离线啜漏试验设备探测器系统的制作方法

1.发明涉及核电站检修装置领域，尤其涉及一种离线啜漏试验设备探测器系统。


背景技术：

2.在反应堆换料期间，需使用离线啜漏试验设备探测器监测系统中的放射性惰性气体活度，评估燃料组件包壳完整性。传统离线啜漏试验探测器存在检测灵敏度低、易受外伽马场干扰等问题，不利于检测到有轻微缺陷的燃料组件。此外，因所检测的xe-133的半衰期短，无法检测修复后燃料组件及长期贮存燃料组件的包壳完整性。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题在于提供一种离线啜漏试验设备探测器系统。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种离线啜漏试验设备探测器系统，其包括屏蔽体以及设于屏蔽体中的气体探测装置；
5.所述气体探测装置包括设置在屏蔽体中的取样腔室、设于所述取样腔室一侧的第一检测组件以及设于所述取样腔室另一侧的第二检测组件；
6.所述第一检测组件插入取样腔室通过检测β射线来检测xe-133和kr-85的活度浓度值；
7.所述第二检测组件插入取样腔室通过检测γ射线来检测xe-133的活度浓度值。
8.在一些实施例中，所述第一检测组件包括插接取样腔室内用于测量所述取样腔室内β射线活度浓度值的第一探头、用于对环境本底造成的计数进行复合扣除的第二探头以及采用电流积分法来对β射线活度进行测量的第三探头；
9.所述第二探头底部设有用于屏蔽放射性惰性气体中β射线的屏蔽板。
10.在一些实施例中，所述第二检测组件包括用于对所述取样腔室内xe-133进行能谱采集并测量相应活度浓度值的第一检测头以及用于避免环境本底造成计数干扰的第二检测头；
11.所述第一检测头底部设有衰减层；
12.所述第二检测头分别与所述第一检测头和所述取样腔室之间设有阻挡层；
13.所述第一检测头与所述第二检测头上均设有放射源检查托盘。
14.在一些实施例中，所述第一探头、所述第二探头以及所述第三探头均为β探头；
15.所述第一检测头以及所述第二检测头均为碘化钠晶体构成的γ探头。
16.在一些实施例中，所述第一探头与所述第二探头共同作用用于测量3.7e+03bq/m3～3.7e+09bq/m3量程范围内kr-85、xe-133的活度浓度值；
17.所述第三探头用于测量3.7e+07bq/m3～3.7e+12bq/m3量程范围内kr-85、xe-133的活度浓度值；
18.所述第一检测头与所述第二检测头共同作用用于测量3.7e+04bq/m3～3.7e+010bq/m3量程范围内xe-133的活度浓度值。
19.在一些实施例中，所述气体探测装置还包括定位架、设于所述定位架中用于加固所述定位架的碳纤维层、设于所述取样腔室上的密封圈以及设于所述定位架上的处理电路。
20.在一些实施例中，所述屏蔽体包括若干屏蔽块单元，若干述屏蔽块单元之间通过紧固件连接在一起；
21.所述屏蔽体上还设有吊环。
22.在一些实施例中，所述离线啜漏试验设备探测器系统还包括用于搭载所述屏蔽体的运输小车；
23.所述屏蔽体与所述运输小车之间设有减震垫。
24.在一些实施例中，所述离线啜漏试验设备探测器系统还包括通气回路，所述通气回路包括与所述取样腔室连接的进气口以及与所述取样腔室连接的出气口；
25.所述进气口与所述取样腔室之间设有过滤器；
26.所述出气口与所述取样腔室之间设有取样泵。
27.在一些实施例中，所述离线啜漏试验设备探测器系统还包括与所述气体探测装置连接的电箱以及与所述电箱连接的上位机。
28.实施本发明具有以下有益效果：该离线啜漏试验设备探测器系统包括：屏蔽体以及设于屏蔽体中的气体探测装置，该气体探测装置包括设置在屏蔽体中的取样腔室、设于取样腔室一侧的第一检测组件以及设于取样腔室另一侧的第二检测组件，该第一检测组件插入取样腔室通过检测β射线来检测xe-133和kr-85的活度浓度值；该第二检测组件插入取样腔室通过检测γ射线来检测xe-133的活度浓度值。该离线啜漏试验设备探测器系统可用于测量啜漏系统管路中kr-85,xe-133的活度浓度，并输出kr-85和xe-133的能谱信息，考虑到现场较大的γ辐照本底水平，还设置了专门的辅探测器用于降低环境本底波动的干扰，且该离线啜漏试验设备探测器系统检测灵敏度高、抗干扰能力强，可实现对轻微缺陷组件的检测。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，应当理解地，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他相关的附图。附图中：
30.图1是本发明一些实施例中的离线啜漏试验设备探测器系统的结构示意图；
31.图2是本发明一些实施例中的气体探测装置的结构示意图；
32.图3是本发明一些实施例中的气体探测装置的另一方向结构示意图；
33.图4是本发明一些实施例中的屏蔽体的结构示意图；
34.图5是本发明一些实施例中的离线啜漏试验设备探测器系统的功能结构示意图。
具体实施方式
35.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
36.还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.请参阅图1至图5，是本发明一些实施例中的一种离线啜漏试验设备探测器系统，其用于在核电站大修卸料期间，对缺陷燃料组件进行检测，以判断燃料组件是否有破损，该离线啜漏试验设备探测器系统包括屏蔽体1以及设于屏蔽体1中的气体探测装置2，该气体探测装置2包括设置在屏蔽体1中的取样腔室21、设于取样腔室21一侧的第一检测组件22以及设于取样腔室另一侧的第二检测组件23，该第一检测组件22插入取样腔室21通过检测β射线来检测xe-133和kr-85的活度浓度值；该第二检测组件23插入取样腔室21通过检测γ射线来检测xe-133的活度浓度值。
38.在一些实施例中，该第一检测组件22包括第一探头、第二探头以及第三探头，该第二探头底部设有屏蔽板。具体地，该第一探头和第二探头的形状尺寸可一致，且该第一探头和第二探头的尺寸比第三探头的尺寸大，该第一探头和第二探头可左右对称设计。其中，该第一探头用于测量取样腔室21内总β放射性活度浓度值，该第二探头用于对环境本底造成的计数进行复合扣除，优选地，该第三探头可采用电流积分法测量xe-133和kr-85活度浓度。进一步地，该屏蔽板可优选为1mm厚度的钢板，其用于屏蔽放射性惰性气体中的β射线，从而保障了该第一检测组件22检测的精确性和稳定性。其中，该第一探头与第二探头共同作用用于测量3.7e+03bq/m3～3.7e+09bq/m3量程范围内kr-85、xe-133的活度浓度值，该第三探头用于测量3.7e+07bq/m3～3.7e+12bq/m3量程范围内kr-85、xe-133的活度浓度值。
39.在一些实施例中，该第二检测组件23包括第一检测头以及第二检测头，该第一检测头底部设有衰减层，该第二检测头分别与第一检测头和取样腔室21之间设有阻挡层。可以理解地，该第一检测头用于对取样腔室21内的xe-133进行能谱采集并测量出相应的活度浓度值，该第二检测头用于避免环境本底造成的计数干扰。进一步地，该衰减层可优选为不锈钢吸收片，该不锈钢吸收片可用于防止xe-133高活度浓度导致探测器计数饱和。且实现γ宽量程探测范围，该不锈钢吸收片可根据其不同厚度屏蔽部分能量，从而保证该第一检测头在检测时不会超量程，可根据该第一检测头的测量结果和不锈钢吸收片厚度可以反算xe-133的活度浓度的实际值，保证了第一检测头检测的准确性和稳定性。进一步地，该阻挡层可为10mm厚的铅板，其使得该第二检测头能测量出外界γ本底的数值，该第一检测头与第二检测头共同作用能降低本底干扰，共同完成xe-133的活度浓度值的测量。再进一步地，该第一检测头与第二检测头上均设有放射源检查托盘，该放射源检查托盘用于对第一检测
头与第二检测头进行检查，防止该第一检测头与第二检测头出现测量的偏差，确保了该第二检测组件23检测的有效性和稳定性。其中，该第一检测头与第二检测头共同作用用于测量3.7e+04bq/m3～3.7e+010bq/m3量程范围内xe-133的活度浓度值。
40.其中，该第一探头、第二探头以及第三探头均为β探头，该β探头可为塑料闪烁体材质，该使用塑料闪烁体材质制成的β探头发光效率高、线性好、发光衰减时间段、且加工性能好，折射率合适。该第一检测头以及第二检测头均为γ探头，该γ探头可为碘化钠晶体材质。该碘化钠晶体材质制成的γ探头具有探测效率高，灵敏度高，计数容量大等优点，并具有能量分辨能力，可应用于环境中辐射水平监测，放射性核素识别等场合。
41.如图3所示，在一些实施例中，该气体探测装置2还包括定位架24、设于定位架24中用于加固定位架24的碳纤维层25、设于取样腔室21上的密封圈26以及设于定位架24上的处理电路27。可以理解地，该定位架24用于为该取样腔室21、第一检测组件22以及第二检测组件23提供定位支撑结构。该碳纤维层25具有较高的强度和刚性，还可以抗腐蚀、耐酸碱、耐高温，可使得该定位架24更加牢固可靠，该密封圈26用于防止取样腔室21漏气，保证了该气体探测装置2的密封性。其中，该处理电路27用于接收来自第一检测组件22以及第二检测组件23的测量值并经处理后传输信号给控制系统，该处理电路27与该第一检测组件22以及第二检测组件23均可通过线路连接实现电连接。
42.如图4所示，进一步地，屏蔽体1包括若干屏蔽块单元11，若干述屏蔽块单元11之间通过紧固件连接在一起。优选地，该屏蔽体1可为使用50mm后的铅板加上10mm的304不锈钢板制成，其用于降低外界伽马场的干扰，降低测量本底值。可以理解地，为了方便现场运输，该屏蔽体1采用拆分式设计，该屏蔽体1可拆分为11块，每块重量50kg至65kg不等，进一步地，该若干述屏蔽块单元11之间可通过紧固件螺栓固定，可方便拆卸，提高了工作效率。在其他一些实施例中，该屏蔽块单元11的拆分数量可以根据实际情况调整，该若干述屏蔽块单元11之间也可通过卡槽或者通过定位销连接，这里不做具体限定。优选地，该屏蔽体1上还设有吊环12可方便吊装和运输。
43.其中，该离线啜漏试验设备探测器系统还包括用于搭载屏蔽体1的运输小车3，该屏蔽体1与运输小车3之间设有减震垫31。可以理解地，为了运输以及转移方便，该屏蔽体1安装于该运输小车3上移动。优选地，该运输小车3可为实心钢打造，其载重为1500kg，尺寸为652mm*453mm*740mm。进一步地，该减震垫31可为该屏蔽体1在运输过程中提供缓冲作用，使得该屏蔽体1在运输过程中不易损坏。
44.在一些实施例中，该离线啜漏试验设备探测器系统还包括通气回路4，该通气回路4包括与取样腔室21连接的进气口41以及与取样腔室21连接的出气口42。可以理解地，该进气口41与出气口42共同连接于取样腔室21从而与取样腔室21形成一个供气体流通的气流通道。其中，该进气口41与出气口42可设于该取样腔室21的同一侧，在其他一些实施例中，该进气口41与出气口42也可设于该取样腔室21的背向两侧，可以根据实际情况进行调整。进一步地，该进气口41与取样腔室21之间设有过滤器43，该过滤器43可用于拦截来自经进气口41进入通气回路4的气体中的气溶胶、碘以及磨粒等各种污物，保证了进入取样腔室21内的气体的纯度，保证了该气体探测装置2检测的准确性。再进一步地，该出气口42与取样腔室21之间设有取样泵44，该取样泵44用于将取样腔室21内的气体抽出并经出气口42排出。
45.在一些实施例中，该通气回路4还可设有流量计、压力表以及控制阀。该流量计可用于测量该通气回路4上的流量数值大小，该压力表可用于测量该通气回路4上的流量数值大小，该控制阀可以用于控制该通气回路4上的压力和流量。优选地，该通气回路4上的管道的连接之间均使用快速接头进行连接，可以提高安装效率，且方便拆卸。
46.进一步地，该离线啜漏试验设备探测器系统还包括与气体探测装置2连接的电箱5以及与电箱5连接的上位机6。可以理解地，该电箱5用于给气体探测装置2供电以及通讯转换，其尺寸小巧，使用方便。该上位机6可用于接收来自处理电路27传输的信号，可以实时监测该气体探测装置2的性能状态。
47.其中，该离线啜漏试验设备探测器系统的本底补偿方法除直接扣除补偿法外，还采用了动态复合测量补偿法，在低环境剂量率条件下使用直接扣除法，在高剂量率下自动采用复合测量补偿法。
48.可以理解地，该离线啜漏试验设备探测器系统的有益效果为：
49.1.该离线啜漏试验设备探测器系统结构简单，设计合理，实现方便；
50.2.该离线啜漏试验设备探测器系统既能进行惰性气体总β活度浓度测量，还能进行kr-85和xe-133的活度浓度测量，其可在120s内达到3.7e+03bq的kr测量下限，可在300s内响应3.7e+04bq的xe-133测量下限，反应效率快，从而提高了测量效率；
51.3.该离线啜漏试验设备探测器系统采用了合理的气体探测装置设计，利用两个相同的探头，其中一个测量气体的活度浓度值，另一个测量环境剂量率，排除外部干扰，降低测量本底。可保证设备在200μgy/h的γ场下正常工作，保证了气体探测装置2测量的稳定性和准确性；
52.4.该第一检测组件22采用多探头设计，实现测量范围达到12个量级，该第二检测组件23中还设有不锈钢吸收片用于实现γ宽量程探测范围，提高了该离线啜漏试验设备探测器系统的适配性；
53.5.该离线啜漏试验设备探测器系统的屏蔽体1采用了分体式设计，方便搬运与现场安装，节省了拆装和搬运时间，且降低了工作人员发生危险的概率；
54.6.该离线啜漏试验设备探测器系统检测灵敏度高、抗干扰能力强，可实现对轻微缺陷组件的检测。其可实现检测具有长半衰周期的kr-85，增强对修复后燃料组件及长期贮存乏燃料组件的检测能力。
55.可以理解地，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。