用于测量核反应堆堆芯中的通量的自供电堆芯内探测器装置

技术领域

本公开总体上涉及一种核反应堆堆芯，并且更具体地涉及一种用于测量核反应堆堆芯中的通量的探测器。

背景技术

在核反应堆内部，利用一种被设计为在所处环境中运行和生存的堆芯内探测器来测量核反应堆堆芯内部的局部功率。所述堆芯内探测器包括自供电中子探测器(SPND)或自供电探测器(SPD)。一小段的探测器材料、引线和可压碎陶瓷绝缘体被组装在一细长的金属外壳内。所述金属外壳由铬镍铁合金或不锈钢管形成，并且被称为护套。所述护套的外径被减小多次，压碎所述探测器材料和引线周围的陶瓷绝缘体以使其与所述护套绝缘，从而产生连续长度的SPND或SPD。当插入时，使所述护套内的探测器材料在堆芯的特定位置内对准。所述引线连接至所述一小段探测器材料的底部，并沿所述护套的全长延伸，以将电信号从所述探测器材料承载至连接器，以便可以传输该电信号，供工厂使用。

当插入时，使所述护套内的探测器材料在堆芯的特定位置内对准。所述探测器的对准通过相似材料的圆柱形外护套来维持，并以类似于所有个别探测器的护套的方式被压在个别探测器的周围。所述引线可以连接至所述一小段探测器材料的一端，并沿所述护套的全长延伸，以将电信号从所述探测器材料承载至连接器，从而可以传输该电信号，供工厂使用。还有一个与背景探测器中的引线平行地运行的背景信号，该背景探测器可以在双引线探测器中的同一护套内部，或者在所述护套的外部作为独立的探测器。

当需要高于平均输出信号的输出信号时，通常采用几种不同的技术。设计堆芯内探测器的第一种传统技术涉及使用一种为给定的应用输出足够高的信号的特定的探测器材料。第二种传统技术是将堆芯内探测器设计为足够大的尺寸，以为给定的应用提供足够高的信号输出。第三种传统技术涉及使用多个覆盖反应堆堆芯的大部分的不同长度的非常长的元件，然后减去这些元件的信号并将差值用作仅被一个元件覆盖的一个位置的测量值。第四种传统技术是将探测器卷成圈，而不是使用直线探测器，以生成比直线探测器能够产生的信号更强的信号。

发明内容

本发明提供一种用于测量核反应堆堆芯中的通量的探测器组件，包括：多个自供电堆芯内探测器装置，其分别用于测量所述核反应堆堆芯中的多个轴向位置中的不同的一个位置处的通量；以及组件连接器，其被配置为连接至电厂连接器。所述组件连接器包括各自连接至自供电堆芯内探测器装置中的一个的多个通量信号端子。所述自供电堆芯内探测器装置中的至少一个包括用于测量所述核反应堆堆芯中的同一个轴向位置处的通量的至少两个自供电堆芯内探测器的组。所述至少两个自供电堆芯内探测器中的每一个包括护套、所述护套的内部的探测器材料区段、所述护套与所述探测器材料之间的绝缘体以及通量信号输出线。所述至少两个自供电堆芯内探测器的通量信号输出线结合在一起。

本发明还提供了一种提供用于测量核反应堆堆芯中的通量的探测器组件的方法。所述方法包括：在所述核反应堆堆芯中设置各自用于测量所述核反应堆堆芯中的多个轴向位置中的不同的一个位置处的通量的多个自供电堆芯内探测器装置；以及将组件连接器连接至所述自供电堆芯内探测器装置。所述组件连接器包括各自连接至自供电堆芯内探测器装置中的一个的多个通量信号端子。所述组件连接器被配置为连接至电厂连接器。所述自供电堆芯内探测器装置中的至少一个包括用于测量所述核反应堆堆芯中的同一个轴向位置处的通量的至少两个自供电堆芯内探测器的组。所述至少两个自供电堆芯内探测器中的每一个包括护套、所述护套的内部的探测器材料区段、所述护套与所述探测器材料之间的绝缘体以及通量信号输出线。所述至少两个自供电堆芯内探测器的通量信号输出线结合在一起。

本发明还提供一种将用于测量核反应堆堆芯中的通量的第一探测器组件替换为用于测量核反应堆堆芯中的通量的第二探测器组件的方法。所述方法包括：从所述核反应堆堆芯卸载所述第一探测器组件。所述第一探测器组件包括多个第一自供电堆芯内探测器装置，其分别用于测量所述核反应堆堆芯中的多个轴向位置中的不同的一个位置处的通量；以及第一组件连接器，其被配置为连接至电厂连接器。所述第一组件连接器包括分别连接至第一自供电堆芯内探测器装置中的一个的多个第一通量信号端子。所述第一自供电堆芯内探测器装置中的至少一个包括用于测量所述核反应堆堆芯中的同一个轴向位置处的通量的至少两个第一自供电堆芯内探测器的组。所述至少两个第一自供电堆芯内探测器中的每一个包括护套、所述护套的内部的探测器材料区段、所述护套与所述探测器材料之间的绝缘体以及通量信号输出线。所述至少两个第一自供电堆芯内探测器的通量信号输出线结合在一起。从所述核反应堆堆芯卸载所述第一探测器组件的步骤包括：从电厂电连接器断开所述第一组件连接器。

所述所述替换方法还包括：代替所述第一探测器组件，在所述核反应堆堆芯中安装所述第二探测器组件。所述第二探测器组件包括：多个第二自供电堆芯内探测器装置，其分别用于测量所述核反应堆堆芯中的多个轴向位置中的不同的一个处的通量；以及第二组件连接器，其被配置为连接至电厂连接器。所述第二组件连接器包括分别连接至第二自供电堆芯内探测器装置中的一个的多个第二通量信号端子。所述第二自供电堆芯内探测器装置中的至少一个包括用于测量所述核反应堆堆芯中的同一个轴向位置处的通量的至少两个第二自供电堆芯内探测器的组。所述至少两个第二自供电堆芯内探测器中的每一个包括护套、所述护套的内部的探测器材料区段、所述护套与所述探测器材料之间的绝缘体以及通量信号输出线。所述至少两个第二自供电堆芯内探测器的通量信号输出线结合在一起。在所述核反应堆堆芯中安装所述第二探测器组件的步骤包括：将所述第二组件连接器连接至所述电厂电连接器。

附图说明

下面参照以下附图对本发明进行描述。其中：

图1示意性地示出根据本发明的一实施例的包括设置于反应堆堆芯中的自供电堆芯内探测器组件的核反应堆压力容器；

图2示意性地示出图1所示的探测器组件的一组探测器的详细视图；

图3示意性地示出图1所示的探测器组件的放大图；

图4a示意性地示出说明根据本发明的实施例的探测器组件的探测器可以如何设置在图3中的A-A处的外护套的内部的轴向图；

图4b示意性地示出说明根据本发明的实施例的探测器组件的连接器的引脚可以如何设置在图3中的B-B处的连接器内部的轴向图。

具体实施方式

传统的技术的一个问题是，当将不同的探测器材料置于特定的轴向位置以表示堆芯中的轴向测量时，基于给定的辐射场中的每种材料辐射诱导相互作用，不同的材料会提供更高或更低的电流输出量。对于给定的应用和给定的探测器设计，其中有些材料并不总是输出被认为足够高的信号。探测器设计部件尺寸被精心设计，并且，由于多种原因，例如，探测器组件中的有限的空间或重新设计和分析探测器部件设计的成本，并非总是可以针对给定的应用进行更改以增加探测器的输出。

换言之，仅仅由于信号不如需要的或期望的那么高而针对每种情况重新设计给定的探测器可能会非常价昂，并且在大多数情况下是被禁止的。能够提供更高输出的大多数探测器材料也具有显著的缺点，因为对于自供电探测器提供更高的输出，材料的消耗通常要高得多，致使探测器成为使用寿命非常短的消耗品。现今，为了寻求足够高的输出和使用寿命的平衡，对例如铑、铂和钒的材料进行了数十年的分析和测量。覆盖堆芯的大部分的多个长块的使用难以构建，会将其他不合需要的信号融入信号中，并且在取两个大的信号并减去它们以制成一个较小信号时会存在更大的不确定性问题。盘绕设计的构建成本更高，并且更难以建模和分析，而构建一个线圈组件占用更多空间，致使其太大而无法融入一些有限的空间内。

本公开提供一种用于构建分别在每个轴向空间具有多个探测器部件的组件的方法，其中，对于相同的轴向堆芯位置，引线被缚在一起并且其各自的背景线被缚在一起以创建具有多个单一探测器信号输出的一个电组合探测器。与盘绕或多个长元件设计相比，此类方法制造起来更简单。由于只需直接如已设计的探测器设计对正常尺寸和长度建模，因而建模和分析也得到简化。此外，与传统技术相比，测量和连接器的设计得到简化，因为组件中的电组合的多个探测器将包括具有与每个轴向空间中的单个探测器具有相同数量的引脚的同样的连接器。通过增加相同装配空间中的辐射相互作用量，预计会减少不确定性，从而无需进行任何外部减法即可增加有用的信号。组件可以包括融入允许的空间内的尽可能多的探测器，以根据需要增加输出。

图1示意性地示出核反应堆压力容器10，该核反应堆压力容器10包括设置于压力容器10的反应堆堆芯14中的自供电堆芯内探测器组件12以测量反应堆堆芯14中的局部功率。压力容器10在垂直延伸的中心轴CA上居中。除非另有说明，术语轴向、径向、周向以及其派生词均相对于中心轴CA使用，其中径向R和轴向A示于图1。探测器组件12包括分别包括探测器组16、17、18、19的多个自供电堆芯内探测器装置。在该实施例中，每个探测器组16、17、18、19包括两个SPND或SPD形式的探测器，其中探测器组16包括探测器16a、16b，探测器组17包括探测器17a、17b，探测器组18包括探测器18a、18b，并且探测器组19包括探测器19a、19b。每个探测器16a、16b、17a、17b、18a、18b、19a、19b包括：包括探测器材料的第一区段20、以及从包括至少一个引线的第一区段20轴向延伸的第二区段22。第一区段20具有大于区段22的外径，并且是各自探测器18的径向上最厚的部分。第二区段22在反应堆堆芯14中第一区段20的垂直下方。尽管图1中所示的实施例中的每个探测器组16～19每组仅包括两个探测器，在其他实施例中，每组可以包括三个以上的探测器，每组的探测器的数量基于堆芯中的间隔考虑以及需要多高的信号。在其他实施例中，探测器组件12可以通过反应堆头装载。

如图1所示，探测器组16～19被设置和配置为使得各自的探测器组16～19的探测器中的每一个的第一区段20位于堆芯14中的相同的轴向位置，并且每个探测器组16～19的探测器的第一区段20从其他探测器组16～19的探测器的第一区段20轴向偏离。换言之，探测器组16的探测器16a、16b位于堆芯14中的第一轴向位置，探测器组17的探测器17a、17b位于堆芯14中从所述第一轴向位置轴向偏离的第二轴向位置，探测器组18的探测器18a、18b位于堆芯14中从所述第一及第二轴向位置轴向偏离的第三轴向位置，探测器组19的探测器19a、19b位于堆芯14中从所述第一、第二及第三轴向位置轴向偏离的第四轴向位置。每个探测器组16～19中的探测器具有与探测器组16～19中的另外的探测器相同的配置，即，相同的尺寸、形状(在制造公差环境中)以及材料，探测器16a、16b具有彼此相同的配置，探测器17a、17b具有彼此相同的配置，探测器18a、18b具有彼此相同的配置，并且探测器19a、19b具有彼此相同的配置。所有探测器16a～19b具有相同尺寸的第一区段20，并且每个探测器组16～19中的探测器具有与探测器组16～19的另外的探测器(或当每个探测器组包括两个以上的探测器时的探测器)相同长度和材料的区段22，但不同于所有其他组中的区段22。更具体地，探测器16a、16b具有第一长度的区段22，探测器17a、17b具有小于第一长度的第二长度的区段22、探测器18a、18b具有小于所述第一长度和所述第二长度的第三长度的区段22，并且探测器19a、19b具有小于所述第一长度、所述第二长度和所述第三长度的第四长度的区段22。

探测器16a～19b通过被压碎到探测器16a～19b上的外护套27保持在一起，以将探测器16a～19b牢牢地保持在一起。外护套27例如可以由不锈钢或铬镍铁合金形成。外护套27和探测器16a～19b延伸至堆芯14和压力容器10的外部，以结合组件连接器24。组16～19的探测器响应于反应堆堆芯中的通量而输出的电信号(下称通量信号)与该探测器组的其他探测器链接在一起，以便从组件12的连接器24输出组合通量信号。这样的配置允许连接器24被插入电厂的现有连接器26中。然后，电厂连接器26将信号通过线缆发送至被配置用于基于来自探测器16a～19b的信号来确定反应堆堆芯14中的局部功率的电厂计算机28，以用于在图形用户界面上的显示和用户用来操作堆芯14的分析。

尽管组件12示意性地示出为占用堆芯14的大部分，但应当理解的是，具有多达七个的探测器的典型的外护套式圆柱形组件12和一个热电偶例如可以具有<1cm的外径，并且每个护套式探测器16a～19b可以具有典型的<0.2cm的外径和围绕探测器的锥形区段。

图2示出包括探测器16a、16b的探测器组16的剖视图。组17～19的探测器以与探测器16a、16b相同的方式配置，但区段22具有不同于探测器16a、16b的区段22的长度。探测器16a、16b分别包括连续的通量探测材料区段30和从探测器材料区段30的第一轴端30a延伸的引线32。引线32的第一轴端32a嵌入在探测器材料区段30的第一轴端30a中。探测器16a、16b分别还包括平行于引线32延伸的背景线33。背景线33的第一轴端与探测器材料区段30在轴向上间隔开，使得背景线33不直接与探测器材料区段30电连接。探测器材料区段30和反应堆堆芯14内部的引线32和背景线33的一部分嵌入在绝缘体34中，并在径向上被绝缘体34直接包围。背景线33的第一轴端33a被绝缘体34与探测器材料区段30的第一轴端30a在轴向上间隔开。绝缘体34在探测器材料区段30的第二轴端30b处沿径向和轴向被护套36直接包围。

探测器材料区段30是由于中子和伽玛辐射而发射出电子的导电或半导电材料，并且例如可以由铑、铂、钒、铝、银、镉、钆、钴、铪或钪形成。探测器材料区段30成形为圆柱形杆。绝缘体34是电绝缘的，并且可以由例如压碎的陶瓷材料的陶瓷材料形成。线32、33由导电材料形成，其中每个引线32传送由各自的探测器材料区段30发射的通量信号，并且每个背景线33传送各自的背景信号。护套36形成收集器，并且可以例如由不锈钢或铬镍铁合金形成。响应于反应堆堆芯中的中子通量，探测器材料区段30发射流过绝缘子34而到达护套36的电子，致使引线32传输形成指示反应堆堆芯的轴向位置中的通量的通量信号的电流。

探测器材料区段30仅设置在第一区段20，并且大部分引线32设置在第二区段22。绝缘体34和护套36延伸通过所有区段20、22，其中护套36定义区段20、22的外周向表面。从而，护套36的外周向表面在第一区段20处具有大于第二区段22处的外径。更具体地，护套36包括第一护套区段36a和第二护套区段36b，第一护套区段36a呈圆柱形并且定义第一区段20的外周向表面，第二护套区段36b呈圆柱形并且定义第二区段22的外周向表面。护套36还包括锥形区段36c，该锥形区段36c在轴向上从第二区段36b轴向延伸到第一区段36a的同时，在径向上向外延伸。护套36还包括端部区段36d，该端部区段36d在轴向上邻接绝缘体34的与探测器材料区段30的第二端30b接触的部分。端部区段36d定义护套36的封闭端。轴向上距探测器材料区段30最远的第二区段36b的轴端定义护套36的开放端。探测器16a的线32、33穿过护套36的开放端向外延伸，以分别链接至探测器16b的线32、33，如下面关于图3进一步进行描述。

在其他实施例中，如美国专利申请16/149,609所公开的，该专利申请在此通过引用并入本文，探测器16a～19b可以包括具有尾线的尾部区段，探测器16a～19b可以没有背景线，或者探测器可以包括没有尾线的尾部区段，并且包括填充部，使得所有探测器16a～19b延伸相同的长度。

图3示意性地示出图1所示的探测器组件12的放大图。如关于图1所指出的，在该示例性实施例中，探测器组件12包括四组探测器16～19，其中每组探测器16～19包括两个探测器。应当理解的是，其他实施例包括不同数量的组、以及每组两个以上的探测器。如关于图1所讨论的，探测器组16～19被外护套27包围，外护套27的内周向表面与探测器16a～19b的一些或全部的外周向表面接触。连接器24被固定到外护套27的轴端。每个探测器16a～19b的探测器材料区段30采用相同的材料，并且具有相同的尺寸和形状(如在制造公差的环境中所理解)。

在护套36的外部，每个组16～19的探测器的通量信号输出线与该组中另一个的探测器(或其他探测器，其中每组包括两个以上的探测器)的通量信号输出线结合在一起，以提供用于识别探测器组16～19的探测器材料30的轴向位置处的核反应堆堆芯的通量的组合通量信号。例如，探测器16a、16b的通量信号输出线39a、39b分别结合在一起以提供用于识别探测器16a、16b的探测器材料30的轴向位置处的核反应堆堆芯的通量的组合通量信号。

此外，在护套36的外部，每组16～19的背景线33的背景信号输出线与该组中另一个的探测器(或其他探测器，其中每组包括两个以上的探测器)的输出线结合为在一起，以为各自的探测器组16～19提供一个组合背景信号。例如，探测器16a、16b的背景信号输出线41a、41b分别结合在一起，以为探测器16a、16b的背景线33提供一个组合背景信号。

更具体地，在图3所示的实施例中，在各自的探测器组16～19中，每个引线32的第二轴端32b形成输出线39a，并且与形成输出线39b的另外的引线32的第二轴端32b结合；在各自的探测器组16～19中，每个背景线33的第二轴端33b形成输出线41a，并且与形成输出线41b的另外的背景线33的第二轴端33b结合。例如，探测器16a的引线32的第二轴端32b在接合点40a处与探测器16b中的引线32的第二轴端32b结合，并且探测器16a的背景线33的第二轴端33b在接合点40b处与探测器16b的背景线33的第二轴端33b结合。从而，来自引线32的通量信号在接合点40a处被加在一起以生成大于探测器16a、16b的探测器材料区段30单独生成的通量信号的组合通量信号，并且来自背景线33的背景信号在接合点40b处被加在一起以生成大于探测器16a、16b的背景线33单独生成的背景信号的组合背景信号。接合点40a的下游的引线区段42a将组合通量信号传输至连接器24的第一通量信号引脚44a的形式的第一通量信号端子，接合点40b的下游的引线区段42b将组合背景信号传输至连接器24的第一背景信号引脚44b形式的第一背景信号端子。

换言之，探测器组件12因此包括分别用于测量核反应堆堆芯14中的多个轴向位置中的不同的一个位置处的通量的多个自供电堆芯内探测器装置，并且组件连接器24被配置为连接至电厂连接器26。组件连接器24包括分别连接至自供电堆芯内探测器装置中的一个的多个通量信号端子44a。所述自供电堆芯内探测器装置中的至少一个包括用于测量核反应堆堆芯14中的同一个轴向位置处的通量的至少两个自供电堆芯内探测器16a～19b的组16～19。至少两个自供电堆芯内探测器16a～19b中的每一个包括护套36、护套36内部的探测器材料区段30、护套36与探测器材料30之间的绝缘体34以及通量信号输出线39a或39b。至少两个自供电堆芯内探测器16a～19b的通量信号输出线39a或39b结合在一起。

在图3所示的实施例中，连接器24包括用于八个探测器材料区段30的四个通量信号引脚44a和用于八个背景线33的四个背景信号引脚44b。换言之，对于每个探测器组16～19有一个通量信号引脚44a，并且对于每个探测器组16～19有一个背景信号引脚44b。对于图3所示的实施例，连接器26(图1)包括分别用于接收引脚44a中的一个的通量信号插座的形式的四个通量信号端子、以及分别用于接收引脚44b中的一个的背景信号插座的形式的四个背景信号端子。因此，连接器24包括用于每个探测器组的两个引脚，而连接器26包括两个引脚插座，其用于与该组件中的每个探测器组的引脚配合。

图4a示意性地示出说明根据本发明的实施例的探测器16～19可以如何设置在图3中的A-A处的外护套27的内部的轴向图。图4b示意性地示出说明根据本发明的实施例的引脚44a、44b可以如何设置在图3中的B-B处的连接器24内部的轴向图。

如图4a所示，当从轴向上观察时，外护套27可以至少部分地呈圆柱形，并且探测器16a～19b可以设置成圆形，并且外护套27的内周向表面与探测器16a～19b的护套36中的每一个的外周向表面接触。包括两个导线46a、46b的热电偶46也可以设置在外护套27的内部以测量反应堆堆芯内的温度。

如图4b所示，连接器24可以包括引脚44a的形式的四个通量信号端子(每个探测器组16～19各一个)、引脚44b的形式的四个背景信号端子(每个探测器组一个背景信号引脚44b)、热电偶引脚46c、46d的形式的两个热电偶端子、以及收集器信号引脚36e的形式的一个收集器信号端子，共11个引脚。来自探测器16a～19b的所有护套36的电力线将护套36电连接至收集器信号引脚36e。这样的配置使用于探测器组件12的电连接器的引脚的数量最小化。例如，倘若在本示例中为引线32和背景线33中的每一个设置有引脚，则电连接器将包括十九个引脚，远大于本示例的电连接器。倘若四个探测器组中的每个探测器的数量从两个增加到三个，则引脚的差异甚至会大于包括针对每个探测器的引脚的电连接器，因为根据本发明的实施例的电连接器仍将包括十一个引脚，而包括针对每个探测器的引脚的电连接器将包括二十七个引脚。大大减少承载信号的布线和测量所有这些信号所需的电子设备的数量，从而减少成本和反应堆外部的空间。

根据本发明的实施例，来自每个探测器组的探测器的合并允许相同的连接器24与不同的探测器组件一起使用。例如，当以与由包括诸如铑的第一探测器材料的第一探测器16a～19组成的组件12相同的方式配置的第一探测器组件已达到其使用寿命而需要更换，但只有包含诸如钒的不同于第一探测器材料的第二探测器材料的探测器可用时，与第一探测器组件相比，可以在不改变第二探测器组件的电连接器上的输出端子的数量的情况下，可以使用每组包括不同数量的第二探测器的第二探测器组来获得可接受的高的电信号。例如，倘若每个第一探测器组仅包括两个探测器，但由于第二探测器材料发出的电信号低于第一探测器材料发出的电信号，为了获得可接受的高的信号强度而致使第二探测器组分别需要三个探测器，则由于每组的探测器的引线彼此链接并传输至单一引脚，因而第一探测器组件及第二探测器组件的电连接器24仍可以相同，并且具有相同数量的引脚。从而，第一探测器组件和第二探测器组件中的每一个的电连接器与电厂电连接器26兼容。

鉴于此，本公开还提供一种将用于测量核反应堆堆芯中的通量的第一探测器组件替换为用于测量核反应堆堆芯中的通量的第二探测器组件的方法。所述方法可以包括：从所述核反应堆堆芯卸载所述第一探测器组件。所述第一探测器组件例如可以以与关于图3所讨论的探测器组件12相同的方式形成，并且可以包括分别用于测量所述核反应堆堆芯14中的多个轴向位置中的不同的一个上的通量的多个第一自供电堆芯内探测器装置、以及被配置为连接至电厂连接器26的第一组件连接器24。第一组件连接器26包括分别连接至所述第一自供电堆芯内探测器装置中的一个的多个第一通量信号端子44a。至少一个所述第一自供电堆芯内探测器装置包括用于测量所述核反应堆堆芯中的同一个轴向位置处的通量的至少两个第一自供电堆芯内探测器16a～19b的各自的组16～19，例如，第一堆芯内探测器16a、16b的组16、第一堆芯内探测器17a、17b的组17、第一堆芯内探测器18a、18b的组18、和/或第一堆芯内探测器19a、19b的组19。至少两个第一自供电堆芯内探测器16a至19b中的每一个包括护套36、护套36的内部的探测器材料区段30、护套36与探测器材料30之间的绝缘体34、以及通量信号输出线39a或39b。所述至少两个第一自供电堆芯内探测器的通量信号输出线39a或39b结合在一起。从核反应堆堆芯14卸载第一探测器组件12的步骤包括：从电厂电连接器26断开第一组件连接器24。

所述替换方法还可以包括：代替所述第一探测器组件，在所述核反应堆堆芯中安装所述第二探测器组件。所述第二探测器组件可以以类似于图3所示的探测器组件的方式配置，并且可以包括分别用于测量所述核反应堆堆芯14中的多个轴向位置中的不同的一个上的通量的多个第二自供电堆芯内探测器装置、以及被配置为连接至电厂连接器26的第二组件连接器。所述第二组件连接器包括分别连接至第二自供电堆芯内探测器装置中的一个的多个通量信号端子44a。所述自供电堆芯内探测器装置中的至少一个包括用于测量所述核反应堆堆芯中的同一个轴向位置处的通量的至少两个第二自供电堆芯内探测器的各自的组。所述至少两个第二自供电堆芯内探测器中的每一个包括护套36、护套36的内部的探测器材料区段30、护套36与探测器材料30之间的绝缘体34、以及通量信号输出线39a或39b。所述至少两个第二自供电堆芯内探测器的通量信号输出线39a或39b结合在一起。在核反应堆堆芯14中安装所述第二探测器组件的步骤包括：将所述第二组件连接器连接至电厂电连接器26。

在所述替换方法中，所述第一自供电堆芯内探测器的探测器材料区段例如可以由诸如铑的第一材料形成，而所述第二自供电堆芯内探测器的探测器材料区段如可以由诸如钒的不同于所述第一材料的第二材料形成。应当注意的是，可以使用上述用于探测器材料区段20的任意材料。所述第一自供电堆芯内探测器的组均分别具有第一数量的探测器，而所述第二自供电堆芯内探测器的组均分别具有不同于所述第一数量的第二数量的探测器。例如，第一组可以分别包括两个探测器，而第二组可以分别包括三个探测器；或者，第一组可以分别包括四个探测器，而第二组可以分别包括两个探测器。所述第一组件连接器和所述第二组件连接器可以具有相同数量的端子，例如，如关于图4所讨论的，两组均可以包括13个端子。

在另一替换方法中，每轴向水平具有单个探测器的传统探测器组件可以被替换为具有至少一个探测器装置的新的探测器组件，该探测器装置具有对同一轴向水平耦合的至少两个单独的探测器的组。这将允许用具有另一种材料(铂或钒)的耦合的一对探测器的新探测器组件替换具有采用诸如铑的材料的一种材料的单个探测器的传统的探测器组件，而无需改变电厂电连接器26，因为替换组件中的耦合的一对探测器连接至连接器24的一个引脚，并且无需改变计算机输入和转换信号的电子范围，因为铑探测器传递的信号的顺序与耦合的一对探测器传递的信号的顺序相同。

在前述说明书中，已参照特定的示例性实施例及其示例对本发明进行了描述。然而，显而易见地，在不脱离下面的权利要求书中阐述的本发明的更广泛的精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改和变更。因此，说明书和附图应被认为是说明性的，而不是限制性的。