发明创造名称:一种核电厂堆芯参数监测系统和监测方法
外观设计名称:
决定号:183064
决定日:2019-07-09
委内编号:1F251716
优先权日:
申请(专利)号:201510863265.9
申请日:2015-11-30
复审请求人:中广核工程有限公司 中国广核集团有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:崔朝利
合议组组长:高虹
参审员:张小丽
国际分类号:G21C17/108,G21C17/112,G21C17/035
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求请求保护的技术方案相对于作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征,该区别技术特征属于本领域的公知常识,那么该项权利要求的技术方案相对于该对比文件与本领域的公知常识的结合是显而易见的,该权利要求不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201510863265.9,名称为“一种核电厂堆芯参数监测系统和监测方法”的发明专利申请(下称本申请)。申请人为中广核工程有限公司、中国广核集团有限公司。本申请的申请日为2015年11月30日,公开日为2016年04月20日。
国家知识产权局专利实质审查部门于2018年01月29日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-9、11-14不具备专利法第22条第3款规定的创造性,在其他说明部分指出权利要求10不符合专利法第26条第4款的规定,并同时指出即使申请人修改权利要求10克服不符合专利法第26条第4款的缺陷,权利要求10仍不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
驳回决定引用了以下对比文件:
对比文件1:“某型“三代”核电机组与M310机组堆芯测量系统”,肖博等,《科教导刊》,2015年5月(下),第36-37页、第72页,公开日:2015年05月31日。
驳回决定所依据的文本为:申请日2015年11月30日提交的说明书第1-9页、说明书附图第1-6页、说明书摘要、摘要附图;2017年12月05日提交的权利要求第1-14项。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种核电厂堆芯参数监测系统,包括测量组件和与所述测量组件电连接的信号处理单元,其特征在于:
所述测量组件包括多个第一测量组件和多个第二测量组件,每一所述第一测量组件和每一所述第二测量组件分别包括多个自给能中子探测器,用于实时采集堆芯中子通量密度信号,多个所述自给能中子探测器沿核电厂堆芯四周呈轴向和/或径向分布;
所述信号处理单元包括堆芯中子通量密度信号处理柜,用于接收每一所述自给能中子探测器采集的所述堆芯中子通量密度信号,并对所述堆芯中子通量密度信号进行处理后发送至堆芯在线监测系统,从而实时监测堆芯工况;
所述测量组件包括40个所述第一测量组件、2个所述第二测量组件和4个第三测量组件;每一第一测量组件和每一第二测量组件分别包括多个用于采集堆芯温度信号的热电偶和沿轴向布置的7个所述自给能中子探测器;所述核电厂堆芯参数监测系统采用一体化测量组件进行堆芯内中子通量、燃料组件出口温度以及压力容器水位的测量。
2. 根据权利要求1所述的核电厂堆芯参数监测系统,其特征在于,每一所述热电偶采集的所述堆芯温度信号直接被发送至安全控制系统。
3. 根据权利要求2所述的核电厂堆芯参数监测系统,其特征在于:
每一所述第一测量组件包括1个堆芯出口热电偶,用于测量堆芯出口温度;
每一所述第二测量组件包括1个所述堆芯出口热电偶和1个压力容器上封头温度测量热电偶,分别用于测量所述堆芯出口温度和压力容器上封头温度。
4. 根据权利要求1所述的核电厂堆芯参数监测系统,其特征在于:
每一所述第三测量组件包括多个水位探测器,用于采集压力容器的水位信号;
所述信号处理单元还包括水位信号处理柜,用于接收每一所述水位探测器采集的所述水位信号,并对所述水位信号进行处理后发送至安全控制系统。
5. 根据权利要求4所述的核电厂堆芯参数监测系统,其特征在于,每一所述水位探测器包括第一热电偶和第二热电偶,被加热的所述第一热电偶位于水位监测点,不被加热的所述第二热电偶浸没于介质中,通过所述第一热电偶和 所述第二热电偶的温差来产生所述水位信号。
6. 根据权利要求4所述的核电厂堆芯参数监测系统,其特征在于,所述第三测量组件包括5个所述水位探测器。
7. 根据权利要求4所述的核电厂堆芯参数监测系统,其特征在于,每一所述第三测量组件还包括1个热电阻,用于冷端补偿。
8. 根据权利要求1所述的核电厂堆芯参数监测系统,其特征在于:每一所述第一测量组件和每一所述第二测量组件还分别包括1个热电阻,用于冷端补偿。
9. 根据权利要求1所述的核电厂堆芯参数监测系统,其特征在于,所述核电厂堆芯参数监测系统还包括组件配件,连接在所述测量组件与所述测量信号处理单元之间。
10. 根据权利要求11所述的核电厂堆芯参数监测系统,其特征在于,所述组件配件包括组件转接头、电缆转接板和贯穿件,所述组件转接头与所述电缆转接板之间通过第一电缆相连,所述电缆转接板和所述贯穿件之间通过第二电缆相连。
11. 一种利用权利要求1所述的核电厂堆芯参数监测系统的核电厂堆芯参数监测方法,其特征在于,包括以下步骤:
测量组件中的多个自给能中子探测器实时采集堆芯中子通量密度信号;
将所述堆芯中子通量密度信号发送至信号处理单元中的堆芯中子通量密度信号处理柜;
所述堆芯中子通量密度信号处理柜对所接收的所述堆芯中子通量密度信号进行处理;
将处理后的所述堆芯中子通量密度信号发送至堆芯在线监测系统;以及
所述堆芯在线监测系统对所接收的处理后的所述堆芯中子通量密度信号进行实时监测;
其中,所述测量组件包括40个所述第一测量组件、2个所述第二测量组件和4个第三测量组件;所述核电厂堆芯参数监测系统采用一体化测量组件进行堆芯内中子通量、燃料组件出口温度以及压力容器水位的测量。
12. 根据权利要求11所述的核电厂堆芯参数监测方法,其特征在于,还包括以下步骤:
所述测量组件中的水位探测器采集压力容器的水位信号;
将所述水位信号发送至所述信号处理单元中的水位信号处理柜;
所述水位信号调理柜对所接受的所述水位信号进行处理;
将处理后的所述水位信号发送至安全控制系统;以及
所述安全控制系统对所接收的处理后的所述水位信号进行实时监测。
13. 根据权利要求12所述的核电厂堆芯参数监测方法,其特征在于,所述水位探测器由第一热电偶和第二热电偶组成,被加热的所述第一热电偶位于水位监测点,不被加热的所述第二热电偶浸没于介质中,通过所述第一热电偶和所述第二热电偶的温差产生所述水位信号。
14. 根据权利要求11所述的核电厂堆芯参数监测方法,其特征在于,还包括以下步骤:
所述测量组件中的多个热电偶采集堆芯温度信号;
将所述堆芯温度信号直接发送至安全控制系统;以及
所述安全控制系统对所述堆芯温度信号进行实时监测。”
驳回决定指出:1、权利要求1所请求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比,其区别技术特征是:(1)多个所述自给能中子探测器沿核电厂堆芯四周呈轴向和/或径向分布;所述测量组件包括40个所述第一测量组件、2个所述第二测量组件;并且每个第一和第二测量组件中的热电偶为多个,每个第一和第二测量组件中的7个自给能探测器沿轴向布置;其中测量组件对燃料组件出口温度进行测量;(2)对所述堆芯中子通量密度信号进行处理后发送至堆芯在线监测系统。上述区别技术特征属于本领域惯用的技术手段,在对比文件1的基础上结合本领域惯用的技术手段得到该权利要求所请求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,该权利要求所请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2、直接或间接引用权利要求1的从属权利要求2-9的附加技术特征,或被对比文件1公开,或属于本领域惯用的技术手段,在所引用的权利要求不具备创造性时,权利要求2-9所请求保护的技术方案不具备专利法第22条第3款规定的创造性。3、权利要求11请求保护一种利用权利要求1所述的核电厂堆芯参数检测系统的核电厂堆芯参数监测方法,其引用的权利要求1,该权利要求所请求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比,除了所引用的权利要求1的特征之外,区别技术特征还在于:将处理后的所述堆芯中子通量密度信号发送至堆芯在线监测系统;以及所述堆芯在线监测系统对所接收的处理后的所述堆芯中子通量密度信号进行实时监测;所述测量组件包括40个所述第一测量组件、2个所述第二测量组件;其中测量组件对燃料组件出口温度进行测量。该部分区别技术特征属于本领域惯用的技术手段,在对比文件1的基础上结合本领域惯用的技术手段得到该权利要求所请求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,权利要求11所请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。4、直接或间接引用权利要求11的从属权利要求12-14的附加技术特征,或被对比文件1公开,或属于本领域惯用的技术手段,在所引用的权利要求不具备创造性时,权利要求12-14所请求保护的技术方案不具备专利法第22条第3款规定的创造性。5、其他说明部分,指出权利要求10不符合专利法第26条第4款的规定。同时指出即使申请人修改权利要求10克服不符合专利法第26条第4款的缺陷,权利要求10的附加技术特征部分被对比文件1公开,部分属于本领域惯用的技术手段,在所引用的权利要求不具备创造性时,权利要求10所请求保护的技术方案不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年05月14日向国家知识产权局提出了复审请求,并提交了权利要求书的全文修改替换页。基于驳回决定针对的权利要求书,修改涉及:1)、将原权利要求4和说明书中部分的技术特征添加到原权利要求1中,权利要求1增加的特征为:“40个所述第一测量组件和2个所述第二测量组件沿堆芯径向布置分为A、B、C、D四列;其中,A、B、C、D四列还各含一个第三测量组件” ;“每一第三测量组件包括沿轴向布置的5个用于采集压力容器水位信号的水位探测器”。2)、删除权利要求4中对应的内容以及权利要求6。3)、权利要求10中增加特征“40个所述第一测量组件和2个所述第二测量组件沿堆芯径向布置分为A、B、C、D四列;其中,A、B、C、D四列还各含一个第三测量组件”。4)、适应性地修改了权利要求的序号和引用关系。
复审请求人认为:对比文件1并没有公开每个通量探测器包括多少个自给能探测器,以及通量探测器内的自给能探测器和每根温度探测器内的7个自给能探测器的关系。另外对比文件1仅仅公开了通过置于堆内的自给能探测器和热电偶、相应的电缆、信号处理柜及控制柜实现对堆芯中子通量分布的实时监测及三维通量图的绘制,并没有公开测量组件沿堆芯径向分为A、B、C、D四列布置,没有公开每一根探测器组件包括几个中子探测器,以及中子探测器在探测器组件中如何分布。本申请沿堆芯径向布置的A、B、C、D四列各含一个第三测量组件,每一第三测量组件包括沿轴向布置的5个用于采集压力容器水位信号的水位探测器,组成沿堆芯径向和轴向布置的压力容器水位测量系统。对比文件1也没有公开温度探测器内的7个自给能探测器如何分布,更没有公开本申请的7个自给能探测器沿同一个测量组件自上而下轴向分布的方案,所以对比文件1结合现有技术并不能得到任何技术启示去解决将每一个第一和第二测量组件内的7个自给能探测器沿轴向分布所达到的测量更均匀,检测系统的监控实时性和精确度更高的目的。
提交复审请求时新修改的权利要求书如下:
“1.一种核电厂堆芯参数监测系统,包括测量组件和与所述测量组件电连接的信号处理单元,其特征在于:
所述测量组件包括多个第一测量组件和多个第二测量组件,每一所述第一测量组件和每一所述第二测量组件分别包括多个自给能中子探测器,用于实时采集堆芯中子通量密度信号,多个所述自给能中子探测器沿核电厂堆芯四周呈轴向和/或径向分布;
所述信号处理单元包括堆芯中子通量密度信号处理柜,用于接收每一所述自给能中子探测器采集的所述堆芯中子通量密度信号,并对所述堆芯中子通量密度信号进行处理后发送至堆芯在线监测系统,从而实时监测堆芯工况;
所述测量组件包括40个所述第一测量组件、2个所述第二测量组件和4个第三测量组件;40个所述第一测量组件和2个所述第二测量组件沿堆芯径向布置分为A、B、C、D四列;其中,A、B、C、D四列还各含一个第三测量组件;
每一第一测量组件和每一第二测量组件分别包括多个用于采集堆芯温度信号的热电偶和沿轴向布置的7个所述自给能中子探测器;每一第三测量组件包括沿轴向布置的5个用于采集压力容器水位信号的水位探测器;
所述核电厂堆芯参数监测系统采用一体化测量组件进行堆芯内中子通量、燃料组件出口温度以及压力容器水位的测量。
2.根据权利要求1所述的核电厂堆芯参数监测系统,其特征在于,每一所述热电偶采集的所述堆芯温度信号直接被发送至安全控制系统。
3.根据权利要求2所述的核电厂堆芯参数监测系统,其特征在于:
每一所述第一测量组件包括1个堆芯出口热电偶,用于测量堆芯出口温度;
每一所述第二测量组件包括1个所述堆芯出口热电偶和1个压力容器上封头温度测量热电偶,分别用于测量所述堆芯出口温度和压力容器上封头温度。
4.根据权利要求1所述的核电厂堆芯参数监测系统,其特征在于:
所述信号处理单元还包括水位信号处理柜,用于接收每一所述水位探测器采集的所述水位信号,并对所述水位信号进行处理后发送至安全控制系统。
5.根据权利要求4所述的核电厂堆芯参数监测系统,其特征在于,每一所述水位探测器包括第一热电偶和第二热电偶,被加热的所述第一热电偶位于水位监测点,不被加热的所述第二热电偶浸没于介质中,通过所述第一热电偶和所述第二热电偶的温差来产生所述水位信号。
6.根据权利要求4所述的核电厂堆芯参数监测系统,其特征在于,每一所述第三测量组件还包括1个热电阻,用于冷端补偿。
7.根据权利要求1所述的核电厂堆芯参数监测系统,其特征在于:每一所述第一测量组件和每一所述第二测量组件还分别包括1个热电阻,用于冷端补偿。
8.根据权利要求1所述的核电厂堆芯参数监测系统,其特征在于,所述核电厂堆芯参数监测系统还包括组件配件,连接在所述测量组件与所述测量信号处理单元之间。
9.根据权利要求8所述的核电厂堆芯参数监测系统,其特征在于,所述组件配件包括组件转接头、电缆转接板和贯穿件,所述组件转接头与所述电缆转接板之间通过第一电缆相连,所述电缆转接板和所述贯穿件之间通过第二电缆相连。
10.一种利用权利要求1所述的核电厂堆芯参数监测系统的核电厂堆芯参数监测方法,其特征在于,包括以下步骤:
测量组件中的多个自给能中子探测器实时采集堆芯中子通量密度信号;
将所述堆芯中子通量密度信号发送至信号处理单元中的堆芯中子通量密度信号处理柜;
所述堆芯中子通量密度信号处理柜对所接收的所述堆芯中子通量密度信号进行处理;
将处理后的所述堆芯中子通量密度信号发送至堆芯在线监测系统;以及
所述堆芯在线监测系统对所接收的处理后的所述堆芯中子通量密度信号进行实时监测;
其中,所述测量组件包括40个所述第一测量组件、2个所述第二测量组件和4个第三测量组件;40个所述第一测量组件和2个所述第二测量组件沿堆芯径向分为A、B、C、D四列布置;其中A、B、C、D四列还各含一个第三测量组件;所述核电厂堆芯参数监测系统采用一体化测量组件进行堆芯内中子通量、燃料组件出口温度以及压力容器水位的测量。
11.根据权利要求10所述的核电厂堆芯参数监测方法,其特征在于,还包括以下步骤:
所述测量组件中的水位探测器采集压力容器的水位信号;
将所述水位信号发送至所述信号处理单元中的水位信号处理柜;
所述水位信号调理柜对所接受的所述水位信号进行处理;
将处理后的所述水位信号发送至安全控制系统;以及
所述安全控制系统对所接收的处理后的所述水位信号进行实时监测。
12.根据权利要求11所述的核电厂堆芯参数监测方法,其特征在于,所述水位探测器由第一热电偶和第二热电偶组成,被加热的所述第一热电偶位于水位监测点,不被加热的所述第二热电偶浸没于介质中,通过所述第一热电偶和所述第二热电偶的温差产生所述水位信号。
13.根据权利要求10所述的核电厂堆芯参数监测方法,其特征在于,还包括以下步骤:
所述测量组件中的多个热电偶采集堆芯温度信号;
将所述堆芯温度信号直接发送至安全控制系统;以及
所述安全控制系统对所述堆芯温度信号进行实时监测。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年05月24日依法受理了该复审请求,并将其转送至原专利实质审查部门进行前置审查。
原专利实质审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年01月31日向复审请求人发出复审通知书,指出:1、权利要求所请求保护的技术方案与对比文件1所公开的技术内容相比,区别技术特征在于:测量组件包括多个第一测量组件和多个第二测量组件,每一所述第一测量组件和每一所述第二测量组件分别包括多个自给能中子探测器,用于实时采集堆芯中子通量密度信号,多个所述自给能中子探测器沿核电厂堆芯四周呈轴向和/或径向分布;测量组件包括40个所述第一测量组件、2个所述第二测量组件和4个第三测量组件;40个所述第一测量组件和2个所述第二测量组件沿堆芯径向布置分为A、B、C、D四列;其中,A、B、C、D四列还各含一个第三测量组件;每一第一测量组件和每一第二测量组件分别包括多个用于采集堆芯温度信号的热电偶和沿轴向布置的7个所述自给能中子探测器;每一第三测量组件包括沿轴向布置的5个用于采集压力容器水位信号的水位探测器。上述区别技术特征属于本领域公知常识,在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识,得到权利要求1请求保护的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,权利要求1所请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。2、直接或间接引用权利要求1的从属权利要求2-9的附加技术特征,或被对比文件1公开,或属于本领域的公知常识,在所引用的权利要求不具备创造性时,权利要求2-9所请求保护的技术方案不具备专利法第22条第3款规定的创造性。3、权利要求10请求保护一种利用权利要求1所述的核电厂堆芯参数监测系统的核电厂堆芯参数监测方法。除所引用的权利要求1之外,该权利要求进一步限定的特征或被对比文件1公开,或属于本领域的公知常识,在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识,得到权利要求10请求保护的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,权利要求10所请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。4、直接或间接引用权利要求10的从属权利要求11-13的附加技术特征,或被对比文件1公开,或属于本领域的公知常识,在所引用的权利要求不具备创造性时,权利要求11-13所请求保护的技术方案不具备专利法第22条第3款规定的创造性。5、合议组针对复审请求人的意见陈述进行了回应。
复审请求人于2019年03月15日提交了意见陈述书,并提交了权利要求书的全文修改替换页。针对复审请求时提交的权利要求书,修改涉及:1)、将原权利要求1-9的技术特征添加到原权利要求10中形成新的权利要求1,将权利要求1的主题修改为“一种核电厂堆芯参数监测方法”;2)、将原权利要求1-9和12删除,并对权利要求的序号和引用关系做了适应性修改。
2019年03月15日提交的权利要求书如下:
“1. 一种核电厂堆芯参数监测方法,其特征在于,包括以下步骤:
测量组件中的多个自给能中子探测器实时采集堆芯中子通量密度信号;
将所述堆芯中子通量密度信号发送至信号处理单元中的堆芯中子通量密度信号处理柜;
所述堆芯中子通量密度信号处理柜对所接收的所述堆芯中子通量密度信号进行处理;
将处理后的所述堆芯中子通量密度信号发送至堆芯在线监测系统;以及
所述堆芯在线监测系统对所接收的处理后的所述堆芯中子通量密度信号进行实时监测;
其中,所述测量组件包括多个第一测量组件和多个第二测量组件,每一所述第一测量组件和每一所述第二测量组件分别包括多个自给能中子探测器,用于实时采集堆芯中子通量密度信号,多个所述自给能中子探测器沿核电厂堆芯四周呈轴向和/或径向分布;
所述信号处理单元包括堆芯中子通量密度信号处理柜,用于接收每一所述自给能中子探测器采集的所述堆芯中子通量密度信号,并对所述堆芯中子通量密度信号进行处理后发送至堆芯在线监测系统,从而实时监测堆芯工况;
所述测量组件包括40个所述第一测量组件、2个所述第二测量组件和4个第三测量组件;40个所述第一测量组件和2个所述第二测量组件沿堆芯径向布置分为A、B、C、D四列;其中,A、B、C、D四列还各含一个第三测量组件;
每一第一测量组件和每一第二测量组件分别包括多个用于采集堆芯温度信号的热电偶和沿轴向布置的7个所述自给能中子探测器;每一第三测量组件包括沿轴向布置的5个用于采集压力容器水位信号的水位探测器;
所述核电厂堆芯参数监测系统采用一体化测量组件进行堆芯内中子通量、燃料组件出口温度以及压力容器水位的测量;
每一所述热电偶采集的所述堆芯温度信号直接被发送至安全控制系统;
每一所述第一测量组件包括1个堆芯出口热电偶,用于测量堆芯出口温度;
每一所述第二测量组件包括1个所述堆芯出口热电偶和1个压力容器上封头温度测量热电偶,分别用于测量所述堆芯出口温度和压力容器上封头温度;
所述信号处理单元还包括水位信号处理柜,用于接收每一所述水位探测器 采集的所述水位信号,并对所述水位信号进行处理后发送至安全控制系统;
每一所述水位探测器包括第一热电偶和第二热电偶,被加热的所述第一热电偶位于水位监测点,不被加热的所述第二热电偶浸没于介质中,通过所述第一热电偶和所述第二热电偶的温差来产生所述水位信号;
每一所述第三测量组件还包括1个热电阻,用于冷端补偿;
每一所述第一测量组件和每一所述第二测量组件还分别包括1个热电阻,用于冷端补偿;
所述核电厂堆芯参数监测系统还包括组件配件,连接在所述测量组件与所述测量信号处理单元之间;
所述组件配件包括组件转接头、电缆转接板和贯穿件,所述组件转接头与所述电缆转接板之间通过第一电缆相连,所述电缆转接板和所述贯穿件之间通过第二电缆相连。
2. 根据权利要求1所述的核电厂堆芯参数监测方法,其特征在于,还包括以下步骤:
所述测量组件中的水位探测器采集压力容器的水位信号;
将所述水位信号发送至所述信号处理单元中的水位信号处理柜;
所述水位信号调理柜对所接受的所述水位信号进行处理;
将处理后的所述水位信号发送至安全控制系统;以及
所述安全控制系统对所接收的处理后的所述水位信号进行实时监测。
3. 根据权利要求1所述的核电厂堆芯参数监测方法,其特征在于,还包括以下步骤:
所述测量组件中的多个热电偶采集堆芯温度信号;
将所述堆芯温度信号直接发送至安全控制系统;以及
所述安全控制系统对所述堆芯温度信号进行实时监测。”
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
(一)审查文本的认定
复审请求人于2019年03月15日提交了权利要求书的全文修改替换页。经查,所做修改符合专利法第33条的规定。本复审审查决定针对的文本是:2019年03月15日提交的权利要求第1-3项;申请日2015年11月30日提交的说明书第1-9页、说明书附图第1-6页、说明书摘要和摘要附图。
(二)关于专利法第22条第3款规定的创造性
专利法第22条第3款规定:创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求请求保护的技术方案相对于作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征,该区别技术特征属于本领域的公知常识,那么该项权利要求的技术方案相对于该对比文件与本领域的公知常识的结合是显而易见的,该权利要求不具备创造性。
具体到本申请:
1、权利要求1请求保护一种核电厂堆芯参数监测方法。对比文件1公开了一种某型“三代”核电机组与M310机组堆芯测量系统以及相应方法(相当于核电厂堆芯参数监测方法),并具体公开了以下技术特征(参见第36页左栏第1段-至37页右栏倒数第2段):图3示出,整个系统由多个探测器组件(包括多个通量及温度探测组件,有7个自给能中子通量探测器,相当于测量组件中的多个自给能中子探测器实时采集堆芯中子通量密度信号)、多个中子通量处理柜(相当于将所述堆芯中子通量密度信号发送至信号处理单元中的堆芯中子通量密度信号处理柜;所述堆芯中子通量密度信号处理柜对所接收的所述堆芯中子通量密度信号进行处理)、中子通量控制柜、多个堆芯冷却监测柜(相当于将处理后的所述堆芯中子通量密度信号发送至堆芯在线监测系统);通过置于堆内的SPND(自给能中子通量探测器)和热电偶、相应的电缆、信号处理柜及控制柜实现对堆芯中子通量分布的实时监测及三维通量图的绘制(相当于所述堆芯在线监测系统对所接收的处理后的所述堆芯中子通量密度信号进行实时监测);
某型“三代”核电机组堆芯测量系统的功能除中子通量及温度测量外,还承担水位监测功能;功能的实现依靠两列共48根探测器组件(相当于测量组件)及相应的电缆、处理机柜,探测器测量组件与相应的处理机柜(处理机柜为了处理探测的参数必然要包含信号处理单元)以及控制柜相连来实现(相当于包括测量组件和与所述测量组件电连接的信号处理单元);
图3示出,整个系统由多个探测器组件、多个中子通量处理柜(相当于信号处理单元包括堆芯中子通量密度信号处理柜,用于接收每一所述自给能中子探测器采集的所述堆芯中子通量密度信号)、中子通量控制柜、多个堆芯冷却监测柜及相应的电缆、记录仪构成;在反应堆运行期间,在线对上述三种参数进行监测(相当于对所述堆芯中子通量密度信号进行处理后发送至堆芯在线监测系统,从而实时监测堆芯工况);
从结构组成及布置上讲,“三代”核电机组堆芯测量系统与前者差距较大,集成度更高;在探测器组件中,有44根仅集成了热电偶和中子探测器,另外4根集成了水位探测器(相当于所述核电厂堆芯参数监测系统采用一体化测量组件进行堆芯内中子通量、燃料组件出口温度以及压力容器水位的测量);水位探测器采用热传导式水位探测器(热电偶 加热器);利用水汽传热性能的显著差异,通过比较加热热电偶与未加热热电偶测量的温差判定测点是否被冷却剂淹没(相当于每一所述水位探测器包括第一热电偶和第二热电偶,被加热的所述第一热电偶位于水位监测点,不被加热的所述第二热电偶浸没于介质中,通过所述第一热电偶和所述第二热电偶的温差来产生所述水位信号);三代核电机组温度探测无论是中子组件还是水位组件,感温元件均为K型热电偶;使用Pt100在中子-温度组件堆外进行补偿(相当于每一所述第三测量组件还包括1个热电阻,用于冷端补偿;每一所述第一测量组件和每一所述第二测量组件还分别包括1个热电阻,用于冷端补偿);整个系统由多个探测器组件、多个中子通量处理机柜、中子通量控制柜、多个堆芯温度处理机柜及相应的电缆、SU、记录仪及相应的BUP仪表组成,从图3中可以看出在安全壳上具有贯穿件,用于将探测器组件的线缆密封贯穿连接到安全壳外部的信号处理柜(相当于核电厂堆芯参数监测系统还包括组件配件,连接在所述测量组件与所述测量信号处理单元之间)。
该权利要求所请求保护的技术方案与对比文件1所公开的技术内容相比,区别技术特征在于:(1)测量组件包括多个第一测量组件和多个第二测量组件,每一所述第一测量组件和每一所述第二测量组件分别包括多个自给能中子探测器,用于实时采集堆芯中子通量密度信号,多个所述自给能中子探测器沿核电厂堆芯四周呈轴向和/或径向分布;测量组件包括40个所述第一测量组件、2个所述第二测量组件和4个第三测量组件;40个所述第一测量组件和2个所述第二测量组件沿堆芯径向布置分为A、B、C、D四列;其中,A、B、C、D四列还各含一个第三测量组件;每一第一测量组件和每一第二测量组件分别包括多个用于采集堆芯温度信号的热电偶和沿轴向布置的7个所述自给能中子探测器;每一第三测量组件包括沿轴向布置的5个用于采集压力容器水位信号的水位探测器;(2)每一所述热电偶采集的所述堆芯温度信号直接被发送至安全控制系统;每一所述第一测量组件包括1个堆芯出口热电偶,用于测量堆芯出口温度;每一所述第二测量组件包括1个所述堆芯出口热电偶和1个压力容器上封头温度测量热电偶,分别用于测量所述堆芯出口温度和压力容器上封头温度;所述信号处理单元还包括水位信号处理柜,用于接收每一所述水位探测器采集的所述水位信号,并对所述水位信号进行处理后发送至安全控制系统;组件配件包括组件转接头、电缆转接板和贯穿件,所述组件转接头与所述电缆转接板之间通过第一电缆相连,所述电缆转接板和所述贯穿件之间通过第二电缆相连。
基于上述区别技术特征,该权利要求所请求保护的技术方案实际解决的技术问题是:如何分布测量组件和传输测量信号以实现对堆芯参数的精确监测。
对于上述区别技术特征(1),对比文件1已经公开(参见第37页第2.2节):“三代”核电机组采用固定式堆芯测量布置,与俄罗斯VVER技术、美国AP1000技术类似。VVER技术为本领域技术人员熟知的技术,以VVER-1000系统为例(参见本领域教科书《VVER-1000核电厂仪控系统》,黄潜 主编,第256-261页,北京:中国原子能出版社,2015年01月31日),系统中有多个径向分布的堆芯中子温度测量通道,通道由保护套管、堆芯测量探头和电气连接插头三部分组成;通道有3种类型,各类型的探头布置各不相同,第1类型的通道组件有46个,第2类型的通道组件有4个,第3类型的通道组件有4个,第1-2类通道组件,在燃料组件的冷却剂出口布置了2个热电偶,7个自给能探测器沿堆芯轴向等距分布,用于监测中子通量密度(对应于测量组件包括多个第一测量组件和多个第二测量组件,每一所述第一测量组件和每一所述第二测量组件分别包括多个自给能中子探测器,用于实时采集堆芯中子通量密度信号;每一第一测量组件和每一第二测量组件分别包括多个用于采集堆芯温度信号的热电偶和沿轴向布置的7个所述自给能中子探测器);堆芯中子温度测量通道为径向分布,每个通道的7自给能探测器沿堆芯轴向分布(对应于多个自给能中子探测器沿核电厂堆芯四周呈轴向和/或径向分布)。54个堆芯中子温度测量通道组件(第1类型的通道组件有46个,第2类型的通道组件有4个,第3类型的通道组件有4个)被分为4组,4组中子温度测量通道测量信号分别传输给4个控制保护机柜。4组中每组分别包含1个第3类通道组件(对应于40个所述第一测量组件和2个所述第二测量组件沿堆芯径向布置分为A、B、C、D四列;其中,A、B、C、D四列还各含一个第三测量组件,虽然组件的第一测量组件、第二测量组件数量与教科书中略有不同,但是根据堆芯测量通道情况适当调整测量组件的数量是本领域的常规方式)。4个第3类型的通道组件,在轴向上布置3个带电加热器的热电偶以监测冷却剂液位(对应于4个第三测量组件,每一第三测量组件包括沿轴向布置的5个用于采集压力容器水位信号的水位探测器,虽然水位探测器的数量与教科书中不同,但是根据水位测量情况适当调整水位探测器的数量是本领域的常规方式)。由此可见,对比文件1已经公开了堆芯测量布置与VVER技术类似,根据本领域关于VVER-1000系统的教科书,上述区别技术特征均与教科书的内容相对应,虽然第一测量组件、第二测量组件、水位探测器的数量略有差别,但是根据物理量的测量情况适当调整组件、探测器的数量是本领域的常规方式。
对于上述区别技术特征(2),将热电偶采集的堆芯温度信号直接发送到安全控制系统以便实时监测堆芯温度参数变化,是本领域技术人员进行安全控制的常规方式;本领域教科书记载(出处同上):第1类型堆芯温度测量通道测量组件,在燃料组件出口设置2个热电偶,用以测量出口温度;第2类型堆芯温度测量通道测量组件,在燃料组件出口设置2个热电偶,用以测量出口温度,在压力容器顶盖下部设置1个热电偶,用以测量上封头温度,可见,测量组件中热电偶的布置和测量方式属于本领域公知常识;对比文件1公开了(参见第37页第2.2节):水位探测器组件;利用水汽传热性能的显著差异,通过比较加热热电偶与未加热热电偶测量的温差判定测点是否被冷却剂淹没;承担水位监测功能。可见对比文件1已经公开对水位信号进行采集和处理,实现水位监测功能,在此基础上,信号处理单元还包括水位信号处理柜,用于接收每一所述水位探测器采集的所述水位信号,并对所述水位信号进行处理后发送至安全控制系统,属于本领域的常规处理方式;特征:“组件配件包括组件转接头、电缆转接板和贯穿件,所述组件转接头与所述电缆转接板之间通过第一电缆相连,所述电缆转接板和所述贯穿件之间通过第二电缆相连”,这属于公知的堆芯测量连接方式。
综上所述,上述区别技术特征均属于本领域公知常识,在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识,得到权利要求1请求保护的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,权利要求1所请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
2、权利要求2对引用的权利要求进一步限定。对比文件1公开了(参见第37页第2.2节):水位探测器组件;利用水汽传热性能的显著差异,通过比较加热热电偶与未加热热电偶测量的温差判定测点是否被冷却剂淹没(相当于测量组件中的水位探测器采集压力容器的水位信号);承担水位监测功能。可见对比文件1已经公开对水位信号进行采集和处理,实现水位监测功能,在此基础上,将所述水位信号发送至所述信号处理单元中的水位信号处理柜;所述水位信号调理柜对所接收的所述水位信号进行处理;将处理后的所述水位信号发送至安全控制系统;以及所述安全控制系统对所接收的处理后的所述水位信号进行实时监测,属于本领域的常规处理方式。因此,在所引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求2所请求保护的技术方案也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、权利要求3对引用的权利要求进一步限定。将多个热电偶采集的堆芯温度信号直接发送到安全控制系统以便实时监测堆芯温度参数变化,是本领域技术人员进行安全控制的常规方式。在所引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求3所请求保护的技术方案也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(三)对复审请求人相关意见的评述
复审请求人认为:
(1)、对比文件1 公开了温度的测量过程,热电偶通过导管及热电偶柱穿出压力容器,经补偿导线至对顶连接板,再经连接板、核岛贯穿件将温度信号送至位于电气厂房的堆芯冷却监测机柜,在此完成冷段补偿、信号转换、过冷裕度计算及信号送出至DCS。而本申请中,每一第一测量组件10和每一第二测量组件20还分别包括用于采集堆芯温度信号的多个热电偶121,其采集的堆芯温度信号直接被发送至安全控制系统,从而实现对堆芯温度的实时监测。对比文件1已经给了将温度信号送至堆芯冷却监测机柜的错误启示, 所以不可能想到将堆芯温度信号直接被发送至安全控制系统,从而实现对堆芯温度的实时监测。权利要求1中,通过水位信号处理柜接收每一水位探测器所采集的水位信号,并对水位信号进行处理后发送至安全控制系统,为操纵员评估、诊断事故后工况下的一回路热工水力状态提供重要信息;对比文件1并没有公开该特征,也没有给出任何技术启示。
(2)、本申请测量组件中40个第一测量组件和2个第二测量组件中的多个自给能中子探测器沿堆芯径向分为A、B、C、D四列布置,每一第一测量组件和每一第二测量组件分别包括热电偶和沿轴向布置的7个自给能中子探测器,实现了自给能中子探测器在反应堆堆芯呈轴向和径向分布,更精确连续测量堆芯各个不同位置处的中子通量密度信号的目的;沿堆芯径向布置的A、B、C、D四列各含一个第三测量组件,每一第三测量组件包括沿轴向布置的5个用于采集压力容器水位信号的水位探测器,组成沿堆芯径向和轴向布置的压力容器水位测量系统,为操纵员评估、诊断事故后工况下的一回路热工水力状态提供重要信息,第三测量组件的测量结果反映了堆芯水装量的变化,可用于监测堆芯是否裸露,并直接用于决定采用事故后控制策略和操作规程,所以仅仅根据对比文件1所公开的内容,本领域技术人员无法实现对堆芯参数进行精确监测的目的,对比文件1并没有给出针对和解决“测量均匀,精确度更高”技术问题的技术手段,也没有给出解决此技术问题的相关启示。
对此,合议组认为:
(1)、对比文件1已经公开:某型“三代”核电机组堆芯测量系统的功能除中子通量及温度测量外,还承担水位监测功能,从结构组成及布置上讲,“三代”核电机组堆芯测量系统与前者差距较大,集成度更高;在探测器组件中,有44根仅集成了热电偶和中子探测器,另外4根集成了水位探测器,在此基础上,核电机组堆芯测量系统采集的温度、水位等物理量,自然需要发送到相应的控制系统,以完成对堆芯的控制,对比文件1的温度信号可以送至堆芯冷却监测机柜,传输温度信号的目的至少是为了监控堆芯温度,确保堆芯的安全,基于此目的,本领域技术人员容易想到将温度信号、水位信号传输至其他控制系统,例如安全控制系统,从而实现对堆芯温度的实时监测,并保证堆芯的安全。
(2)对于测量组件的布置方式,具体地,测量组件包括40个所述第一测量组件、2个所述第二测量组件和4个第三测量组件;40个所述第一测量组件和2个所述第二测量组件沿堆芯径向布置分为A、B、C、D四列;其中,A、B、C、D四列还各含一个第三测量组件;每一第一测量组件和每一第二测量组件分别包括多个用于采集堆芯温度信号的热电偶和沿轴向布置的7个所述自给能中子探测器;每一第三测量组件包括沿轴向布置的5个用于采集压力容器水位信号的水位探测器,这样的布置方式属于本领域的公知常识,理由在于: VVER技术是本领域技术人员所熟知的技术,以VVER-1000系统为例(参见上述教科书),堆芯共有163个燃料组件,其中54个燃料组件安装有中子温度测量通道,每个中子温度测量通道占去一根燃料棒的位置。系统中有多个径向分布的堆芯中子温度测量通道,通道由保护套管、堆芯测量探头和电气连接插头三部分组成;通道有3种类型,各类型的探头布置各不相同,第1类型的通道组件有46个,第2类型的通道组件有4个,第3类型的通道组件有4个,第1-2类通道组件在燃料组件的冷却剂出口布置了2个热电偶,7个自给能探测器沿堆芯轴向等距分布,用于监测中子通量密度。可见教科书中公开了测量组件中的7个自给能探测器以及分布方式。教科书中还公开:54个堆芯中子温度测量通道组件(第1类型的通道组件有46个,第2类型的通道组件有4个,第3类型的通道组件有4个)被分为4组。4组中每组分别包含1个第3类通道组件(即多个测量组件沿堆芯径向分为A、B、C、D四列布置,A、B、C、D四列各含一个第三测量组件)。4个第3类型的堆芯中子温度测量通道组件,在轴向上布置3个带电加热器的热电偶以监测冷却剂液位(即采用轴向分布的带电加热器的热电偶探测液位,虽然水位探测器的数量与教科书中不同,但是根据水位测量情况适当调整水位探测器的数量是本领域的常规方式)。教科书中为解决如何布置各测量组件以及水位探测器的问题,采用了分4组布置集成的测量组件以及在堆芯内呈轴向分布水位探测器的方式,从而能够连续测量堆芯各不同位置处的中子通量密度信号,使得测量更均匀,取得了检测系统实时性好、精度更高的技术效果。此外对比文件1也公开了44根仅集成了热电偶和中子探测器,这么多探测器显然不能集中于一点,而是要采取一定的分布方式,实现均匀、精确地测量,这属于本领域的普遍需求,对比文件1的多根探测器,分布于堆芯栅格板上以及堆芯封头上进行测量,采用这样技术手段以满足均匀准确测量的技术需求。可见复审请求人所提及的上述特征属于本领域的公知常识,本领域的技术人员在面对所要解决的技术问题时,有动机对对比文件1进行改进以获得本申请权利要求请求保护的技术方案。
综上所述,复审请求人的意见陈述不具有说服力,合议组对复审请求人的意见陈述不予支持。
基于以上事实和理由,合议组作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年01月29日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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