[发明专利]用于在核反应堆中环形间隔件检测和重定位的方法和装置

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种重定位环形元件(间隔件)的方法，这些环形元件被限制为关于与它们相关联的管纵向移动，这些间隔件被定位在管壁的一侧上，使得它们不是通过机械式重定位手段可直接触及的。

背景技术

本发明尤其可适用于重定位核反应堆，如反应堆中的间隔件。在反应堆中，包含括燃料棒束的压力管被各自定位在排管式管(calandria tube)之中。在压力管与排管式管之间必须保持一环形空间，以使得能够实现将热的压力管与相对较冷的排管式管以及在排管式管之外的空间内流动的重水慢化剂热隔离的气体循环。

环形空间是通过环形间隔件来保持的，环形间隔件是构成反应堆燃料通道的一个部件。这些间隔件保持了两个同轴管(内部压力管和外部排管式管)之间的径向间隔，并且帮助这些排管式管支撑这些内部压力管。存在两种在设计上不同的间隙配合(loose fit)和适贴配合(snug fit)的环形间隔件。

间隙配合的间隔件包括紧密缠绕的弹簧，弹簧由方形截面的线制成并且组装在环形的带线上以形成环圈。间隙配合间隔件的带线被焊接形成具有固定尺寸的连续的环。间隙配合间隔件的小直径略大于压力管的外直径。这样，间隔件围绕压力管间隙配合。间隔件仅通过摩擦而不通过弹簧张力保持在其安装位置。间隙配合的间隔件被使用在早期的反应堆中。

适贴配合的间隔件包括紧密缠绕的弹簧，弹簧由方形截面的线制成并且组装在环形的带线(girdle wire)上以形成环圈。带线没有被焊接，因此间隔件的有效小直径可以通过施加张力扩展缠绕的弹簧来增大。适贴配合的间隔件的设计使得当安装在压力管上时缠绕弹簧处于一定张力下而导致适贴配合。环形间隔件的设计使得它们不是刚性地固定在位置上。间隔件通过弹簧张力和摩擦而保持在位置上。适贴配合的间隔件一般保持它们最初希望的位置，然而，也许有可能间隔件可以从其希望的位置中移动，或者，在反应堆的操作过程中，可能希望移动间隔件的位置。

一般，在燃料通道中使用四个间隔件，每个间隔件被定位在不同的轴向位置上。为了提供所要求的支撑，这些环形间隔件必须被定位在适当的位置处；如果间隔件离开了位置，则热压力管可能与较冷的排管式管发生接触。在内部压力管与外部排管式管之间的这种接触是不可接受的。

在这样的反应堆中安装间隔件的过程中，或者，如以上建议的，在其操作过程中，多个间隔件可以从它们要求的位置移开，其结果是这些压力管将缺少在反应堆的操作中承载分布载荷所必要的支撑构造，并且可能由这些管的下垂而发生严重问题。因此，希望具有在安装之后或甚至在反应堆已经操作了一段时间之后检测并重定位(如果必要)这些间隔件的某种方式。间隔件的最佳位置在反应堆的工作寿命过程中可能略有改变。原始安装的间隔件的位置以贯穿反应堆寿命的支撑情况为根据的。然而，可能会希望在反应堆寿命的后期重定位间隔件以便更好的适应寿命终止的情况。在寿命后期重定位间隔件可能使反应堆的工作寿命延长数年，从而获得显著的经济效益。

这些环形间隔件被定位于这些压力管与这些排管式管之间并且不能通过机械手段直接触及。因为间隔件位置不是机械固定的，所以希望具有一种手段来检测它们的位置。

美国专利号4,613,477(“U.S.‘477)披露了一种用于重定位夹紧盘簧的方法，这些夹紧盘簧被用作在流体冷却的核反应堆的冷却剂管与排管式管之间的环形间隔件。这类夹紧盘簧不能通过机械手段直接触及。在U.S.‘477的方法中，电磁线圈沿着选定的燃料通道前进到邻近夹紧盘簧的位置，并且使电流脉冲经过线圈由此将电磁排斥力施加在夹紧盘簧上，排斥力在所要求的移位方向上具有分量。这种技术可适用于具有经焊接的带线的间隙配合间隔件。间隙配合间隔件的经焊接的带线形成了对于基于电磁的技术来说是必要的连续电路。电磁技术在适贴配合的间隔件上不工作，因为非焊接的带线不提供间隔件之中的连续电通路。

仍然存在着对用于检测和重定位适贴配合环形间隔件的装置和方法的一种需要。

提供这一背景信息的目的是使本申请人认为具有与本发明可能相关的信息为人所知。这并非必然地打算承认、也不应被解释为以上信息的任何部分构成与本发明形成对照的现有技术。

发明内容