本發(fā)明涉及對核燃料組件進行啜漏試驗及核燃料組件中包殼缺陷檢測的方法和裝置。本發(fā)明特別適用于水冷調(diào)節(jié)式反應(yīng)堆中的燃料組件，在該種反應(yīng)堆中一束燃料元件由一“骨架”結(jié)構(gòu)保持組合在一起。

某些情況下，燃料組件必須經(jīng)系統(tǒng)地檢查。在燃料換裝期間，那些已幅射過但并未耗盡的組件，在它們重新裝入堆芯之前必須加以檢查。那些已經(jīng)在去活化池內(nèi)處理過一段時間的，完全耗盡的組件，在它們被送到后處理廠之前必須進行檢查。當(dāng)進行后處理時及對那些有漏泄燃料元件的組件進行拆卸時，必須格外小心。

檢驗包殼密封性的最常用方法是啜漏法，即，通過增加溫度（加熱，或利用燃料的殘余熱能）來增加包殼中的氣體壓力，所以當(dāng)存在缺陷時將會有裂變產(chǎn)物放出，這時去量測：掠過被檢查組件包殼的流體的放射性或放射性的增加。

各種不同的裂變產(chǎn)物通過可能的裂縫逸出，它們包括例如氙133等氣體以及碘131等水溶性產(chǎn)物。當(dāng)被檢驗組件已經(jīng)去活化后，則氣態(tài)裂變產(chǎn)物不很多，即，其參數(shù)很難以流線分析法測得，對掃掠過組件的氣流分析不能給出有實際意義的結(jié)果，然而從另方面看，這一組件中含有水溶性裂變產(chǎn)物（短時間冷卻后有碘131，較長時間冷卻后有銫同位素134和137），通過監(jiān)測掃掠過該組件的水流則可進行缺陷檢驗。相反地，對于在較早階段從反應(yīng)堆中拆下的組件中、帶有缺陷的包殼漏出的裂變產(chǎn)物，不能采取測水流方法直接檢驗裂變產(chǎn)物，而采用監(jiān)測氣流的方法卻可以得到有意義的結(jié)果。

在一檢驗核燃料組件包殼密封性的現(xiàn)有技術(shù)（法國專利第2389202號）中，將該組件置入浸在防護池中的一個防護罩中;將組件加熱到預(yù)定溫度;使某一氣體流經(jīng)空腔，以便將經(jīng)可能的缺陷處漏出的氣體裂變產(chǎn)物夾帶出來;檢測離開防護罩流體的放射性。根據(jù)這一專利，該防護罩具有加熱板，以便對那些相對于所要求的溫度而言，僅具低殘留熱功率的那些組件迅速加熱。這一裝置還包含有執(zhí)行檢驗所需的、掠過該組件的水吸出機構(gòu)或者是冒泡氣體抽出機構(gòu)。

本發(fā)明的一個目的是提供一種方法和裝置，同時地或相繼地，實際上是實時地測量水溶性裂變產(chǎn)物和氣態(tài)裂變產(chǎn)物含量。更具體的一個目的是測量判斷缺陷的幾何形狀。

到此為止，已經(jīng)提出如上所述的一種方法，其中，水及惰性氣體同時引入而構(gòu)成流體，并在離開空腔時分離開;水及惰性氣體在各自迥路中流動，以便同時檢測溶于水中的裂變產(chǎn)物及被氣體所攜帶的裂變產(chǎn)物。水“迥路”中最好維持一不變的水容量。一般是將水和氣分別地引入防護罩底部進行混合，并在該混合物掠過組件前，使之一起穿過一個均化過濾器。

還提出一種由雙壁室構(gòu)成的探測裝置，雙壁室垂直地浸沒在池中，并裝有一燃料組件防護罩，雙壁室包含用來調(diào)節(jié)雙壁內(nèi)部水高的機構(gòu)，以及使水和氣體流動的機構(gòu)，水和氣體掠過組件，并在放射性檢驗機構(gòu)中流動，其中，這一迥路包括水路和氣路，具有通用部件及所說防護罩，該罩包括一位于其底部的均化過濾器，和用于將水、氣注入到過濾器下方的防護罩中的機構(gòu)。

根據(jù)上述的安排，可維持檢驗狀態(tài)的再現(xiàn)，更具體講，是指有關(guān)物理參數(shù)（溫度、壓力，響應(yīng)時間）可再現(xiàn)。由測量值及其展開，可推導(dǎo)出動力學(xué)張馳機理，并可估計出缺陷的性質(zhì)及尺寸。

通過以下以舉例方式給出的具體實施例的說明，將會有助于更好地理解本發(fā)明。

圖1為示出屬于本發(fā)明裝置的雙壁室的總體圖，它是通過其軸線的垂直平面的剖視圖;

圖2為示出圖1中雙壁室下部的放大了的局剖視圖;

圖3為裝置中流體流動圖;

圖4a，4b和4c示出在幾種運行狀況下雙壁室中的水面。

參見圖1和圖2，本裝置包括一啜漏室（10），其總體結(jié)構(gòu)與法國專利第2389202號中描述的相似，具有由水路（12）和氣路（14）組成的流動及測量迥路。

室（10）由生物防護池底壁支撐，并且為達此目的而裝有可調(diào)支腳（16）。其外部結(jié)構(gòu)包括兩個垂直共軸的園筒形壁（18）和（20），兩筒壁之間限定了一個環(huán)形腔（22），通過緊固在基底（24）上的底板將兩筒連在一起，所說基底（24）與支腳連在一起。板（26）連接箱壁（18）及（20）的上端。筒壁（18）及（20）的底部作有開口（28），以便引入池水。在環(huán)形腔（22）的頂部有一分接頭（30），以便通過撓性管（31）供給氣體。

板（26）用于支撐水箱（32），該水箱位于防護罩（34）的上部，防護罩是為了裝容待查燃料組件（其形狀簡略示于圖1中）的。水箱具有一個連到出水管（34′）的分接頭（33）。水箱下部連到一剛性管狀結(jié)構(gòu)（35）上，該結(jié)構(gòu)具有一向上展寬部（36），該展寬部呈錐形，以便易于引入燃料組件，該管狀結(jié)構(gòu)（35）還具有一向下指向的柱-錐形端頭（37），該端頭上具有一軸孔（38），一個用于支撐燃料組件的支撐板，具有使氣-水混合物通過的大尺寸中心孔，該支撐板由端頭（37）支撐著。

端頭（37）用于通過氣-液，對其凈化，并在氣-液掃過裝在室（10）中的燃料組件前將氣-液充分混合。

端頭有一進水口（42）和進氣口（44），該進氣口（44）通到由相互平行的端頭壁（37）和（46）所限定的狹窄環(huán)形間隙中（見圖2）。氣體以及空氣流必須在壁（46）附近穿過，到達一個有通往防護罩通道的過濾器-篩網(wǎng)（48），該過濾器含有乳化作用物質(zhì)（50），它可以例如是由金屬絲網(wǎng)作成的。

基底（24）帶有一密封單元，用于當(dāng)防護罩就位時將池水與防護罩內(nèi)部隔開。該單元有一塞子（52），塞子受到一壓縮彈簧（54）的作用力。參見圖2，彈簧（54）支撐在板（56）上，通過一個可滑動的桿，板（56）頂住在板（24）上。當(dāng)室（10）及防護罩處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，防護罩的重量壓縮彈簧（54），彈簧（54）頂住所用的塞子，另外還對不同的膨脹情況加以補償。如果室（10）和防護罩被舉起，則彈簧不再被池底支撐的板（56）所壓縮，當(dāng)防護罩被舉起時，便被排空。

防護罩還有一用于引入和移出燃料組件的可拆卸頂蓋（58）。該頂蓋有一用于氣體逸出的中心管（60）和一個通氣孔（62）（見圖1）。一般地說，頂蓋適于由直線運動開啟，例如可借助于撞錘（64）的作用（見圖3）。

管狀構(gòu)件（35）和壁（18）限定了一個環(huán)形腔（66），就象環(huán)形腔（22）一樣，它可充以水或氣（通過分接頭（30），引入帶壓惰性氣體，將水排出）。氣體以這種方式直接進入腔（22）。該氣體通過壁（18）上部的孔（70）進入空間（66）?？臻g（22）及（66）中的水被氣體置換后，減少了燃料組件向池水的熱損失，并且使之可能在殘余熱功率作用下調(diào)節(jié)到要求溫度，并由探頭（68）進行測試。

由于作用在室內(nèi)外的壓力相互平衡，所以不需要密封。支撐力提供了足夠的密封，可以防止試驗迴路中的水與池中水的混合。

最后，如果必要的語，可以在防護罩本體上安設(shè)電加熱元件，以便增高待查燃料組件的升溫速率。

示于圖1和圖2中的啜漏室可以與圖3所示迴路聯(lián)用。

根據(jù)圖3，所示迥路的水路（12）形成一個閉合系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個使水沿箭頭（f0）方向循環(huán)的泵（72）。該泵以及除室（10）之外的其它元件，均位于池水面的上方，并且處于例如由鉛板構(gòu)成的生物防護殼中，該水路包括：一個加熱器（74），一般為電阻式，以及一個冷卻器（76），通過與例如來自外迴路的水發(fā)生熱交換運轉(zhuǎn)，所述外迴路的水排入池中。用于控制加熱器和冷卻器、使之精確地維持預(yù)定的溫度的機構(gòu)（圖中未示出）。水路（12）還包括一采樣設(shè)備（78），由于它實質(zhì)上可以是常規(guī)的，故在此不對其加以說明;以及包括一用于連續(xù)測量放射性的設(shè)備。這一設(shè)備包括一探測器（80），用于測量旁路腔（82）中的水所發(fā)出的輻射量，該旁路腔（82）由斷流閥所限定，以便截留已知的、保持不變量的采樣（水）。腔（82）應(yīng)設(shè)計得減少放射性產(chǎn)物的沉積，一般情況下其內(nèi)部經(jīng)拋光處理，并且由陽極氧化鋁構(gòu)成。

水路（12）的檢測設(shè)備用于測量水溶性裂變產(chǎn)物的放射性，它們主要是經(jīng)過一個短去活化時間的組件中的碘131，以及經(jīng)過一個長去活化貯存期的組件中的銫同位素134和137。

最后，水路（12）還包括另一套機構(gòu)，用于對水路（12）充入軟化水或使之排空。

在進氣口（44）和中心管（60）之間的氣路（14）依次包括：一個膨脹冷凝器（84）（或者是一個等效的系統(tǒng)，例如一滲透干燥器），用于消除可冷凝蒸汽，以及一個防止水上升的裝置（86），該裝置具有一個浮子控制關(guān)閉閥。氣路（14）還包括一個抽吸泵（88），以及一個伽瑪輻射探測器（90）。當(dāng)要對氣體取樣時，這一迥路的一個旁支用于將泵短接（在圖3中以虛線表示之）?？梢皂樞驁?zhí)行如下操作：

-抽出采樣瓶中的空氣。

-對已成真空的采樣瓶充以流過氣路的氣體。

對采樣瓶的抽空及充填操作，易于實現(xiàn)自動化，這就使得從一次采樣到另外的采樣中，可保持良好的物理參數(shù)（壓力，體積，溫度）的可再現(xiàn)性，而不會由于操作者產(chǎn)生任何誤差。另外，由于系統(tǒng)自動操作的安全性，可以不用手套箱作采樣工作。

伽瑪輻射探測器（90）可以是常規(guī)型式。它用于獨立地測量氙133和氪85的含量。更具體地講，可以使用一種具有碘化鈉（NaI）閃爍晶體（94）和多道分析儀的探測器。通過一個氣體排出閥（96），使當(dāng)溫度升高時，限制氣體經(jīng)過通氣孔的漏損，從而使迴路更加完善。

最后，這一迴路中包括通過空間（22）和（66）調(diào)節(jié)熱絕緣的一線路。這一調(diào)節(jié)是根據(jù)需要，分別開啟閥（98）或（100），引入或排出惰性氣體（例如氮氣）而實現(xiàn)的。

本發(fā)明的方法可以通過不同的次序加以實施。下面將要加以說明的，在大多數(shù)情況下，似乎最為可取。

-當(dāng)燃料組件在啜漏室（10）中就位后，迥路中充填流體，并使之開始循環(huán)。水路（12）及啜漏室例如可用泵（72）通過循環(huán)而被充填。之后，通過管子（60）引入氣體，直至其從通氣孔（62）（見圖4a）逸出。氣泡經(jīng)過通氣孔（62）逸出，該氣孔（62）相應(yīng)于氣路（14）內(nèi)限定壓力的一個阱。一旦增壓建立起來，操作者通過閥（96）排出選定數(shù)量的氣體，以使自由水面升高到氣孔（62）上方的預(yù)定高度H（圖4b）。一個40毫米左右的高度h0一般地說可以滿足要求。在正常操作溫度下，這可以避免氣體由氣孔（62）逸出。其結(jié)果是，相應(yīng)水路和氣路中所含的水量和氣量將維持基本不變（不考慮室（10）中的水所釋放的氣體）。

之后，使水和氣體在迥路（12）及（14）中流動起來，同時，控制加熱器（74），使探測器（68）所測得的溫度達到預(yù)定值。當(dāng)達到工作溫度時，自由水平面穩(wěn)定在低于先時水面，例如h1＝15毫米（見圖4C）。當(dāng)迥路（14）中的氣體過多膨脹時則由于氣體通過位于h1＝0下方的通氣孔（62）逸出，而仍使內(nèi)外氣壓維持平衡。

掠過燃料組件的氣、水混合物在由水防護層所保護的張開部（36）中被分離，氣體聚集在水箱（32）的上部。由于通氣孔（62）高于分接頭（33），所以氣體不能進入水路（12），換句話說，分接頭（33）總是被水防護層保護著。

在水路中，可用探測器（80）對隔離在計數(shù)腔（82）中的逐次采樣進行放射性檢測。探測器（80）連同腔（82）一般在實驗室校準，以便及時比較來自燃料組件的裂變產(chǎn)物的放射性變化規(guī)律，以及溶解物的變化規(guī)律。通過設(shè)備（78）的采樣，可以進行逐次的離線檢測。

同樣，可以用探測器（94）及時對氙133和氪86的特征峰值進行評定。在此，可利用設(shè)備（92）采樣，進行下一步的檢測。

鑒于通過將水排出空間（22）和（66），防護罩與水池形成熱隔離，使用由調(diào)節(jié)系統(tǒng)供給能量的加熱器（74），或者可能是冷卻器（76），控制溫度，當(dāng)燃料組件保持在一不變溫度時，進行放射性測量。

當(dāng)一個燃料組件檢測完畢時，將其移走，并代之以另一組件。當(dāng)頂蓋（58）已被撞錘（64）打開時，利用一個遙控夾鉗，通過常規(guī)方式完成這一移除。

在兩次啜漏試驗之間，對傳送掠過檢驗組件氣體的迴路進行清除，是有必要的。當(dāng)迴路中所檢測的殘余放射性量值超過預(yù)定的可接受閾值，則必須系統(tǒng)地進行清除工作。

這一清除可按如下方式進行：

-將凈化的壓縮空氣注入所有氣路管線及啜漏室，之后，將其排出到排氣裝置。

-通過氣路中的泵（88），對位于水外的氣路部分脫氣，這一程序?qū)μ綔y器的計數(shù)腔中冷凝蒸汽造成的污染特別有益，它可以免除不得不將探測器計數(shù)腔從裝著它的鉛罐中移出的操作。

一個類似于裝置（86）的、防止水上升的裝置，一般地安裝在通入到啜漏室底部的管道中，以便防止脫氣期間，水將迥路淹沒。