堆外探测器位置调节装置及实验堆的制作方法

1.本发明涉及核电系统领域，尤其涉及一种堆外探测器位置调节装置及实验堆。


背景技术：

2.在钚溶液等高剂量本底的临界装置或设施设备上开展实验时，通常利用中子探测器来测量反应堆核功率或堆芯中子注量率分布，也可以利用伽马探测器确定临界装置或设施设备的运行状态。
3.然而，探测器放置在探测器孔道内，由于探测器孔道通常为固定位置，在临界装置完成设计、加工和安装后，一般很难进行孔道位置的变更，无法将探测器放置在最优化的探测器位置上。


技术实现要素：

4.本发明实施方式提供一种堆外探测器位置调节装置及实验堆。
5.本发明实施方式的一种堆外探测器位置调节装置，堆外探测器位置调节装置，用于调节堆外探测器与堆芯容器的距离，探测器放置在探测器容纳装置内，包括：围成环形的支架本体，支架本体位置可调节地设置在堆芯容器的外周；锁紧结构，锁紧结构卡设在支架本体上，以实现支架本体对堆芯容器的锁箍或解开；调节组件，调节组件的固定端与支架本体连接，调节组件的活动端与探测器容纳装置连接，调节组件的活动端相对于固定端位置可移动，以使探测器能够相对堆芯容器移动，改变探测器与堆芯容器之间的距离。
6.本发明实施方式的一种实验堆，实验堆包括：堆外探测器；堆芯容器；探测器容纳装置，探测器容纳装置开设有第一开口，探测器容纳装置内设置容纳腔，第一开口与容纳腔连通设置，至少部分探测器位于容纳腔；堆外探测器位置调节装置，为上述实施例的堆外探测器位置调节装置。
7.本发明实施方式的堆外探测器位置调节装置中，通过调节调节组件的活动端与固定段之间的距离，以改变探测器与堆芯容器之间的距离，这样就可以将探测器放置在最优化探测器位置，提高探测器的使用效率。
8.本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
9.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
10.图1是本发明第一种实施方式的实验堆的结构性示意图。
11.图2是本发明第二种实施方式的实验堆的俯视图。以及
12.图3是本发明第三种实施方式的实验堆的结构性示意图。
13.主要元件符号说明：
14.10、堆外探测器位置调节装置；
15.100、支架本体；110、支架件；
16.300、调节组件；330、第一调节件；340、第二调节件；350、第一杆体；360、第二杆体；362、第二侧面；
17.400、滚轮组件；500、驱动组件；
18.20、实验堆；21、探测器；22、堆芯容器；23、探测器容纳装置。
具体实施方式
19.下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
20.图1是本发明第一种实施方式的实验堆20的结构性示意图。参见图1，堆外探测器位置调节装置10用于调节堆外探测器21与堆芯容器22的距离，探测器21放置在探测器容纳装置23内。探测器21可以为中子探测器21、或伽马探测器21。可以二次加工或更换探测器21的型号，进而提升探测器21的效率。探测器容纳装置23内可以放置类型相同、或不同的探测器21。
21.堆外探测器位置调节装置10包括围成环形的支架本体100、锁紧结构和调节组件300。
22.支架本体100位置可调节地设置在堆芯容器22的外周。
23.具体地，支架本体100可以采用环形金属圈。环形金属圈轴向方向的厚度与所采用的探测器21质量有关，为保证环形金属圈的稳固性和不变形，当探测器21质量较大时，环形金属圈的厚度的尺寸较大；当探测器21质量较小时，环形金属圈的厚度的尺寸较小。
24.锁紧结构卡设在支架本体100上，以实现支架本体100对堆芯容器22的锁箍或解开，结构简单，方便拆卸。
25.调节组件300的固定端与支架本体100连接，调节组件300的活动端与探测器容纳装置23连接，调节组件300的活动端相对于固定端位置可移动，以使探测器21能够相对堆芯容器22移动，改变探测器21与堆芯容器22之间的距离，可以将探测器21放置在最优化探测器21位置。
26.具体地，调节组件300的活动端与探测器容纳装置23通过焊接或螺钉连接的方式连接。调节组件300的固定端与探测器容纳装置23之间通过焊接或螺钉连接的方式进行连接。
27.由于探测器21距离堆芯越近，探测器21所受剂量照射越多。因此在高剂量环境下，当未开展实验时，可以增大探测器21和堆芯容器22之间的距离，使得探测器21远离堆芯放置，进而减小探测器21所受剂量照射，延长了探测器21的使用寿命。
28.当需要对探测器21进行检维修时，可以调节调节组件300的活动端，使得活动端距离固定端的距离达到最大，可以有效降低检维修人员所受剂量，保障人员安全。
29.图2是本发明第二种实施方式的实验堆20的俯视图。参见图2，调节组件300包括多个第一调节件330。多个第一调节件330沿堆芯容器22周向方向均匀地设置，多个第一调节件330中任意一个第一调节件330与支架本体100连接，多个第一调节件330位于同一平面。
30.在一些实施例中，调节组件300包括八个第一调节件330，相邻的第一调节件330之间的夹角为45
°
。
31.第一调节件330采用伸缩杆，伸缩杆的的固定端与支架本体100连接，伸缩杆的活动端与探测器容纳装置23连接。也就是说，堆芯容器22周向方向连接有多个伸缩杆。
32.图3是本发明第三种实施方式的实验堆20的结构性示意图。参见图3，调节组件300包括多个第二调节件340，多个第二调节件340沿堆芯容器22轴向方向间隔设置。
33.在第一种实施例中，支架本体100包括多个支架件110，多个支架件110的轴心线共线，沿轴向方向相邻的第二调节件340与不同的支架件110连接。锁紧结构包括多个锁紧件。多个支架件110和多个锁紧件一一对应地设置。
34.在第二种实施例中，沿轴向方向设置的多个第二调节件340均连接至相同的支架本体100。
35.在一些实施例中，多个第二调节件340位于同一平面。
36.在另一些实施例中，多个第二调节件340也可以位于不同平面。也就是第二调节件340交错设置。
37.多个第二调节件340均匀地沿堆芯容器22的轴向方向设置。也就是说，相邻的第二调节件340之间的距离相同。
38.具体地，第二调节件340采用伸缩杆，伸缩杆的的固定端与支架本体100连接，伸缩杆的活动端与探测器容纳装置23连接。
39.调节组件300包括第一杆体350和第二杆体360。第一杆体350的固定端与支架本体100连接。第二杆体360的一端沿第一杆体350的延伸方向位置可移动地设置，第二杆体360的另一端与探测器容纳装置23连接，以使探测器21能够相对堆芯容器22移动。
40.在一些实施例中，调节组件300可以为扁套管，在驱动组件500的驱动作用下做伸缩运动。
41.第二杆体360包括朝向支撑面的第一侧面和背离支撑面的第二侧面362，支撑面用于支撑堆芯容器22。堆外探测器位置调节装置10还包括滚轮组件400。滚轮组件400位于第一侧面和支撑面之间，与调节组件300连接，以随着调节组件300活动端的移动而滚动。滚轮组件400与调节组件300的连接可以设置为类似滑板的板面与轮子的连接方式。
42.堆外探测器位置调节装置10还包括驱动组件500。驱动组件500用于驱动调节组件300的活动端能够相对于固定端移动。
43.在一些实施例中，驱动组件500可以位于调节组件300的周侧，例如上方、或下方、侧面，以便于驱动组件500控制调节组件300的运动。
44.具体地，驱动组件500可以采用电机，以通过电机驱动调节组件300活动端相对于固定端的移动，调节探测器21与堆芯容器22之间的距离。
45.锁紧结构卡设在支架本体100的第一端，支架本体100的第二端从锁紧结构中穿过，支架本体100的第二端可相对锁紧结构运动，以锁箍或解开堆芯容器22。
46.具体地，锁紧结构可以通过螺栓进行连接。
47.在第一种实施例中，堆芯容器22包括一个支架件110和一个锁紧件。调节组件300包括八个第一调节件330，每个第一调节件330设置成可伸缩的套管，套管的固定端与支架主体固定连接，套管的活动端与探测器容纳装置23固定连接。也就是说，一个堆芯容器22可
以位置可移动地连接8个探测器容纳装置23。
48.在第二种实施例中，堆芯容器22包括n个支架件110和n个锁紧件(n为大于或等于2的整数)，调节组件300包括n个第二调节件340。n个第二调节件340位于不同平面时，相邻的第二调节件340在第一预设投影面的投影之间的夹角相等，即n个第二调节件340交错布置。也就是说，一个堆芯容器22可以位置可移动地连接n个探测器容纳装置23。
49.在第三种实施例中，n个第二调节件340位于同一平面时，每个支架主体均连接有八个第一调节件330。沿轴向方向布置的n个第二调节件340在第一预设投影面的投影重合。第一调节件330和第二调节件340可以均采用套管。也就是说，一个堆芯容器22可以位置可移动地连接8n个探测器容纳装置23。
50.实验堆20包括堆外探测器21、堆芯容器22、探测器容纳装置23和堆外探测器位置调节装置10。
51.在第一种实施例中，探测器容纳装置23为中空圆筒结构。
52.具体地，探测器容纳装置23开设有第一开口，探测器容纳装置23内设置容纳腔，第一开口与容纳腔连通设置，至少部分探测器21位于容纳腔。
53.堆外探测器位置调节装置10为上述实施例的位置调节装置10，可以通过堆外探测器位置调节装置10来调节探测器21与堆芯容器22之间的距离，增加了实验的多样性。
54.在第二种实施例中，探测器容纳装置23可以为开洞中空圆筒。
55.也就是中空圆筒上开设有空洞
56.具体地，探测器容纳装置23朝向堆芯容器22的侧壁开设有第二开口，第二开口与容纳腔连通设置。当探测的中子较弱时，减少中子和探测器21之间的阻挡物，可以提高探测器21的探测效率。
57.在第三种实施例中，实验堆20还包括挡板组件。挡板组件与探测器容纳装置23的外周侧壁连接，设置在第二开口处，以打开或封闭第二开口，以方便调节。
58.探测器容纳装置23的底壁开设有走线孔，走线孔与容纳腔连通设置，以将探测器21的连接线引出探测器容纳装置23，方便探测器21走线。
59.下面以调节装置包括八个第一调节件330为例，对利用堆外探测器21调节装置改变探测器21和堆芯容器22之间的距离的步骤进行说明。
60.在堆外探测器21调节装置工作前，将调节组件300在的活动端与固定端之间的距离调至最小，也就是探测器容纳装置23较为靠近堆芯容器22放置。随后，在探测器容纳装置23内放置探测器21，并完成探测器21线路的连接。然后，驱动组件500驱动第一调节件330的活动端运动以达到指定位置，开展实验。也可以利用驱动组件500驱动第一调节件330往复运动以对堆芯容器内的中子、伽马等射线进行测量。最后，实验完成后，将调节组件300在的活动端与固定端之间的距离再次调至最小。
61.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
62.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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。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。
63.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
64.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
65.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
66.尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。