便携式监测系统的制作方法

本发明是在政府的支持下做出的，能源部门给予的合同号为No.DE-NE0000633。政府拥有本发明的某些权利。

相关申请的声明

本申请要求2015年5月14日提交的美国专利No.14/712,507和2014年5月19日提交的美国临时专利申请No.62/000,452的优先权，它们的内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明整体涉及用于监测核动力反应器的系统、装置、结构和方法。

背景技术：

在核反应器中，核材料的芯部可能被局限到反应器内部较小的体积，从而可以发生反应。在反应器芯部需要再加燃料之前，受控的核反应可以持续较长时间，可能包括若干年。因此，当用作将水转换为蒸汽的热源时，正确地设计的核反应器可以提供无碳的、稳定的、且极为可靠的能量源。

在核反应器操作期间，一个或多个传感器可以用来测量与中子源相关联的中子通量和/或与通过反应器芯部中的裂变活动产生的中子相关联的中子通量。相似地，可以有利地用来监测反应器模块内的温度、压力、冷却剂水平、功率水平和/或冷却剂流量，以确保反应器的内部操作的所有方面都被保持在容许界限内。例如，在冷却剂的流量太低的情况下，反应器内的部件可能承受过度加热，这可能导致一个或多个反应器部件故障。在冷却剂的流量太高的情况下，反应器芯部可能经受过度的冷却水平，这可能导致反应器输出功率水平的不期望的波动。

位于反应器芯部附近和/或以其它方式位于反应器模块中的冷却剂的温度和可能的腐蚀特性可能导致传感器、计量器和/或其它类型的测量装置在一段时间内失效。另外，关闭反应器以更换和/或修复故障的测量装置可能导致显著的操作成本，并最终导致较低的效率和不太可靠的能量源。

反应器模块可能需要周期性地进行再加燃料、维护和/或检查。某些类型的反应器模块可以从反应器湾区移除并更换为新的反应器模块。除了可以用来监测反应器模块的各种特性的传感器之外，能够附接、连接或以其它方式与反应器模块连通的附加部件、配件、附接件、管道、线材、支撑件等，可能妨碍触及和/或维护反应器模块的能力。相似地，例如分别在安装反应器模块和移除反应器模块期间，可能要花费大量的时间将各种部件与反应器模块连接和分离。此外，为了容纳各种部件而进行的进入反应器容器和/或包含容器的任何穿透都可能在反应器模块中提供可能的泄露点和/或结构弱化区域。

本申请应对这些和其它问题。

技术实现要素：

本发明涉及一种用于监测容纳在反应器湾区中的反应器模块的系统，其可以包括安装结构以及与安装结构连接的一个或多个可延伸附接机构。另外，一个或多个监测装置能够可操作地联接到所述一个或多个可延伸附接机构，所述一个或多个可延伸附接机构可以被构造成用以将所述一个或多个监测装置相对于反应器湾区的壁选择性地定位在不同距离处，以便将所述一个或多个监测装置置于反应器模块附近。

在监测操作期间，一个或多个监测装置可以定位在反应器湾区中。在一些例子中，所述一个或多个监测装置可以完全浸没在反应器湾区所包含的水池中。所述一个或多个监测装置可以从反应器湾区的壁附近的缩回位置延伸到反应器模块附近的延伸位置。所述一个或多个监测装置可以被构造成用以在延伸位置中监测反应器模块。另外，在完成监测操作之后，所述一个或多个监测装置可以缩回到缩回位置。

一种包括便携式监测装置的系统可以被构造成用以监测一个或多个中子源。在其它例子中，包括便携式监测装置的系统可以被构造成用以监测反应器模块内所包含的初级冷却剂的流量。一个或多个信号路径装置可以被构造成用以增强、提高、多层化和/或以其它方式增加在一个或多个监测装置处能够检测到的信号。

附图说明

图1示出了示例性反应器模块的横截面侧视图，其包括容纳在包含容器中的反应器容器。

图2示出了用于监测核反应器模块的示例性系统的横截面俯视图，其示出为处于缩回位置。

图3示出了用于监测核反应器模块的示例性系统，其示出为处于延伸位置。

图4示出了用于监测核反应器模块的示例性系统的侧视图，其示出为处于升高位置。

图5示出了图4的示例性系统，其示出为处于降低位置。

图6示出了用于监测核反应器模块的系统的示例性安装结构。

图7示出了用于监测核反应器模块的示例性系统的侧视图，其包括安装在便携式设备上的多个监测装置。

图8示出了用于监测核反应器模块的另一个示例性系统的侧视图，其包括安装在便携式设备上的多个监测装置。

图9示出了用于监测核反应器模块的示例性系统，其包括一个或多个信号路径装置。

图10示出了用于监测核反应器模块的另一个示例性系统。

图11示出了监测核反应器模块的示例性过程。

具体实施方式

本文公开的和/或提及的各种例子可以与以下文献中出现的一个或多个特征一致地或结合地操作：名称为Internal Dry Containment Vessel for a Nuclear Reactor的美国专利No.8,687,759，名称为Evacuated Containment Vessel for a Nuclear Reactor的美国专利No.8,588,360，名称为Neutron Path Enhancement的美国专利申请No.14/242,677，和/或名称为Flow Rate Measurement in a Volume的美国临时专利申请No.62/021,627，这些文献的内容以引用方式并入本文中。

图1示出了示例性反应器模块100的横截面侧视图，其包括容纳在包含容器10中的反应器容器20。反应器芯部30定位在圆筒形或胶囊形反应器容器20的底部部分处。反应器芯部30可以包括一定量的可裂变物质，这些可裂变物质产生可能在也许若干年的时间段内发生的受控反应。在一些例子中，一个或多个控制杆可以用来控制反应器芯部30内的裂变的速率。控制杆可以包括银、铟、镉、硼、钴、铪、镝、钆、钐、铒、铕、其它类型的材料以及它们的任何组合，包括合金和复合物。

反应器芯部30可以部分或完全地浸没在冷却剂或流体(例如水)中，该冷却剂或流体可以包括硼或其它添加剂。冷却剂在与反应器芯部30的表面接触之后升温并且从该反应器芯部去除热。冷却剂行进通过一个或多个热交换器40，从而允许冷却剂将从反应器芯部30去除的热传递到热交换器40。在一些例子中，随着冷却剂在反应器容器中循环时在不同高度处被交替地加热和冷却，冷却剂由于自然循环而在反应器容器中以一定流量行进。在反应器模块100的不同操作模式期间，例如在反应器初始化、全功率和停机期间，冷却剂的流量可以改变。

在一些例子中，反应器容器20中的冷却剂保持处于大于大气压力的压力下，从而允许冷却剂保持高温而不蒸发(即沸腾)。当一个或多个热交换器40内的冷却剂的温度增大时，冷却剂可能开始沸腾。当开始沸腾时，蒸发的冷却剂可以从热交换器40的顶部部分行进，以驱动一个或多个涡轮。所述涡轮可以被构造成用以将蒸汽的热势能转换为电能。

包含容器10的形状可以为大致圆柱形。在一些例子中，包含容器10可以是圆筒形的或胶囊形的，和/或具有一个或多个椭球体形的、穹顶形的或球形的端部。包含容器10可以焊接或以其它方式密封到环境，使得液体和/或气体不能够从包含容器10逸出或者进入到包含容器中。在多个例子中，反应器容器20和/或包含容器10可以是底部支撑的、顶部支撑的、绕其中心支撑的、或它们的任何组合。

在反应器模块100的一些例子和/或操作模式中，包含容器10可以部分地或完全地浸没在水池或其它流体池中。反应器容器20和包含容器10之间的体积可以部分地或完全地被抽空，以减少从反应器容器20到外部环境的热传递。然而，在反应器模块100的其它例子和/或操作模式中，反应器容器20和包含容器10之间的体积可以至少部分地填充有气体和/或流体，该气体和/或流体增加反应器容器和包含容器之间的热传递。

包含容器10可以基本上围绕包含区域内的反应器容器20。包含区域可以包括干燥、排空和/或气态环境(在某些例子中)和/或包括多种操作模式。包含区域可以包括一定量的空气、惰性气体(例如氩)、其它类型的气体、或它们的任何组合。在反应器模块100操作之前，可以排出和/或去除包含容器20中的任何气体。

反应器容器20的内表面可以暴露于包括冷却剂和/或蒸气的潮湿环境，反应器容器20的外表面可以暴露于基本上干燥的环境。反应器容器20可以包括和/或由不锈钢、碳钢、其它类型的材料或复合物、或它们的任何组合制成。另外，反应器容器20可以包括包层和/或隔绝层。

大致在大约50托(50mmHG)的绝对压力下进行空气中的对流热传递的去除，然而在大约300托(300mmHG)的绝对压力下可以观察到对流热传递的减少。在某些例子中，包含区域的压力可以设置为300托(300mmHG)或者保持为低于300托(300mmHG)。在其它例子中，包含区域的压力可以设置为50托(50mmHG)或者保持为低于50托(50mmHG)。

包含区域的压力水平可以设置为和/或保持为基本上抑制反应器容器20和包含容器10之间的所有对流和/或热传导。通过操作真空泵、蒸汽-空气喷射器、其它类型的排出装置、或它们的任何组合，可以提供和/或保持完全真空或部分真空。通过将包含区域保持为处于真空或部分真空，可以消除包含区域中的水分，由此保护电气和机械部件不被腐蚀或出现故障。

在反应器芯部30处或附近生成的中子可以包括快中子、慢中子、热中子或它们的任何组合。中子源可以用来例如当反应器包括新的燃料棒时提供用于核链式反应启动的稳定且可靠的中子源，该新的燃料棒的来自自发裂变的中子通量可能不足以用于反应器的启动。另外，中子源可以被构造成用以在启动期间或者当停机(例如进行维护和/或检查)之后重新启动反应器时向核燃料提供恒定数量的中子。

在一些例子中，根据从中子源发射的中子和/或由于响应于中子源发射中子而可能出现的反应器芯部30中的次临界倍增过程所产生的额外中子的数量，可以至少部分地推断出反应器的功率水平。

在包含容器10至少部分地浸没在水池中的例子中，可以在水下触及包含容器10的围绕反应器芯部30的部分。为此，整个反应器容器20可以位于水池的顶表面下方。线材、电缆和/或其它装置可以穿过包含容器10的顶部头部，使得通过包含容器的任何穿透都位于水池的顶表面上方。

图2示出了用于监测反应器模块的示例性系统200的横截面俯视图，其示出为处于非活动或缩回位置。在一些例子中，图2可以被理解为示出了图1的反应器模块100沿着反应器芯部30处或附近的横截面2A-2A截取的俯视图。在其它例子中，该俯视图可以包括在不同高度处截取的横截面图，例如在蒸汽发生器40(图1)处或附近、在蒸汽发生器40上方或者在蒸汽发生器40和反应器芯部30之间。

包含容器10可以至少部分地被置于水池55中，例如定位在地平面以下。水池55可以存储在包括多个壁的反应器湾区50中。在一些例子中，反应器湾区50可以包括四个壁。在其它例子中，反应器湾区50可以为包括多个互连的反应器湾区的设施的一部分，其中每个湾区可以具有少于四个的壁，以便在相邻的湾区之间提供通道和/或用于在安装、再加燃料或维护期间移动反应器模块。包含容器10可以被构造成用以抑制与反应器容器20相关的冷却剂释放而逸出到包含容器10外侧进入水池55和/或进入周围环境中。

中子源35可以定位成使得其产生的中子通量能够被反应器的监测仪器检测到。例如，中子源35可以插入在反应器芯部30内侧规则地间隔开的位置中，例如取代燃料网格32的一个或多个燃料棒。当反应器模块100停机时，中子源35可以被构造成用以引起能够被反应器的监测仪器检测到的信号。在一些例子中，次临界反应器中的中子通量的平衡水平可以取决于中子源35的强度。中子源35可以被构造成用以例如在反应器启动期间提供最低水平的中子发射，以便确保能够监测到反应器水平。

系统200可以包括一个或多个便携式设备210。设备210可以安装在反应器湾区50的壁上。在一些例子中，便携式设备210可以安装在传送系统220上，该传送系统位于反应器湾区50的壁上。传送系统220可以被构造成用以允许便携式设备210在反应器湾区50中例如竖直地和/或水平地行进。系统200可以包括一个或多个附加的便携式设备和/或传送系统，例如第二便携式设备215，其位于反应器湾区50的与便携式设备210相对的壁上。

在一些例子中，一个或多个竖直轨道和/或水平轨道可以用来允许便携式设备210围绕反应器湾区50的一个或多个壁运动以及绕包含容器10的周边运动。因此，便携式设备210可以运动到反应器湾区50内的多个位置，以提供包含容器10的某些或全部外表面的检查和/或触及。

另外，便携式设备210可以连接到柔性缆线和/或线材，该柔性缆线和/或线材在便携式设备210通过传送系统220而运动时移动、卷绕、缩回和/或延伸。传送系统220可以包括轨道、提升装置、绞盘、带轮、缆线、马达、一个或多个导轨、轮或辊、其它传送构件、或它们的任何组合。

便携式设备210可以包括位于安装臂225上的一个或多个监测装置，例如监测装置250。监测装置250可以包括传感器、计量器、发送器、接收器、检测器、解调器、相机、成像装置、超声装置、其它类型的测量装置和/或监测装置、或它们的任何组合。监测装置250可以被构造成用以测量、监测、记录、分析、观察、检查、计算、估计或以其它方式确定与反应器模块100相关联的一个或多个功能、特性或其它类型的信息。

在一些例子中，监测装置250可以被构造成用以监测与中子源35相关联的中子通量和/或与在反应器芯部30处或附近生成的中子相关联的中子通量。在其它例子中，监测装置250可以被构造成用以测量反应器容器20内的冷却剂的流量。监测装置250可以被构造成用以进行监测、测量或确定的其它类型的信息包括：温度、压力、湿度、化学浓度水平、冷却剂水平、反应度、功率、加热、振动、噪声、毒性、材料硬度、图像或它们的任何组合。在一些例子中，一个或多个相机或成像装置可以用来扫描全部或一部分包含容器10。

两个设备(例如便携式设备210和第二便携式设备215)示出为位于反应器湾区50的相对壁上。每个便携式设备额外地示出为具有两个安装臂和位于安装臂的端部上的两个对应的监测装置。安装臂225示出为处于缩回位置。在缩回位置中，监测装置250可以位于反应器湾区50的壁附近，远离包含容器10一定距离。通过远离包含容器10选择性地定位或移动监测装置250(具体地址)和便携式设备210(更一般地)，可以方便触及反应器模块100，包括可能涉及将反应器模块100重新定位到反应器湾区50中和/或将反应器模块从反应器湾区移出的任何操作。

系统200可以包括干燥分离设备230。干燥分离设备230可以连接到一个或多个便携式设备，例如便携式设备210、第二便携式设备215，和/或可以连接到与便携式设备相关联的一个或多个监测装置，例如监测装置250。在一些例子中，干燥分离设备230可以位于水池55上方，并且被构造成用以提供与便携式设备和/或监测装置的电气连接。另外，干燥分离设备230可以被构造成用以将便携式设备和/或监测装置通信地连接到处理装置或控制面板。在一些例子中，干燥分离设备230可以包括处理装置、无线通信装置、警示系统、数据库、其它监测装置、或它们的任何组合。

由监测装置测量、监测、记录、分析、观察、检查、计算、估计或以其它方式获得的信息可以传递到干燥分离设备230和/或通过干燥分离设备进行传递。例如，该信息可以通过干燥分离设备230传递到处理装置以进行进一步评估。每个便携式设备210、215可以与单独的干燥分离设备相关联。在一些例子中，干燥分离设备230可以被构造成用以与两个或更多个便携式设备和/或监测装置电气地和/或通信地联接。

图3示出了用于监测核反应器模块100的示例性系统300，其示出为处于活动、接合或延伸位置。相对于系统300描述的部件、设备和/或系统中的一者或多者可以与图2的系统200类似地构造。

系统300可以包括一个或多个便携式设备，例如第一便携式设备311和第二便携式设备312。第一便携式设备311可以安装在反应器湾区50的第一壁上，第二便携式设备312可以安装在反应器湾区50的第二壁上。第一便携式设备311可以包括第一监测装置351和第二监测装置352。第一监测装置351和第二监测装置352可以分别附接到一个或多个臂，例如第一臂321和第二臂322，。

第一臂321和第二臂322能够通过铰链、枢轴、接头、门、转环、其它类型的连接件或它们的任何组合可枢转地附接到第一便携式设备311。在一些例子中，第一臂321和第二臂322可以被构造成用以使第一监测装置351和第二监测装置352从与图2所示的类似的缩回位置运动到图3所示的延伸位置。在延伸位置中，第一监测装置351和第二监测装置352之一或二者可以与包含容器10的外表面相邻或接触。包括第三监测装置353和第四监测装置354的第二便携式装置312可以与第一便携式装置311类似地构造。

反应器湾区50可以被构造为大致方形的或矩形的区域，具有宽度376。另外，反应器模块100可以包括宽度372，该宽度可以大致等于包含容器10的直径。反应器湾区50可以在反应器湾区50的一个或多个壁与反应器模块100之间提供间隙距离374。在第一便携式装置311和/或第二便携式装置312的缩回位置(例如如图2所示)中，一个或多个监测装置351、352、353、354和容器10之间的距离可以大致等于间隙距离374。在一些例子中，间隙距离374可以等于若干英尺或若干米。

尽管在图3中示出了四个监测装置，但是在本文中可以想到更多的或更少的监测装置。在一些例子中，可以根据正在被测量或监测的部件和/或特征的对应数量，来选择监测装置的数量。例如，第一监测装置351可以被构造成用以监测与第一中子源301相关联的中子通量，第二监测装置352可以被构造成用以监测与第二中子源302相关联的中子通量，第三监测装置353可以被构造成用以监测与第三中子源303相关联的中子通量，第四监测装置354可以被构造成用以监测与第四中子源304相关联的中子通量。在一些例子中，多个监测装置可以围绕包含容器10的周边等距地间隔开。

当中子源老化时，生成中子的能力可能随时间而减弱，使得反应器启动期间的中子通量可能大于反应器重新启动时出现的中子通量。一个或多个监测装置与包含容器10的接近度或距离可以进行调节，以适应中子源的强度的任何改变或变化。例如，一个或多个监测装置可以在相应的中子源的使用寿命期间逐渐地移动靠近包含容器10，以便调节减小的中子通量。

一个或多个监测装置可以包括近场或无线通信装置。在一些例子中，例如在便携式设备311在延伸位置中取向的情况下，监测装置351和/或352可以定位成足够近，以接收信息和/或与位于包含容器10内的另一个无线装置交换信息。将监测装置351、352定位成靠近包含容器10内的对应的无线通信装置可以降低串扰的可能性，并且还可以减小连续通信所需的信号强度。另外，通过使用近场和/或无线通信装置，可以减少或消除进入包含容器10的穿透的数量。

通过将较低功率的中子源选择和/或在尺寸上确定为待监测的中子源，可以进一步减少和/或消除监测装置之间的中子串扰。这可以使得一个或多个监测装置处的中子通量的测量结果更加精确。在涉及具有多个反应器模块的模块化反应器设计的一些例子中，中子源的强度和/或监测装置的相对位置可以类似地减少相邻的反应器模块之间的串扰。

在其它例子中，一个或多个监测装置351、352可以被构造成用以经由声响信号检测位于包含容器10内的装置和/或与该装置通信。内部装置可以被构造成用以响应于检测到和/或以其它方式经历特定的操作条件而发出声音或警示。该操作条件可以包括冷却剂水平、冷却剂温度、冷却剂流量、燃料温度、安全压力、化学组成、气体的存在、其它类型的操作条件、或它们的任何组合。

在一些例子中，内部通信装置可以与燃料棒成一体和/或以其它方式联接，以评估燃料的整体性。内部装置可以被构造成用以发出能够由一个或多个外部监测装置351、352检测到的声音。该声音可以表明特定的燃料操作条件，例如燃料温度。内部装置可以包括压电装置，其被构造成用以在燃料温度超过预定阈值时发出声音。相对声音水平和/或程度可以表明燃料温度的不同范围。

便携式设备311和/或监测装置351、352可以位于或定位在反应器芯部30的大致高度处。监测装置351、352可以被构造成用以检测在反应器芯部30处或附近生成的中子。在一些例子中，监测装置351、352可以通过位于包含容器10和反应器容器20之间的包含区域而与中子源和/或反应器芯部30分开。从中子源和/或反应器芯部30生成的和/或发射的中子可以在被监测装置351、352检测到之前穿过该包含区域。将监测装置351、352与包含容器10相邻地定位可以缓和或消除围绕包含容器10的水池55的中子调节效应。

在其它例子中，监测装置351、352可以被构造成用以物理地联接、附接或插入到与包含容器10相关联的一个或多个接收装置中。接收装置可以包括凹陷部或其它类型的连接结构，该凹陷部或其它类型的连接结构可以被构造成用以提供与监测装置的电气连接。经由一个或多个接收装置可以将信号或其它类型的信息传递到监测装置351、352或者从监测装置传递信号或其它类型的信息。例如，监测装置351、352可以被构造成用以接收表明反应器压力容器内的一个或多个控制杆的位置的信息。

接收装置可以被构造成用以检测监测装置的至少一部分的存在和/或插入，以形成连接。接收装置可以包括配件，该配件能够操作以将监测装置固定在连接位置中。在一些例子中，接收装置可以被构造成用以响应于检测到监测装置的存在而进行锁定和/或释放。另外，接收装置可以被构造成用以响应于接收到便携式设备311准备移动和/或缩回第一臂321和/或第二臂322的信号而释放监测装置。

弹簧力可以施加到第一和第二臂321、322，以使监测装置351、352朝向包含容器10运动。另外，在延伸位置中，弹簧力可以施加连续的力，以维持监测装置351、352和包含容器10之间的接触。

图4示出了用于监测核反应器模块的示例性系统400的侧视图，其示出为处于升高位置。系统400可以包括安装在一个或多个可延伸臂425的端部上的一个或多个监测装置450。可延伸臂425能够可枢转地附接到铰接装置410。系统400可以安装到反应器湾区50的壁或者位于反应器湾区的壁附近。在一些例子中，在升高位置中，系统400可以定位在反应器湾区50上方的高度处，例如在壁的顶部处。除了运动到延伸和缩回位置之外，在一些例子中，铰接装置410可以包括允许一个或多个监测装置450和/或可延伸臂425进行旋转运动的球形接头或旋转接头。

提升装置460可以被构造成用以分别将系统400从反应器湾区50提升出去以及将该系统下降到反应器湾区中。提升装置460可以包括轨道、提升装置、绞盘、带轮、缆线、马达、一个或多个导轨、轮或辊、其它传送构件、或它们的任何组合。另外，提升装置460可以被构造成用以将监测装置450与干燥分离装置230电气地和/或通信地联接。提升装置460可以被构造成使其在系统400已经从反应器湾区50提升出去之后能够容易地移除。

系统400可以包括卷轴470，该卷轴能够与一定长度的可缩回缆线475一起操作。缆线475可以包括一个或多个介质或者与一个或多个介质同地协作，所述一个或多个介质可以被构造成用以向监测装置450供电和/或从监测装置接收通信信号。在一些例子中，系统400可以包括自供电的传送设备，该传送设备可以与以下部件一起操作：轨道、提升装置、绞盘、带轮、缆线、马达、一个或多个导轨、轮或辊、其它传送构件、或它们的任何组合。轨道系统480示出为附接到反应器湾区50的壁。在一些例子中，轨道系统480可以包括一个或多个竖直和/或水平的轨道区段，这些轨道区段使得监测装置450能够在反应器湾区50的一个或多个壁周围被引导。铰接装置410可以被构造成用以沿着轨道系统480运行。另外，马达可以被构造成用以控制铰接装置沿着反应器湾区50的一个或多个壁在水平和/或竖直方向上的运动。

在一些例子中，缆线475可以包括连续缆线，该连续缆线将监测装置450连接到提升装置460和/或干燥分离设备230。使用连续长度的缆线可以减少与多个连接结构相关联的电气和/或信号干扰量，并且还可以减少或消除浸没在水中(例如可能存储在反应器湾区50中)的连接结构的数量。缆线475可以在非分离的、不透水的密封外壳内永久性地附接到监测装置450。该外壳可以包括在制造期间形成在连接结构处的模制塑料或橡胶化密封剂，以去除任何可能的泄漏点。在一些例子中，缆线475可以在可延伸臂425内的内部密封位置处附接到监测装置450。另外，通过能够将系统400容易地重新定位到反应器湾区50之外，监测装置450可以被校准和/或可以在干燥环境中在其上进行维护。

图5示出了图4的示例性系统400，其示出为在反应器湾区50中处于降低位置。在一些例子中，在降低位置中，系统400可以基本上浸没在水池55中，同时提升装置460和/或干燥分离装置230(图4)保持在水池55上方。因此，系统400可以下降到反应器湾区50中水位线75以下，使得系统400浸没在水下。相反地，系统400可以从反应器湾区提升出去到水位线75上方，使得系统400可以选择性地暴露于空气65和/或以其它方式定位在干燥位置中。

与提升装置460结合，缆线卷轴470可以被构造成用以当系统400下降到反应器湾区50中或者从反应器湾区提升出去时缩回和/或延伸一定长度的缆线475。可延伸臂425可以在监测装置450已经浸没在水池55中之后延伸。类似地，在可延伸臂425已经例如朝向位于反应器湾区50中的反应器模块延伸之后，可以启用监测装置450。另外，在将系统400从水池55提升出去之前，可以缩回可延伸臂425。在一些例子中，在系统400被提升或下降的任何时候，可延伸臂425可以定位在缩回位置中。此外，铰接装置410和/或提升装置460可以被构造成用以当监测装置450和/或可延伸臂425处于延伸或活动位置时限制和/或阻止系统400的任何竖直运动。

图6示出了用于监测系统的示例性安装结构600。安装结构600可以包括引导销650和锁定机构675。引导销650可以安装在反应器湾区50的壁上。另外，引导销650可以被构造成用以插入在提升装置中，例如提升装置460(图4)。锁定机构675可以被构造成用以将提升装置固定到引导销650上，使得在提升装置操作期间，提升装置不会无意中从引导销650卸下来。

干燥分离设备230示出为处于分离状态，以供参考。也就是，干燥分离设备230的该部分示出为没有连接和/或匹配到可能与提升装置相关联的连接装置。在一些例子中，通过将提升装置与干燥分离设备230分离、释放锁定机构675、和/或将提升装置与便携式监测系统分离，可以将提升装置从安装结构600移除。

图7示出了用于监测核反应器模块的示例性系统700的侧视图，其包括安装在便携式设备710上的多个监测装置。所述多个监测装置可以包括安装在第一臂721上的第一监测装置751和安装在第二臂722上的第二监测装置752。便携式设备710可以附接到被构造成用以将便携式设备710下降到反应器湾区50中或将便携式设备从反应器湾区提升出去的缆线730和/或其它装置。

便携式设备710可以包括铰链、枢轴、接头、门、转环、其它类型的连接件或它们的任何组合。第一臂721和/或第二臂722可以延伸、缩回、旋转、枢转、铰接、重新定位、下降、提升和/或以其它方式运动，以分别定位第一监测装置721和第二监测装置722。第一臂721可以与第二臂722独立地运动。另外，第一监测装置721可以从反应器湾区50的壁延伸得比第二监测装置722更远。

在一些例子中，两组或更多组臂可以连接到便携式设备710。例如，第一组臂和第二组臂可以定位在便携式设备710的两侧上，类似于第一臂321和第二臂322在图3中示出为分别处于第一便携式设备311的相对侧上。

所述多个监测装置中的一个或多个可以安装在伸缩臂上。例如，第二臂722可以包括多个区段723，这些区段可以被构造成用以伸缩或缩回到彼此中，以延伸和/或缩回第二监测装置752。接头可以定位在臂的所述多个区段中间，以允许臂进行剪刀状运动。另外，一个或多个臂可以包括缩放机构，以用于控制监测装置的距离。

一个或多个监测装置的表面可以包括磁性装置。例如，第一监测装置751的端部可以包括磁性装置，该磁性装置被构造成用以向包含容器的金属表面提供附接力。磁性装置可以被构造成用以在包含容器或第一臂721的任何相对运动或振动的情况下保持第一监测装置750和包含容器之间的接触，否则可能暂时导致第一监测装置750从包含容器的表面临时脱开。磁性装置可以被构造成用以提供磁力或电磁力，该磁力或电磁力可以交替地接通和断开，以分别使监测装置与包含容器附接和分离。

图8示出了用于监测核反应器模块的另一个示例性系统800的侧视图，其包括安装在便携式设备810上的多个监测装置。所述多个监测装置可以包括安装在第一臂821上的第一监测装置851和安装在第二臂822上的第二监测装置852。另外，第一臂821和第二臂822可以通过连接装置840连接到主臂820。在一些例子中，连接装置840可以包括一个或多个铰链、枢轴、接头、门、转环、其它类型的连接件或它们的任何组合，以允许第一臂821和第二臂822进行运动。在一些例子中，第一臂821可以被构造成用以与第二臂822独立地运动。

另外，便携式设备810可以包括铰链、枢轴、接头、门、转环、其它类型的连接件或它们的任何组合，以提供主臂820的延伸和/或缩回。在一些例子中，类似于主臂820，两个或更多个主臂可以连接到便携式设备810。例如，两个主臂可以与图3的第一臂321和第二臂322类似地定位。

一个或多个监测装置(例如第三监测装置853)可以是自推进的和/或自引导的。在一些例子中，监测装置853可以包括可拆卸的机器人导航装置，该机器人导航装置可以用拴系件855栓系到连接装置840或便携式设备810。拴系件855可以用来在监测操作已经完成之后缩回监测装置853。

图9示出了另一个示例性监测系统900，其包括一个或多个信号路径装置，例如信号路径装置975。信号路径装置975可以被构造成用以增强、提高、多层化和/或以其它方式增加在监测装置925处能够检测到的信号。在一些例子中，监测装置925可以被构造成中子检测装置。另外，信号路径装置975可以被构造成中子路径装置，如美国专利申请No.14/242,677中更详细地描述的，该申请以引用方式并入本文中。

信号路径装置975可以包括盒、管、管道和/或其它类型的容器，填充有气体和/或部分真空。在一些例子中，信号路径装置975可以完全排空，或者可以包括基本上完全的真空。在其它例子中，信号路径装置975可以是大致固体物体，其由以下材料构成和/或包括以下材料：不锈钢、碳钢、锆、锆合金、其它类型的材料或复合物、或它们的任何组合。

两个或更多个信号路径装置可以与两个或更多个其它的监测装置相关联。例如，第二信号路径装置976可以与第二监测装置926相关联。信号路径装置975可以定位在中子源950和监测装置925之间。类似地，第二信号路径装置976可以定位在第二中子源951和第二监测装置926之间。

信号路径装置975可以定位在位于反应器容器920和包含容器910之间的环形空间955中。另外，包含容器910可以至少部分地被围绕在反应器湾区50的水池55中。信号路径装置975可以包括一种材料，与环形空间955中找到的介质相比和/或与水池55相比，该材料是较弱的中子衰减器。

信号路径装置975可以安装、附接或定位成与反应器容器920的外壁和/或包含容器910的内壁相邻。例如，信号路径装置975示出为位于反应器容器920和包含容器910之间和/或中间。在一些例子中，信号路径装置975可以焊接到包含容器910，并且可以在信号路径装置975和反应器容器920之间保持有间隙或空间。该间隙可以被构造成用以在反应器模块操作期间允许信号路径装置975、反应器容器920和/或包含容器910的热膨胀。

信号路径装置975可以基本上位于环形空间955内。在一些例子中，信号路径装置975可以整个位于环形空间955、中间反应器容器920和包含容器910内。信号路径装置975可以提供在被监测装置925检测到之前从中子源950通过反应器容器920和包含容器910之一或二者的中子衰减路径。

在一些例子中，信号路径装置975可以被构造成用以穿透反应器容器920和包含容器910之一或二者，以在中子源950和监测装置925之间提供更直接的路径。通过穿透进入和/或穿过一个或两个容器910、920，可以减小和/或消除容器壁的衰减效应，从而允许从中子源950发射的更多的中子到达监测装置925和/或被监测装置925检测到。

在第一操作模式期间，环形空间955可以大致包括第一或均匀介质。例如，在反应器模块的正常操作期间，该介质可以包括保持为部分真空的空气或其它类型的气体。在一些例子中，初始容纳在环形空间955中的第一介质可以具有与容纳在信号路径装置975中的材料和/或介质基本上类似的中子衰减特性。因此，从中子源950发射的中子传播通过信号路径装置975的方式可以与其它中子传播通过初始容纳在环形空间955中的第一介质的方式类似。

在第二操作模式期间，除了第一介质之外或者取代第一介质的是，环形空间955可以包括第二介质。例如，在紧急操作模式(例如过增压或高温情形)期间，反应器容器920可以被构造成用以将蒸汽、水蒸气和/或水释放到环形空间955中。在一些例子中，第二介质可以包括和/或可以具有与容纳在反应器容器920中的冷却剂基本上类似的中子衰减特性。与信号路径装置975相关联的中子衰减系数可以小于与第二介质相关联的中子衰减系数。中子衰减系数的相对大小和/或值可以用来确定具体介质散射和/或吸收中子的总体倾向。

环形空间955中的压力可能由于释放的蒸汽、气体、液体、水蒸气和/或冷却剂而增大，导致环形空间955处于比大气压大的条件。在一些例子中，反应器容器释放的蒸汽和/或液体的冷凝可能导致环形空间955内的流体水平升高。在第二操作模式期间，第二介质可以基本上围绕信号路径装置975，或者至少在信号路径装置975的侧面周围。

信号路径装置975可以是密封的。例如，信号路径装置975可以被密封，以保持部分和/或完全真空。在第一和第二操作条件之一或二者下，信号路径装置975可以保持密封，使得第一介质和/或第二介质不能够进入信号路径装置975。类似地，在第一和第二操作条件之一或二者期间，信号路径装置975可以被构造成用以在信号路径装置975内保持部分和/或完全真空。

通过在多种反应器操作模式下保持中子衰减路径具有基本上一致的中子衰减特性，中子源950和/或信号路径装置975可以被构造成用以向监测装置925提供基本上连续的、可靠的和/或均匀的中子通量水平，而不管操作条件和/或不管环形空间955内的围绕介质。因此，中子源950可以选择成和/或在尺寸上形成为用以提供足够数量的中子，这些中子通过信号路径装置975能够被监测装置925检测到。

通过采用使中子衰减量最小化的用于中子衰减路径的介质和/或排空状态，可以选择较小的和/或不太昂贵的中子源。例如，较低功率的中子源可以持续生成足够数量的中子，这些中子在任何反应器操作条件下都能够被监测装置925检测到。另外，通过将中子源950选择成和/或在尺寸上形成为较低功率的中子源，相邻的反应器模块以及其相应的和检测器之间的中子串扰(例如在包括多个反应器模块的模块化反应器设计中)可以被最小化和/或消除，这可以导致在每个中子检测器处具有更加精确的中子通量测量值。

致动装置940可以被构造成用以定位监测装置975、976。例如，致动装置940可以被构造成用以延伸和/或缩回一个或多个臂，例如可操作地联接到监测装置925的第一臂921以及可操作地联接到第二监测装置926的第二臂922。第一和第二臂921、922可以由电子、液压、磁性、机械或其它器件致动。在一些例子中，致动装置940可以包括可手动地旋转的轮，该轮被构造成用以经由机械连接件和/或齿轮系统来移动第一和第二臂921、922。手动地致动的系统可以消除用来定位监测装置的任何电力的需要。

图10示出了用于监测核反应器模块的另一个示例性系统1000。在一些例子中，图10可以被理解为提供了示例性系统的俯视图，该系统用于测量通过环形体积1075的流量。环形体积1075可以形成在提升器1010和反应器模块的反应器压力容器1020之间。在一些例子中，提升器1010可以与一半径相关联，该半径为与反应器压力容器1020相关联的半径的大约三分之二。

系统1000可以包括一个或多个监测装置，例如第一监测装置1050、第二监测装置1052、第三监测装置1054和第四监测装置1056。所述一个或多个监测装置可以包括转发器。在一些例子中，所述一个或多个监测装置可以每个都包括发射装置和接收装置。所述一个或多个监测装置可以与美国临时专利申请No.62/021,627中所述的发射器和接收器类似地构造。

距离L1、L2、L3和L4表示所述一个或多个监测装置之间的视线路径和/或信号路径。另外，所述一个或多个监测装置可以定位在不同的竖直高度处。在一些例子中，视线路径可以与发射器和对应的接收器相关联，该接收器位于与发射器不同的高度处，例如位于比发射器低的高度处。

所述一个或多个监测装置可以在外部定位到核反应器模块的包含容器1030的外表面，而不需要通过包含容器1030的任何物理穿透。在一些例子中，每个监测装置可以沿着在反应器压力容器1020和提升器1010之间向下行进的流体冷却剂的流动路径定位在独特的高度处。监测装置中的一个或多个可以被构造成用以传递、转播、传送和/或传播声响信号。通过将所述一个或多个监测装置定位在包含容器1030上，它们不会妨碍冷却剂在反应器容器1020内的流动。

系统1000可以包括一个或多个信号路径装置，例如第一信号路径装置1060、第二信号路径装置1062、第三信号路径装置1064和第四信号路径装置1066。所述一个或多个信号路径装置可以被构造成用以增强、提高、多层化和/或以其它方式增加在对应监测装置处能够检测到的信号。

所述一个或多个信号路径装置可以包括盒、管、管道和/或其它类型的容器，填充有气体和/或部分真空。在一些例子中，所述一个或多个信号路径装置可以完全排空，或者可以包括基本上完全的真空。在其它例子中，所述一个或多个信号路径装置可以是大致固体物体，其由以下材料构成和/或包括以下材料：不锈钢、碳钢、锆、锆合金、其它类型的材料或复合物、或它们的任何组合。

在一些例子中，两个或更多个信号路径装置可以与两个或更多个监测装置之间的视线路径相关联。例如，第一信号路径装置1060和第二信号路径装置1062可以形成第一监测装置1050和第二监测装置1052之间的视线路径的至少一部分。所述一个或多个信号路径装置可以位于反应器压力容器1020和包含容器1030之间的环形空间1055中。

沿着一个或多个视线路径L1、L2、L3和/或L4传递的声响信号可以包括频率在20.0kHz至2.5MHz之间的超声信号、频率在20Hz至20.0kHz之间的音速信号、频率小于20.0kHz的次声信号、其它频率范围的信号、或它们的任何组合。在其它例子中，监测装置中的一个或多个可以被构造成用以传递、转播、传送和/或传播振动信号、光信号、紫外线信号、微波信号、X射线信号、电信号、红外线信号、其它类型的信号、或它们的任何组合。另外，一个或多个信号可以通过居间刚性介质，例如反应器容器1020的外表面，以及通过位于反应器容器1020内部的环形体积1075中的流体的至少一部分，进行传递、转播、传送和/或传播。

通过将两个、三个、四个或其它数量的监测装置沿着反应器容器1020的外表面定位在不同高度处，可以形成较长的有效信号路径。该有效信号路径可以包括处于一对或多对发射器和接收器之间的多个信号路径。例如，该有效信号路径可以包括与距离L1、L2、L3和L4相关联的信号路径。类似地，该有效信号路径的长度可以包括距离L1、L2、L3和L4的总和。

在一些例子中，诸如第四监测装置1056的监测装置可以被构造成用以响应于诸如第一监测装置1050的监测装置已经将初始信号传递到位于环形体积1075内的流体中而接收响应信号。初始信号可以由第一监测装置1050传递到第二监测装置1052。作为响应，第二监测装置1052可以被构造成用以将中间信号传递、转播、传送和/或传播到第三监测装置1054。

接收到初始信号可以用作传递中间信号的触发。类似地，另外的中间信号可以在位于包含容器1030周围的其它监测装置之间传递、转播、传送和/或传播，直到第四监测装置1056接收到响应信号。在一些例子中，监测装置中的一个或多个可以被构造成信号复示器，其中信号沿着包含容器1030的周边反复、反射和/或反弹，以形成直到360度或更大的信号环。该有效信号路径可以开始于第一旋转角度，并且可以终止于第二旋转角度。在一些例子中，第二旋转角度大致等于第一旋转角度，使得有效信号路径可以完全围绕提升器1010。

图11示出了监测核反应器模块的示例性过程。在操作1110处，可以将提升装置安装在反应器湾区的壁上。在一些例子中，提升装置可以安装并固定到引导销上，该引导销安装在反应器湾区的壁中。

在操作1120处，可以将提升装置联接到便携式测量系统。在一些例子中，提升装置可以电气地联接到、通信地联接到和/或通过缆线联接到便携式测量系统。

在操作1130处，可以将提升装置联接到干燥分离设备。在一些例子中，提升装置可以电气地联接到和/或通信地联接到干燥分离设备。在一些例子中，干燥分离设备可以包括处理装置和/或提供处理装置或控制面板与位于便携式测量系统上的一个或多个监测装置之间的通信连接。

在操作1140处，可以将提升装置构造成用以将便携式测量系统下降到反应器湾区中。便携式测量系统可以从水池上方的初始位置下降到水池内的降低位置。当便携式测量系统浸没在水池中时，提升装置和干燥分离设备可以保持在水池上方。在一些例子中，便携式测量系统可以与位于缩回传送位置中的一个或多个监测装置一起下降。

在操作1150处，所述一个或多个监测装置可以从缩回传送位置延伸到延伸操作位置。在一些例子中，延伸操作位置可以包括将所述一个或多个监测装置定位成与包含容器相邻或接触。可以根据正在测量的对象来选择所述一个或多个监测装置的高度。除了调节便携式测量系统的高度以适应不同的测量之外，还可以调节所述一个或多个监测装置的延伸位置。

在操作1160处，所述一个或多个监测装置可以测量、监测、记录、分析、观察、检查、计算、估计或以其它方式确定与反应器模块相关联的一个或多个功能、特性或其它类型的信息。该信息可以传递到干燥分离设备和/或通过干燥分离设备进行传递。另外，该信息可以由处理装置进行处理和/或显示在控制面板上。

在操作1170处，所述一个或多个监测装置可以缩回到传送位置。在已经从反应器模块获得信息之后，所述一个或多个监测装置可以缩回。另外，所述一个或多个监测装置可以根据仅仅可能是间歇性地评估的信息而临时缩回或延伸。所述一个或多个监测装置在不使用时可以定位和/或存储在缩回位置中，然后在测量操作期间在某个预定的时间段延伸到操作位置。例如，当中子通量可能相当低时，所述一个或多个监测装置可以在反应器初始化之前和期间延伸，然后所述一个或多个监测装置可以在反应器模块的全功率期间缩回和/或存储。

在操作1180处，可以将提升装置构造成用以将便携式测量系统从反应器湾区提升出去。便携式测量系统可以从反应器湾区内的降低位置提升到反应器湾区上方的升高位置。便携式测量系统可以与位于缩回传送位置中的一个或多个监测装置一起提升。在一些例子中，当反应器模块安装、再加燃料、移动、更换和/或进行维护时，便携式测量系统可以从反应器湾区提升出去。在其它例子中，在测量操作已经完成之后，可以将便携式测量系统从反应器湾区提升出去。

尽管本文提供的例子主要描述了加压水反应器和/或轻水反应器，但是对于本领域技术人员而言明显的是，这些例子可以应用于其它类型的动力系统。例如，这些例子或其变型形式还可以操作用于沸腾水反应器、钠液态金属反应器、气体冷却反应器、卵石床反应器、和/或其它类型的反应器设计。

应该指出的是，这些例子并不用来限制反应器冷却机构的任何特定类型，也不用来限制在核反应中或与核反应相关地产生热的燃料的任何特定类型。本文所述的任何比率和值仅仅是示例性的。其它比率和值可以通过试验来确定，例如通过构造核反应器系统的全尺寸或比例模型来确定。

另外，虽然各个例子描述了将便携式测量系统下降到水池中，但是在没有水的情况下，该系统将同样等同地起作用。例如，便携式测量系统也可以下降到基本上干燥的反应器湾区或包含建筑物中，并且在空气或其它气态环境中操作，或者在部分地或完全地排空的包含结构中操作。

尽管本文已经描述和示出了多个例子，但是明显的是，其它例子可以在布置和细节上进行修改。所有修改和变型形式都落在以下权利要求的精神和范围内。