一种压水堆燃料包壳破损在线检测装置的制作方法

本发明属于对有放射性物质的检测技术，具体涉及到一种压水堆燃料包壳破损在线检测装置。

背景技术：

燃料包壳是核电厂的三道屏障的第一道屏障，包壳中包容的核燃料是核电厂的原动力，因此它的安全性对反应堆的安全运行起到重要的作用。反应堆在运行中，核燃料会发生各种核反应产生能量用于发电，同时会有多种具有放射性的核素生成，因此，燃料包壳一旦破损，被包壳包容的各种裂变产物泄漏到一回路水体中，导致核电厂整体放射性水平升高，同时导致放射性环境排放增加，制约核电站的安全运行，对工作人员、周边环境及社会产生极为不利的影响。因此，对燃料包壳的状态实时检测至关重要。

对燃料包壳状态的检测是通过分析压水堆一回路水中特征核素的含量，并经过一定的算法分析产生的原因，给工作人员提供最终的技术支持。目前国内压水堆核电厂对燃料包壳状态检测的办法主要是定期人工取样、总γ在线监测、停堆啜漏试验等离线采样，在实验室进行样品分析的方式，其优点可以降低一些短半衰期的核素干扰，但是采样周期长，分析时间长，不能实时地得到一回路放射性情况，对于总γ在线监测只能得到一个增长或降低趋势，不能分析出具体影响因素。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于提供一种压水堆燃料包壳破损在线检测装置，针对电厂可用空间狭小、环境复杂的特点，在不降低探测器效率，同时有效降低环境本底的影响，实现对一回路冷却剂放射性活度在线连续测量设备。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下方式来实现：

一种压水堆燃料包壳破损在线检测装置，包括探测器组件、采集单元模块、控制中心模块、辅助装置和供电系统模块，所述探测器组件和采集单元模块相连，采集单元模块和控制中心模块相连，供电系统模块用于整体装置供电；

所述探测器组件采用不锈钢衬底，包括hpge探测器、环柱型csi反康探测器、前置电路系统、准直系统和铅屏蔽装置，其中hpge探测器、环柱型csi反康探测器、前置电路系统安装于铅屏蔽装置内，hpge探测器环绕有环柱型csi反康探测器，探测器组件安装在检测装置的上部水平直线运动机构上；

所述采集单元模块由反康电路模块、hpge多道模块和工控机组成，用于对hpge探测器和环柱型csi反康探测器输出信号进行采集，反康电路模块安装在探测器组件后端结构件上，通过螺丝固定与探测器组件形成一个整体；

所述控制中心模块利用本地或远端控制方式，通过外置tcp/ip接口以网络方式实现与采集单元模块相连；

所述辅助装置包括移动手轮、制冷机和支撑轮，移动手轮设置在检测装置的一端，用于调节直线运动机构前后移动；

所述供电系统模块采用交流电源，经空开连接到ups电源，再输出到防浪涌插座给各模块进行供电；

hpge多道模块、制冷机、防浪涌插座、ups电源、工控机及散热风扇设置在检测装置内部，并位于探测器组件下方，并采用螺丝进行固定安装；整个检测装置安装在采用螺丝进行固定的机柜底座导轨上。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

该发明采用高分辨率的hpge探测实现对多种核素的区分并计算其活度，采用反康谱顿探测器降低康普顿平台对低能核素甄别的影响，采用屏蔽和准直技术降低环境本底对探测器的干扰，提高了设备的可靠性；另外采用模块化、小型化，一体化设计，利于提高系统的稳定性和便于调试生产，将探测器、处理电路、数据分析及应急电源集成一体，探测器设计成可前后移动，便于现场的安装调试。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明的结构示意图。

图中各个标记分别为：1、探测器组件，2、反康电路模块，3、hpge多道模块，4、制冷机，5、机柜底座导轨，6、防浪涌插座，7、散热风扇，8、工控机，9、支撑轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1～2所示，一种压水堆燃料包壳破损在线检测装置，包括探测器组件、采集单元模块、控制中心模块、辅助装置和供电系统模块，所述探测器组件和采集单元模块相连，采集单元模块和控制中心模块相连，供电系统模块用于整体装置供电；

所述探测器组件1采用不锈钢衬底，包括hpge探测器、环柱型csi反康探测器、前置电路系统、准直系统和铅屏蔽装置，其中hpge探测器、环柱型csi反康探测器、前置电路系统安装于铅屏蔽装置内，hpge探测器环绕有环柱型csi反康探测器，通过准直孔正对ren0529ty管道，实现ren0529ty管道内一回路冷却剂的γ能谱测量，高纯锗探测器产生的信号经前置电路系统放大器放大后，送往γ能谱信号采集单元模块进行处理，探测器组件内部周围灌装2cm厚、99.9％的铅作为屏蔽装置，用于降低环境中射线对探测器的影响，安装在检测装置的上部水平直线运动机构上；实现探测器的前后移动距离40cm，有利于准确定位测量点。

采集单元模块由反康电路模块2、hpge多道模块3和工控机8组成，用于对hpge探测器和环柱型csi反康探测器输出信号及探测器的状态信息进行采集，反康电路模块安装在探测器组件后端结构件上，通过螺丝固定与探测器组件形成一个整体；工控机是hpge探测器的通讯、处理与控制中心，可以包括显示器、工控计算。工控机应满足以下要求：远程控制高纯锗探测器和制冷装置的开启与关闭，实时获取高纯锗探测器的温度信息；依托γ能谱分析软件，实现与γ能谱仪的数据通讯，实时获取一回路冷却剂特征核素的能谱数据并完成γ能谱数据的分析和结果输出。

所述控制中心模块利用本地(笔记本电脑)或远端控制方式，通过外置tcp/ip接口以网络方式实现与采集单元模块远端控制中心进行数据的互传。

所述辅助装置包括移动手轮、制冷机4和支撑轮9，移动手轮设置在检测装置的一端，用于调节直线运动机构前后移动；

所述供电系统模块采用220v交流电源，经空开连接到ups电源，再输出到防浪涌插座给各模块进行供电，电源系统设计了电源保护装置，包含防浪涌、过载保护，具备空开，ups自身电气安全，防浪涌插座的三级电气安全保护，提高设备的可靠性。

hpge多道模块、制冷机、防浪涌插座6、ups电源、工控机及散热风扇7设置在检测装置内部，并位于探测器组件下方，并采用螺丝进行固定安装；整个检测装置安装在采用标准配件的机柜底座导轨5上，采用螺丝进行固定。

以上所述仅是本发明的实施方式，再次声明，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进，这些改进也列入本发明权利要求的保护范围内。

技术特征：

技术总结
一种压水堆燃料包壳破损在线检测装置，包括探测器组件、采集单元模块、控制中心模块、辅助装置和供电系统模块，探测器组件包括安装在铅屏蔽装置内的HPGe探测器、环柱型CsI反康探测器和前置电路系统，HPGe探测器环绕有环柱型CsI反康探测器，探测器组件安装在检测装置的上部水平直线运动机构上；采集单元模块由反康电路模块、HPGe多道模块和工控机组成，反康电路模块安装在探测器组件后端；控制中心模块通过外置TCP/IP接口与采集单元模块相连；供电系统模块经空开连接到UPS电源，再输出各模块进行供电；整个检测装置安装在机柜底座导轨上。该装置采用双探测器降低平台对低能核素甄别的影响，采用屏蔽和准直技术降低环境本底对探测器的干扰，提高了设备可靠性。

技术研发人员：肖明;王鑫;潘跃龙;刘衡;宋云;熊军;陈小强;王洋一;詹小聪;刘宁
受保护的技术使用者：中广核久源（成都）科技有限公司;中广核工程有限公司;福建宁德核电有限公司
技术研发日：2018.12.14
技术公布日：2019.04.12