西屋公司最新研发的燃料棒传感器或将于2019年面市
来源:世界核新闻网 发布日期:2014-06-25
[2014年6月20日]西屋公司技术项目总负责人迈克尔·海贝尔(Michael Heibel)在接受世界核新闻网采访时称,核电站运营商有望不久后使用安装在燃料棒组件内的传感器来监测反应堆堆芯。堆芯出现问题时,可以通过传感器发出响亮刺耳的声音判断问题的类型与位置。
海贝尔称,西屋公司已为该传感器申请了专利,并与来自宾夕法尼亚州立大学及爱达荷国家实验室的学者一同开发该传感器。该团队正在制造传感器样机,并打算于2015年1月初在布瑞日尔(Breazeale)研究型反应堆中进行试验。西屋公司预计该设备将于2019年面市。
海贝尔称,依据热声发动机将热能转化成声能的原理,这些传感器无需电力供应,因此兼具安全与成本效益。
海贝尔称,通过使用反应堆中的单个或若干热声中子传感器来监测堆芯功率分布与温度分布,可以无需使用现有监测仪表所必需的管道、接线与容器贯穿件,从而减少维护这些设备所需的费用。电厂运营商也就可以更加准确地监测堆芯,且在消耗同量铀燃料的情况下产生更多的电力。
当被问及该传感器是否可以被看作是福岛核事故后所研发的一项非能动潜在安全措施时,海贝尔说,该传感器会显示“何时堆芯即将发生熔毁。”
他说,“失去冷却水时的热输入越大,传感器发出的声响也越大。”
该“声响”是指依据每个传感器谐振空腔的长度所产生的声波频率。
海贝尔解释说,理想情况下,每根燃料棒都有各自特定的频率,因此,一旦出现问题,电厂运营商可以通过在反应堆外监听声波频率的方式来确定出现问题的燃料棒。
尽管这些传感器可以直接装入燃料棒,西屋公司团队仍在研究如何先将若干传感器装入单管,然后将单管装入位于单个燃料组件中心部位的仪表套管。
海贝尔称,“我们可以通过监测堆芯中每个燃料组件不同的轴向位置来获取裂变率和温度信息。除极端事故工况外,裂变率可能是对商用核电行业最重要的信息。”
每个传感器的长度介于5英寸至8英寸(即13-20厘米)之间,具体取决于传感器谐振空腔的长度。“我们希望每个传感器的频率略有不同,这样我们就可以通过监听区分出装有某个特定传感器的组件,从而推断出该组件中的功率分布情况,”海贝尔说,“每个燃料组件中最多会有7个传感器。”
在被问及这些传感器是否专门为西屋公司的燃料棒设计时,海贝尔说,“我们的确拥有与传感器特殊应用相关的专有技术信息。这些传感器是需要定制的”。西屋在检索相关专利时,没有发现其他类似装置同期申请专利的信息。
海贝尔称,这些传感器需要配置一个“信号处理系统”来生成可供操作员处理的堆芯工况信息。
海贝尔进一步称,“如果这些传感器与燃料融为一体,那么这方面的投入将会带来最佳回报率。理想情况下,传感器系统既可以通过改装适应现有的燃料组件,也可以融入新燃料组件的设计中成为其一部分。”
翻译:国核工程有限公司翻译中心 路娜
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