反应堆燃料芯块温度测量装置及方法与流程

本申请涉及核反应堆，特别是涉及一种反应堆燃料芯块温度测量装置及方法。

背景技术：

1、在核电厂反应堆的设计和运行过程中，燃料芯块的温度是决定反应堆以及核电厂安全性的重要指标。目前，相关技术中是采用热电偶测量堆芯出口处的冷却剂温度，然后以此来推算燃料芯块的温度，但是温度误差较大。

技术实现思路

1、基于此，提供一种反应堆燃料芯块温度测量装置及方法，以提高对燃料芯块温度测量的准确度。

2、根据本申请的一方面，提供一种反应堆燃料芯块温度测量装置，反应堆包括燃料棒，燃料棒包括壳体和设于壳体内的燃料芯块，朝壳体一端设置的燃料芯块设有通孔；反应堆燃料芯块温度测量装置包括：

3、承载件，具有开口和与开口连通的通道；承载件用于设于壳体内，且承载件远离开口的一端用于位于燃料芯块的通孔内；

4、检测件，设于通道内，且用于位于燃料芯块的通孔内；检测件配置为能够用于检测通孔内的中子通量密度；及

5、控制器，电性连接于检测件，控制器配置为能够用于响应检测件检测的中子通量密度，并基于通孔内的中子通量密度和燃料芯块的温度之间的预设公式，确定燃料芯块的温度。

6、在其中一个实施例中，检测件配置为自给能中子探测器。

7、在其中一个实施例中，控制器配置为能够获取位于通孔内的检测件的目标绝缘电阻值，以用于根据通孔内的中子通量密度和检测件的目标绝缘电阻值，确定燃料芯块的温度。

8、在其中一个实施例中，控制器通过预设公式计算燃料芯块的温度；预设公式为：

9、

10、其中，t表示燃料芯块的温度，r表示检测件位于通孔内时的目标绝缘电阻值，ro表示检测件未位于通孔内时的初始绝缘电阻值，表示通孔内的中子通量密度，a为第一转换系数，b为第二转换系数。

11、在其中一个实施例中，燃料棒还包括密封件，密封件设于壳体的一端；承载件的开口用于朝壳体的一端设置，承载件配置为能够用于在开口处与密封件密封连接。

12、在其中一个实施例中，承载件的材料为锆合金或锆-铌合金；和/或

13、承载件用于可拆卸设于壳体内；和/或

14、检测件能够可拆卸设于通道内。

15、在其中一个实施例中，朝壳体一端设置的一个燃料芯块设有通孔，承载件远离开口的一端用于贯通于通孔；或者

16、朝壳体一端设置的多个燃料芯块均贯穿设有通孔，且多个通孔的中心轴线彼此重合；承载件远离开口的一端用于贯通于多个通孔。

17、根据本申请的另一方面，提供一种温度测量方法，包括：

18、获取检测件所处空间的中子通量密度；检测件位于燃料芯块的通孔内；

19、根据通孔内的中子通量密度，并基于通孔内的中子通量密度和燃料芯块的温度之间的关系，确定燃料芯块的温度。

20、在其中一个实施例中，还包括：

21、获取位于通孔内的检测件的目标绝缘电阻值；检测件配置为自给能中子探测器；

22、根据通孔内的中子通量密度，并基于通孔内的中子通量密度和燃料芯块的温度之间的关系，确定燃料芯块的温度，包括：

23、根据通孔内的中子通量密度和检测件的目标绝缘电阻值，确定燃料芯块的温度。

24、在其中一个实施例中，通过预设公式计算燃料芯块的温度；预设公式为：

25、

26、其中，t表示燃料芯块的温度，r表示检测件位于通孔内时的目标绝缘电阻值，ro表示检测件未位于通孔内时的初始绝缘电阻值，表示通孔内的中子通量密度，a为第一转换系数，b为第二转换系数。

27、上述的反应堆燃料芯块温度测量装置及方法中，反应堆包括燃料棒，燃料棒包括壳体和设于壳体的燃料芯块，朝壳体一端设置的燃料芯块设有通孔，该反应堆燃料芯块温度测量装置包括承载件，承载件具有开口和与开口连通的通道；承载件用于设于壳体内，且承载件远离开口的一端用于位于燃料芯块的通孔内；通过设置检测件于通道内，且位于燃料芯块的通孔内，利用检测件检测通孔内的中子通量密度，然后利用控制器响应检测件的检测结果，并根据通孔内的中子通量密度和燃料芯块的温度之间的关系，确定燃料芯块的温度。如此，直接测量燃料芯块的通孔内的中子通量密度，然后根据此参数来计算燃料芯块的温度，从而能够提高对燃料芯块的温度测量的准确度，以更好地监控反应堆的运行和状态。

技术特征：

1.一种反应堆燃料芯块温度测量装置，其特征在于，所述反应堆包括燃料棒，所述燃料棒包括壳体和设于所述壳体内的燃料芯块，朝所述壳体一端设置的所述燃料芯块设有通孔；所述反应堆燃料芯块温度测量装置包括：

2.根据权利要求1所述的反应堆燃料芯块温度测量装置，其特征在于，所述检测件配置为自给能中子探测器。

3.根据权利要求1所述的反应堆燃料芯块温度测量装置，其特征在于，所述控制器配置为能够获取位于所述通孔内的所述检测件的目标绝缘电阻值，以用于根据所述通孔内的中子通量密度和所述检测件的目标绝缘电阻值，确定所述燃料芯块的温度。

4.根据权利要求3所述的反应堆燃料芯块温度测量装置，其特征在于，所述控制器通过预设公式计算所述燃料芯块的温度；所述预设公式为：

5.根据权利要求1-4任一项所述的反应堆燃料芯块温度测量装置，其特征在于，所述燃料棒还包括密封件，所述密封件设于所述壳体的一端；所述承载件的开口用于朝所述壳体的所述一端设置，所述承载件配置为能够用于在所述开口处与所述密封件密封连接。

6.根据权利要求1-4任一项所述的反应堆燃料芯块温度测量装置，其特征在于，所述承载件的材料为锆合金或锆-铌合金；和/或

7.根据权利要求1-4任一项所述的反应堆燃料芯块温度测量装置，其特征在于，朝所述壳体一端设置的一个所述燃料芯块设有所述通孔，所述承载件远离所述开口的一端用于贯通于所述通孔；或者

8.一种反应堆燃料芯块温度测量方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的反应堆燃料芯块温度测量方法，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求9所述的反应堆燃料芯块温度测量方法，其特征在于，通过预设公式计算所述燃料芯块的温度；所述预设公式为：

技术总结
本申请涉及一种反应堆燃料芯块温度测量装置及方法。反应堆包括燃料棒，燃料棒包括壳体和设于壳体内的燃料芯块，朝壳体一端设置的燃料芯块设有通孔；反应堆燃料芯块温度测量装置包括：承载件，具有开口和与开口连通的通道；承载件用于设于壳体内，且承载件远离开口的一端用于位于燃料芯块的通孔内；检测件，设于通道内，且用于位于燃料芯块的通孔内；检测件配置为能够用于检测通孔内的中子通量密度；及控制器，电性连接于检测件，控制器配置为能够用于响应检测件检测的中子通量密度，并基于通孔内的中子通量密度和燃料芯块的温度之间的预设公式，确定燃料芯块的温度。本申请的技术方案能够提高对燃料芯块温度测量的准确度。

技术研发人员：蔡利,厉井钢,杨俊武,罗世杰,吴亭雨,卢皓亮,王军令,李文淮,张香菊
受保护的技术使用者：中广核研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24