专利名称:用于检查电传输线的连接中是否存在金属密封接头的方法和装置的制作方法
本发明涉及用于检查在连接中是否存在金属密封的方法和装置，尤其涉及用于检查在借助于热电偶测量增压水核反应堆的容器中温度的电线的连接器中是否存在金属密封的方法和装置。
增压水核反应堆包括含有核反应堆芯的容器，在容器中流过核反应堆的增压冷却水，所述冷却水在堆芯的燃料元件之间限定的流动通道内部流过核反应堆的堆芯。
为了检查核反应堆的操作，需要在反应器堆芯的不同点测量核反应堆的冷却水的温度。
尤其是在改变冷却剂系统的操作的核反应堆事件或事故的情况下，需要这种检查。因而需要不停地估算核反应堆芯中的温度，以便跟踪其变化。在主要事故例如在核反应堆的安全外壳内部的反应器的冷却剂系统的管道破裂的情况下，这个功能尤其重要。因此，需要一种可靠的装置用于测量核反应堆堆芯中的温度，所述装置能够可靠地操作，以便指示堆芯中精确的温度分布。
核反应堆堆芯中的温度借助于用于测量温度的探针例如热电偶进行测量，它们被设置在核反应堆堆芯的上方。和探针相连的电缆或热电偶的导线以密封方式在容器头部的管状贯通装置内部通过该容器密闭的头部，所述管状贯通装置被称为适配器。热电偶被设置在热电偶柱中，所述热电偶柱被引入贯穿容器头部的适配器内。
在该容器外部，在核反应堆的外壳中，通过连接器和连接电缆使热电偶的引线和用于测量并记录温度信号的装置相连，所述装置用于不断地提供堆芯输出温度以及温度分布的信息。利用热电偶构成测量线路的连接电缆经过贯穿装置以密封方式通过核反应堆的安全外壳。
为了在热电偶和连接电缆之间提供密封连接，在形成所述连接的阳连接器和阴连接器之间设置一个一般由银制成的金属密封。
在反应器冷却剂系统发生故障使冷却水泄漏并有水蒸气进入外壳的情况下，所述连接器的密封使得连接器能够被密封，从而确保由热电偶进行的温度测量是有效的。
为了通过更换用尽的或有缺陷的燃料组件给核反应堆芯加燃料，需要关掉和冷却核反应堆，并升高容器头部，以便能够接近核反应堆芯。为了能够使容器头部被升高，需要拆下测量线路，以便和容器头部相连的测量电缆和通过核反应堆外壳的连接电缆分离。在结束为核反应堆加燃料的操作时，容器头部被放回原位，并重新进行温度测量线路的连接。当接上每个测量电线时，需要在每个连接器内部设置新的密封。
由于不良的可进入性以及和该连接操作相关的放射线环境，故在一些连接器中可能会忽略掉更换新的密封。在这种情况下，在核反应堆的冷却剂系统随后发生的任何故障期间，蒸汽将进入核反应堆的外壳，和没有密封的连接器的插头接触。在这种情况下，相关的测量线路便不再是可操作的，此时的温度测量是完全无效的。因而，在冷却剂系统故障之后，只能得到关于堆芯温度分布的不完全的信息。
迄今为止，还没有一种方法和装置能够以绝对安全和极其快速的方式检查在核反应堆的测量线路或电气线路的连接中是否存在金属密封。
因此，本发明涉及一种用于检查核反应堆的电气线路的连接中是否存在金属密封的方法，所述方法能够在结束和从核反应堆除去容器头部有关的操作时，或者在结束检查温度测量线路的操作时，以绝对安全和极其快速的方式确定是否在电气线路例如温度测量线路的每个连接器中设置有金属密封。
为实现上述目的，在该连接的周围设置一环形绕组，使所述绕组沿着该连接的轴线运动，所述绕组被供以交流电流，测量所述绕组的阻抗，并把所测量的阻抗和一参考值比较。
本发明还涉及包括测量绕组的检查装置，所述测量绕组被这样制成，使得它可以非常容易和非常快速地接合在测量线路的周围。
为了更好地理解本发明，下面通过例子结合
按照本发明的检查装置的实施例，以及如何检查在增压水核反应堆中的温度测量线路上是否存在金属密封。
图1是增压水核反应堆和所述反应器的温度测量线路的正视图和局部截面图；图2是用于实施本发明的方法的涡流检查装置的顶视图；图3是图2所示的装置沿3-3取得截面图；图4A，4B是当检测到连接器没有密封件时来自涡流探针的信号示意图；图5A和5B是当检测到连接器具有密封件时来自涡流探针的信号示意图。
图1表示核反应堆的容器，在总体上由标号1表示，其含有反应器的堆芯2，所述堆芯由垂直地且相邻设置的燃料组件8构成。
在冷却通道的出口，在堆芯2的上方，核反应堆包括用于测量在反应器的容器1中流动的冷却水的温度的装置。在所述堆芯出口的温度测量装置包括多个测量探针3，其可以由热电偶构成，所述热电偶的热结7被设置在堆芯的上方，在冷却水流动通道的出口处。
热电偶3在被称为适配器的贯通管5的内部穿过核反应堆的容器头部6。热电偶3和热电偶的柱相连，热电偶柱在适配器5的内部以密封的方式通过容器的头部6。
每个热电偶3经过测量电缆9、连接器10和连接电缆12和装置11相连，所述装置11位于由壁13限定的外壳的外面，用于处理来自位于核反应堆处的温度测量探针的信号。例如，处理单元11可以被设置在核反应堆的控制室内。包括测量探针或热电偶的每个测量线路15的连接电缆12以完全密封的方式经过贯穿装置14贯穿外壳的壁13。
金属密封件16被设置在连接器10的两个元件之间，例如由银的涂层覆盖，这使得能够以完全密封的方式隔离构成所述连接器的阳连接器的插头和阴连接器。
在除去容器1的头部6之前，例如为了给反应器的堆芯2加燃料，通过断开这些测量线路的连接器使测量线路断开。
在进行加燃料的操作之后，把容器6的头部放回原处，并通过连接连接器10的阳连接器和阴连接器部分使测量线路15接通。每个连接器10必须设置一个新的密封16。
在重新连接所有的测量线路之后和重新起动核反应堆之前，需要确认每个连接器10是否都已经正确地设置密封件16。
为此，提出了本发明的方法，其包括在连接器10周围接合一个环形的电绕组，从而构成涡流探针。向所述涡流探针提供交流电流，一般是高频电流，并测量绕组的阻抗，同时沿连接器的轴线移动探针。绕组的阻抗受金属元件例如连接器内部的金属密封件16的存在与否的影响。通过比较测量的阻抗信号和来自含有金属密封件的连接器的参考信号，便能够根据记录的阻抗非常快速和容易地确定连接器上是否具有密封件。
实现按照本发明的方法的困难之一涉及把涡流绕组放置在围绕测量线路电流连接器的位置上，所述测量线路已经被连接好，因而不能通过其一端或另一端接近。
图2和图3表示按照本发明的检查装置，其中包括涡流探针，其可以在测量线路被接好之后容易地被设置在连接器的周围的位置。
图2所示的涡流装置主要包括由标号17表示的实际的检测器，以及通过电源和经过柔性护套内部的测量电缆19和检测器17相连的涡流装置18。
涡流装置18是一种市场上可得到的装置(例如RD TECH TC6700，或HOCRING PHASEC2200)，其能够产生和存储测量信号。所述装置包括用于观察或显示沿着连接器的轴线运动的涡流检测器17的响应。
检测器17包括构成涡流检测器的总体上呈圆环(或环形)的电绕组20。电绕组20被基本上沿径向21的方向的槽分断，所述的槽位于绕组的两个周向端部之间，并伸入绕组的内部空间中。绕组20通过法兰被固定在下部探针本体22和上部本体23之间，所述下部本体和上部本体本身呈由和绕组20的槽21相同宽度的径向狭长切口21分断的环形。槽21的宽度和探针的本体22，23的相应的槽的宽度是几个毫米，例如4或5mm。绕组20，由金属制成的下部探针本体22和上部探针本体23被固定到空心手柄24的端部，空心手柄24在其上端由支撑板25闭合，支撑板25的端部被固定在探针的上部本体23上。
涡流检测器的电绕组20由通过手柄24的纵向开口的同轴电缆26供电。
发光二极管27被固定在手柄24上，并被固定在检测器17的支撑板25上，和导线28相连。
绕组20和探针本体22，23的径向开口的槽在检测器17的装配位置重叠。因此，由绕组20和探针本体22，23形成的部件具有径向开口，使得能够在绕组20以及探针本体22，23的内部空间内和具有小于槽21的宽度的直径的元件例如测量线路的电缆接合。
为了检查在测量线路15的连接器10中是否存在密封件，如图1所示，打断的环形检测器17的端部通过绕组20和探针本体22，23的槽被接合在连接电缆12的周围或者测量线路15的测量电缆9的周围。
探针的电绕组20被供给高频交流电流，例如具有7kHz的激励频率的电流。
然后，检测器17手动地沿着测量线路15沿连接器10的方向移动。检测器17的打断的环形端部被接合在连接器10的周向的周围。使包围着连接器10的检测器17沿测量线路的纵向运动，使得沿连接器的轴向扫描其整个长度。
在包围测量线路15的位置和检测器接合之前，涡流装置18是平衡的，此时检测器处于空气中，在绕组20的内部空间内没有任何元件。通过沿着包括金属密封件16的参考连接器的长度移动检测器使探针被校准。用这种方式，通过涡流装置18获得包括密封件的连接器的标准的特征信号。
相应的信号被示于图5A和图5B。
当把涡流检查装置的检测器17移动到包围被设置在测量线路15上的连接器10的位置时，如上所述，通过涡流装置18记录代表处于包围着连接器10的位置的检测器的绕组20的阻抗的信号。
图4A和图5A的曲线表示涡流探针在XY平面内的阻抗信号，图4A是连接器10不含密封件而图5A是连接器含有密封件的情况。
图5A表示的信号和表示与含有密封件的参考连接器接合的绕组的参考信号相同。
图4A所示的信号和图5A的参考信号的明显不同之处在于，其没有在X轴下方的负的部分。
图4B和图5B分别表示对于不含密封件和含有密封件的连接器的阻抗信号的有功分量X和无功分量Y。
在连接器中存在密封件的情况下，由于密封件的存在使得信号的无功分量具有负的部分，当信号的有功和无功分量没有负的部分时，可以推断连接器没有密封件。
因此，按照本发明的方法可以非常快速和非常简单地检查在连接器中是否存在密封件。借助于形成带槽的环状绕组可以非常快速和简单地把检测器的绕组放置在包围连接器的位置上。虽然上面说明的实施例是优选实施例，也可以生产其它形式的检测器，只要能够被设置在测量线路的连接器的周围即可。
例如，可以使用这样的检测器，其绕组包括两个互补的部分，例如呈半环形，它们可以通过铰链进行连接，使得通过分开由铰链连接的两个半环，使绕组处于打开的位置，通过使两个半环闭合，使绕组处于闭合的位置。检测器的绕组在打开位置被接合在测量线路的连接器的周围，然后使其闭合，从而包围住所述连接器。然后，如上所述，借助于向绕组提供高频交流电流测量绕组的阻抗。
还可以使用这样的检测器，这种检测器的绕组在连接测量线路之前被围绕连接器设置，然后可以例如通过切割破坏性地把检测器拆下。
使用具有可以打开和闭合的绕组的检测器或具有可消耗绕组的检测器或者其它类型的不能通过一端或另一端被设置在连接器周围的检测器也可以用于实现本发明。
检测器的绕组可以由一个线圈或几个线圈构成，例如由被相互装配成环形的一部分的两个线圈。
最后，本发明不仅可以应用于检查核反应堆的温度测量线路，而且也可以应用于任何电气线路，尤其可以应用于不能通过其两端进入的核反应堆的测量线路。
权利要求
1.一种用于检查在核反应堆的电气线路(15)的连接(10)中是否存在金属密封(16)的方法，其特征在于，在所述连接(10)的周围设置一环形绕组(20)，所述绕组(20)被供以交流电流，使所述绕组沿着该连接的轴线运动，测量所述绕组(20)的阻抗，并把所测量的阻抗和一参考值比较。
2.如权利要求
1所述的方法，其特征在于使用一环形绕组，所述环形绕组包括由径向狭长切口(21)构成的间断，所述间断开口伸入到环形绕组的内部空间；通过使电气线路(15)的一部分(9，12)在狭长切口(21)的内部通过，所述绕组(20)被啮接合到该电气线路(15)的一部分(9，12)的周围；所述绕组(20)沿着电气线路(15)在该连接(10)的方向上移动，直到所述绕组(20)位于包围该连接(10)的位置；所述绕组(20)沿着该连接(10)的纵轴方向移动，并且在沿该连接(10)的纵轴方向移动期间，记录来自被供以交流电流的所述绕组(20)的至少一个阻抗信号。
3.如权利要求
1或2所述的方法，其特征在于，记录所述阻抗信号的有功分量(X)和无功分量(Y)，并且所述阻抗信号的有功部分(X)和无功部分(Y)和参考信号进行比较，所述参考信号是通过测量被设置在包围含有金属密封的标准连接的位置上的绕组获得的。
4.如权利要求
1至3中任一权利要求
所述的方法，其特征在于，所述电气线路(15)是用于测量增压水核反应堆堆芯(2)的外部的温度的线路。
5.一种用于检查在核反应堆的电气线路(15)的连接(10)中是否存在金属密封(16)的装置，其特征在于，所述装置包括一涡流检测器(17)，其包括具有由径向狭长切口(21)构成的间断的环形绕组(20)。
6.如权利要求
5所述的检查装置，其特征在于，所述涡流检测器的绕组(20)被固定在其形状为由一径向狭长切口断开的不连续环的两个本体(22，23)之间，所述绕组(20)的径向狭长切口和所述本体(22，23)的径向狭长切口被设置在重叠的位置。
7.如权利要求
6所述的检查装置，其特征在于，所述绕组(20)和其间设置该绕组(20)的本体(22，23)被固定在一中空形的手柄(24)的一端，用于向绕组(20)供电并用于从绕组(20)采集信号的电缆(26)通过所述手柄。
8.如权利要求
7所述的检查装置，其特征在于，所述通过涡流检测器(17)的手柄(24)内部的用于供电和采集信号的电缆(26)以其第一端和绕组(20)相连，以其第二端和涡流装置(18)相连，使其可以处理和存储来自涡流检测器(17)的绕组(20)的信号。
专利摘要
本发明涉及一种方法,其包括以下步骤:在电气传输线连接的周围设置一线圈(20),所述线圈(20)被供以交流电流;使所述线圈运动;测量所述线圈(20)的阻抗,并把所测量的阻抗和一参考阻抗比较。所述线圈(20)最好被一狭长切口(21)中断,从而围绕与该连接的连接器相连的电缆和所述线圈(20)啮合。
文档编号G21C17/00GKCN1343362SQ00805059
公开日2002年4月3日 申请日期2000年2月14日
发明者埃里克·萨文, 瑟里·库恩特 申请人:大西洋先进技术公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan