专利汇可以提供一种反应堆堆芯中子通量三维分布测量系统及其测量方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种反应堆 堆芯 中子 通量三维分布测量系统及其测量方法,包括:两个分别设置在 压 力 容器 上端和下端的圆周 导轨 ;多个轴向滑轨,其分别设置在两个圆周导轨之间;CT探测器,其具有 数据处理 和成像单元;多个γ射线 探头 ,其分别滑动安装在轴向滑轨上;γ射线探头分别与数据处理和成像单元相接;γ射线探头测量压力容器所有 断层 外围的γ射线活度,计算得到堆芯断层γ射线活度投影值,并重构成断层γ射线活度2D径向分布,最后组合构成γ射线活度在径向和轴向3D分布,由中子通量分布与γ射线活度分布的相似性,得到堆芯的中子通量三维分布;本测量系统避开了堆芯内部高温、高压、高中子通量的苛刻条件,测量 精度 高,测量范围广,便于维护修理。,下面是一种反应堆堆芯中子通量三维分布测量系统及其测量方法专利的具体信息内容。
1.一种反应堆堆芯中子通量三维分布测量系统,其特征在于,包括:
反应堆堆芯,其γ射线活度分布与中子通量分布相似;压力容器,所述反应堆堆芯设置于压力容器中;
滑轨,其固定在所述压力容器的外围;所述滑轨的结构包括:两个分别设置在压力容器上端和下端的圆周导轨;多个轴向滑轨,其分别设置在两个圆周导轨之间;
CT探测器,其具有数据处理和成像单元;多个γ射线探头,其位于所述压力容器外围,且分别滑动安装在轴向滑轨上;所述γ射线探头分别与CT探测器的数据处理和成像单元相接。
2.如权利要求1所述的反应堆堆芯中子通量三维分布测量系统,其特征在于,所述圆周导轨内侧设置有固定端,整个滑轨通过固定端固定在所述压力容器外围。
3.如权利要求1所述的反应堆堆芯中子通量三维分布测量系统,其特征在于,所述两个圆周导轨可带动轴向滑轨顺时针或逆时针转动。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的反应堆堆芯中子通量三维分布测量系统,其特征在于,其测量方法包括以下步骤:
步骤一、两个圆周导轨带动轴向滑轨做圆周运动,γ射线探头围绕压力容器断层做圆周运动,γ射线探头测量得到压力容器外围上的γ射线活度;
步骤二、γ射线探头在轴向滑轨上做轴向运动,然后按照步骤一的测量方法探测得到压力容器下一个断层的γ射线活度,直到完成压力容器所有断层的γ射线活度测量;
步骤三、根据测量得到的压力容器外围断层径向上的γ射线活度 和反应堆堆芯边界到γ射线探头的夹层厚度,计算得到反应堆堆芯断层边界径向 上的γ射线活度步骤四、运用反应堆堆芯的衰减和散射校正系数,补偿γ射线探头的测量偏差,得到校正后的γ射线活度
步骤五、由于获得的反应堆堆芯在断层径向 上的γ射线活度 实际上得到了断层γ射线活度的2D径向分布A(θ,r)在 上的投影值;数据处理单元利用反投影CT技术容易把 重构成断层γ射线活度的2D径向分布A(θ,r);
步骤六、组合反应堆堆芯所有断层的断层γ射线活度的2D径向分布,构成γ射线活度在径向和轴向的3D分布A(θ,r,M),也就得到了中子通量在反应堆堆芯径向和轴向的3D近似分布n′(θ,r,M),并对n′(θ,r,M)进行校正,得到更精确的反应堆堆芯中子通量分布n(θ,r,M);
步骤七、由数据处理和成像单元对反应堆堆芯中子通量分布进行处理,并由图像的形式显示出来。
5.如权利要求4所述的反应堆堆芯中子通量三维分布测量系统的测量方法,其特征在于,所述步骤三中的 表示反应堆堆芯中心到反应堆堆芯外围圆周上某点的方向向量,用L表示γ射线探头需要在压力容器一个断层上的测量次数,则:
其中,θ为γ射线探头在反应堆堆芯一个断层上做一次测量的角位移,N为使用γ射线探头的个数。
6.如权利要求4所述的反应堆堆芯中子通量三维分布测量系统的测量方法,其特征在于,所述步骤三中反应堆堆芯断层边界径向 上的γ射线活度 的计算公式为:
其中, 表示γ射线活度在反应堆堆芯边界与γ射线探头之间夹层中的衰减量,其夹层材料厚度为
7.如权利要求4所述的反应堆堆芯中子通量三维分布测量系统的测量方法,其特征在于,所述步骤四中γ射线活度 的校正公式为:
其中,b1、b2分别为γ射线沿反应堆堆芯径向传播的衰减校正系数和散射校正系数。
8.如权利要求4所述的反应堆堆芯中子通量三维分布测量系统的测量方法,其特征在于,所述步骤六中M表示γ射线探头需要在反应堆堆芯轴向H高度上测试的断层数,则:
其中,h为γ射线探头每完成一个断层的测量后在轴向上的位移量,所以只需要γ射线探头在反应堆堆芯轴向上完成M个断层的测量,就可以得到M个断层γ射线活度的2D径向分布A(θ,r)组合成的γ射线活度在径向和轴向的3D分布A(θ,r,M)。
9.如权利要求4所述的反应堆堆芯中子通量三维分布测量系统的测量方法,其特征在于,所述步骤六中对n′(θ,r,M)的校正方法为:由于γ射线探头探测到的γ射线包括两部分,一部分γ射线与中子通量成正比关系,记为γ′,另一部分与中子通量相对保持不变,可以认为是本底γ射线,记为γ″,它们之间的关系为:
γ=γ′+γ″
故需要去除本底γ的办法来进行校正,假如γ″射线引起γ射线探头测量值的变化量为 则校正后的测量值 为:
再用校正后的测量值 重构得到γ射线在反应堆堆芯的径向和轴向的3D分布α(θ,r,M),也就得到了中子通量在反应堆堆芯径向和轴向的3D分布n(θ,r,M);当然也可以直接测量γ′射线引起γ射线探头的测量值变化量 重构得到n(θ,r,M)。
10.如权利要求4所述的反应堆堆芯中子通量三维分布测量系统的测量方法,其特征在于,所述步骤六中得到更精确的反应堆堆芯中子通量分布n(θ,r,M)后,每隔一定的时间Δt对反应堆堆芯进行一次测量,就可以得到中子通量在径向和轴向的3D分布n(θ,r,M,kΔt)。
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