专利名称:从球堆－高温反应器中取出已燃烧的燃烧单元的方法
本发明涉及由具有一个反应器和一个球排出筒的球堆(Kugelhaufen)-高温反应器中取出已燃烧的燃烧单元的方法，其中燃烧单元循环运行，并且在从球排出筒输出后进行伽玛-放射性的测量，获得的测量值与前面已求得的测量值相关联，并且然后决定是否取出此燃烧单元。
在球堆-高温反应器中球形燃烧单元在反应器运行时被多次循环使用。这意味着燃烧单元在平稳的运行过程中先后从反应器核中取出，并且接着又返运回反应器。在此循环中每个球在从球排出筒输出之后进行一次可烧性测量，同时中间燃烧单元和其它球被区分开，并且燃烧单元的可烧度通过测量一个相关的特征量来确定。如果可烧度在一个规定的取出界限值之下，相应的燃烧单元被挑选出，并被取出。此取出腾出地方用于输入新的燃烧单元。
已有不同的测量方法用于可烧性测量。在中子发射测量中快速中子射线在通过被测量燃烧单元的通道中的衰变被收集。然而此方法测量反应很小并且精度不够，在另一个方法中应用一个可烧性测量反应器，其中对可烧性的度量是在被测量燃烧单元通过反应器的核的通道中反应器的反应能力的变化。此方法虽然比较精确，但是花费很大。
所以稍后改用另一种方法，其中用液氮冷却的半导体检测器进行伽玛谱测量。这里对可烧性的度量是在燃烧单元中铯137的放射性。此方法是如今选用的方法。然而在现代模式的高温反应器 概念之下，循环速度很高，球排出筒又短，从而燃烧单元在球排出筒中的衰变时间比较短，导致存在测量精度不够的问题。
一个相比上述方法明显简单的测量方法被建议在一个论文集(IAEA技术委员会会议，Petten，(Niederlande)荷兰，1994，11，28-30)中，在此方法中一个燃烧单元的全部伽玛-放射性被测量。并且测量值与规定数量的前面已收集的测量值的暂态平均值进行比较(参见论文集中论文“模块化HTGR的发展现状及其将来的作用1995年9月，第90页)。
前面文件中所述的方法已被证实是不实用的。本发明的目的在于设计一种方法，它特别适用于取出已燃烧的燃烧单元。
上述本发明的任务的解决方案是，在基本平稳的运行过程中基于规定数量的在先的测量值如此确定和更新一个取出界限值，使得被取出的燃烧单元相对于此规定数量的取出比例对应于一个规定比值。基于本发明，借助规定数量的返回测量值确定一个取出界限值，并且取出所有具有低的伽玛-量，从而比取出界限值所规定的具有更高的烧损的那些燃烧单元。并且此确定如此完成总是将规定比例的燃烧单元从规定数量的燃烧单元中取出，此规定数量的燃烧单元参与确定取出界限值。一个可采用的取出比例例如是10％，即在规定数量为300时30个已燃烧单元被取出。
在本发明中根据每次燃烧单元的测量值重新确定取出界限值，从而此界限值是特别实时的。并且松散间隔数量的最后获得的测量值参与确定取出界限值。
在本发明的另一个方案中建议测量值被分组为量级并存储在计算机中，并且借助于量级形成一条分布曲线，此曲线被取出界限值划分。此方法特别适合于计算机收集。
用于求出取出界限值的测量值的数量最好在100至1000之间，使得有足够的数量被用于计算分布曲线或用于确定取出界限值。
在应用现有方法时存在这种危险如果出现暂时的，强烈的偏离平稳运行过程，例如反应器关闭或在继续运行的反应器中球循环的中断，则较少被燃烧的燃烧单元被取出。为避免此危险，在燃烧单元的循环重新开始之后燃烧单元的取出一直在一个过渡阶段中受限制或被调节，直至借助于得到的测量值分布可以确定一个新的取出界限值。并且接着根据新的取出界限值重新开始取出过程，其中在球排出筒中的燃烧单元完全通过之后，一个相对正常值提高了的取出比例暂时被确定，并且当在过渡阶段的取出的受限和调节被平衡时才重又回到正常的取出比例。
按照本发明，在重新开始循环运行之后，燃烧单元的取出受限制或充分被调节，直至一个新的测量值分布足以被认出，例如在至少50个测量值之后，这基于以下认识在重新开始运行之后测量值起初明显较小，因为在运行偏离平稳的阶段燃烧单元的伽玛-放射性比平稳运行过程中明显更多地被衰变，因此基于此新的测量值得到一个向低测量值偏移的分布曲线。如果保持来自以前发生的平稳运行过程的取出界限值，则会导致取出比例太大，并从而导致比较低烧损的燃烧单元被取出。
在首次求出新的取出界限值之后，在正常情况下重新开始取出过程，即利用此已在平稳运行时存在的取出比例。新的取出界限值然后以相同方法重又被更新，如同在对平稳运行所给出的方法。此更新被继续如此之久，只要从球排出筒来的较严重衰变的燃烧单元出现在测试点上。然而如果首次测得燃烧单元在运行偏离中没有较严重的衰变，即在反应器核中继续或重新被辐射，则建议固定新的取出界限值在此后出现的状态上。
附图中图示出本发明方法的各步骤，其中相应的分布曲线被示出，它们通过分各个伽玛放射性测量值为量级的分类和它们的频次得到。附图中
图1是平稳运行过程中的分布曲线；图2是在一个强的运行偏离和重新开始球循环过程后的分布曲线；图3所示分布曲线是在燃烧单元通过过程的稍后时刻得到的；图4所示分布曲线是在燃烧单元循环通过过程的结束阶段得到的；图1所示第一条分布曲线1表示在正常、平稳运行过程中的测量值分布。其中测量值先后归入离散的量级，并且曲线由规定数目的测量值中在某量级中的测量值出现的频次给出。用于得出此分布曲线的测量值数量在100和1000之间，例如为300，并且此数目是预先规定的，即为常数。
曲线1被一个取出界限值2划分。此取出界限值2是实时的，即在测量每个燃烧单元之后，借助于产生的分布曲线求出，并且松散间隔数量的最后获得的测量值被考虑。然后取出界限值2被如此确定，使得对于导致分布曲线的测量值总数中，分出固定的取出比例，例如10％。具有低于第一个取出界限值2的伽玛-放射性的燃烧单元被从球循环回路中取出，为新添的燃烧单元腾出地方，而在循环回路中的其它燃烧单元重又返回到反应器中。
在强烈偏离平稳运行过程时，例如由于反应器关机或故障，导致球循环的中断。其结果是在球排出筒(KAZR)中的燃烧单元的伽玛-放射性衰变。如果在排除了干扰或运行偏离之后重新开始球循环，以进入平稳的运行过程，首先从球排出筒出来的燃烧单元具有小的伽玛-放射性测量值，即伽玛-放射性与燃烧单元的可烧性现在有另一种关系。基于这些燃烧单元的伽玛-放射性测量得到一个新的，向低的值偏移的第二条分布曲线3，如图2中实线所示。在此图中分布曲线1和相应的界限值2用虚线表示，因为它们在重新开始球循环前被清除了。由图2可见，在维持对第一个取出界限值2的求值方法的情况下，将有大部分燃烧单元被取出，而它们只较少被燃烧。为了避免出现这种情况，在重新起动球循环之后燃烧单元的取出首先受限制或充分被调整。
在足够数量的燃烧单元被测量之后，一个新的作为第二条分布曲线3被示出在图2中的分布曲线被形成，一个新的、第二个取出界限值被确定，其中如此进行其确定，使得取出比例对应于平稳运行时的取出比例。此取出界限值4的更新方法相同于平稳运行时每次测量后所进行的。同时利用此新的、第二个取出界限值4重新开始已燃烧的燃烧单元的取出。
在后继过程中第二条分布曲线3通过测量其它的燃烧单元的伽玛-放射性一直至测量所要的同样数目，例如300，的燃烧单元-而得到，并且基本上一直保持这种方式，只要在测量地点从球排出筒收集到较强衰变的燃烧单元。第二个取出界限值4的更新被继续进行。
在图3中第二条分布曲线3向较高的量级延伸。其原因是在测量地点现在还出现个别的燃烧单元，它们来自反应器/球排出筒的过渡区，并且它们的伽玛-放射性几乎不受或完全不受运行偏离影响，从而明显地更高。第二条分布曲线3的形状可视为两个子分布的叠加，并且，基本上相应于第二条分布曲线3的第一个子分布基于较强衰变的燃烧单元，而第二个子分布曲图3中缓慢变化的部分构成并且由三角形的边6表示。此边6以一条虚线7向左延伸。由此可见，两个子分布相互重叠。
在从反应器/球排出筒的过渡区出现燃烧单元时，取出界限值4的更新过程被停止，即它被固定在最终状态上。用此方法避免了由从过渡区来的、不再强烈衰变的燃烧单元求出的取出门限值4偏移太大的值，并且以此方法取出尚未充分燃烧的燃烧单元。
在后继过程中非强烈衰变的燃烧单元的比例总在继续增加，从而在最后阶段得到图4所示的第三条分布曲线8。此分布曲线8在其右边区段9由边6和线条7构成。第三条分布曲线8的左边区段10基于较强衰变的燃烧单元的测量。这时用于取出的第二个取出界限值4一直保持到包括前述过渡区在内的球排出筒的全部含量被通过，并且此后仅有在反应器关闭情况下新被辐射的燃烧单元或在反应器在不中断的球循环中运行时在反应器核中未衰变的燃烧单元出现在测量点上。
仅当已确定球排出筒的全部含量已通过，并且不再有较强衰变的燃烧单元出现在测量点上时，才重新提高取出界限值。通过重新借助此后出现的分布曲线以前述方法进行取出界限值的更新。这时暂时用一个稍微大一些的取出比例，例如12％代替正常的取出比例10％。这个取出比例一直保持到在球循环重新开始之后的过渡阶段中的受限或被调节取出重又被平衡。接着重又回到正常的取出比例，从而得出图1所示状态。
权利要求
1.用于从一个具有一个反应器核和一个球排出筒的球堆-高温反应器取出已燃烧的燃烧单元的方法，其中燃烧单元在回路中循环，并且燃烧单元在从球排出筒输出后被测量伽玛-放射性，而且获得的测量值与以前求得的值相关联，然后确定此燃烧单元是否被取出，其特征在于，在其本平稳的运行过程中，基于确定数量的在先测量值确定和更新一个取出界限值(2、4)，使得相对于该数量被取出燃烧单元的取出比例对应一个预先规定的比值。
2.如权利要求
1所述的方法，其特征在于，取出界限值(2、4)根据一个燃烧单元的每次测量值重新被确定。
3.如权利要求
1或2所述的方法，其特征在于，松散间隔数量的最后获得的测量值参与确定取出界限值(2、4)。
4.如权利要求
1至3中任一项所述的方法，其特征在于，测量值被归入量级并存储在一台计算机中，并且借助于量级形成一条分布曲线(1、3、8)，分布曲线被取出界限值(2、4)划分。
5.如权利要求
1至4中任一项所述的方法，其特征在于，用于求出相应取出界限值(2、4)的测量值数量在100和1000之间。
6.如权利要求
1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在一次强烈的从平稳运行过程运行偏离，例如一次反应器关机或球循环的中断并重新开始循环之后，在一个过渡阶段中燃烧单元的取出一直受限制和被调节，直至基于以后得到的测量值分布可以确定一个新的取出门限值(4)，并且此取出接着依据新的取出门限值(4)重新开始，并且在球排出筒的含量完全通过之后暂时确定一个比正常值更高的取出比例，并且当在过渡阶段中的取出受限制和调节已平衡时才重又回到正常的取出比例上。
7.如权利要求
6所述的方法，其特征在于，新的取出界限值(4)基于至少50个测量值被确定。
8.如权利要求
6或7所述的方法，其特征在于，一旦首次测量到不再具有由运行偏离引起的更长的衰变时间的燃烧单元，新的取出界限值(4)被固定在目前状态下。
专利摘要
本发明涉及从一个具有一个反应器核和一个球排出筒的球堆－高温反应器取出已燃烧的燃烧单元的方法,其中燃烧单元在回路中循环。并且从球排出筒输出后被测量伽玛－放射性,而且获得的测量值与以前求得的值相关联,然后确定此燃烧单元是否被取出。此方法的特征在于,在基本平稳的运行过程中基于确定数量的在先测量值确定和更新一个取出界限值(2、4),使得相对于该数量被取出燃烧单元的取出比例对应一个预先规定的比值。
文档编号G21C17/06GKCN1372690SQ00812362
公开日2002年10月2日 申请日期2000年8月26日
发明者彼得·波尔 申请人:于利希研究中心有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan