柄的細(xì)長尺寸的軸向尺寸，并且所述中空隔室(28)被分隔成分開的軸向和/或周向隔室，所述環(huán)境傳感器(34，36，38，40)分別支撐在所述軸向和/或周向隔室中。9.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(10)，其中，所述一個或多個環(huán)境傳感器(34，36，38，40)容納在分隔開的護(hù)套(32)內(nèi)，所述傳感器在所述護(hù)套內(nèi)是分開的，并且所述護(hù)套的尺寸設(shè)計成滑入和滑出所述中空隔室(28)。10.如權(quán)利要求9所述的反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(10)，其中，所述護(hù)套(32)具有定位特征部，所述定位特征部固定所述護(hù)套相對于所述中空隔室(28)的取向。11.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(10)，其中，所述一個或多個環(huán)境傳感器(34，36，38，40)包括中子致動線材，所述中子致動線材封裝在具有鎘屏蔽的不銹鋼管內(nèi)。12.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(10)，其中，所述細(xì)長柄(14)包括不銹鋼347和/或鈦。13.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(10)，其中，所述細(xì)長柄(14)的遠(yuǎn)側(cè)端部(18)相較于所述細(xì)長柄的從所述頭部(20)延伸的部分(16)具有更大的外周。14.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(10)，其中，所述頭部(20)具有張開的周向延伸部(44)，所述張開的周向延伸部構(gòu)造成與所述一個或多個反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(60)中的開口中的周向加工溝槽或狹槽機(jī)械地接合。15.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(10)，其中，所述傳感器插入件(30)具有與反應(yīng)堆內(nèi)部件元件(60)的輪廓大致相同的外部輪廓。
【文檔編號】G21C17/06GK105981108SQ201580007752
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年2月3日
【發(fā)明人】A·H·費羅, J·A·庫勒薩
【申請人】西屋電氣有限責(zé)任公司