辐照装置中锆-4合金圆管高温变形的堆外验证试验

新型核燃料入堆辐照考验时,需要设计专用的辐照装置。将锆-4合金圆管用作辐照装置的高温承压部件时,需要考虑其长期在高温高压下运行时的变形,以防止其变形过大影响辐照装置的热工设计,进而影响辐照参数的稳定性和堆芯安全,为此在堆外对锆-4合金圆管开展验证试验。将锆-4合金圆管制成的试验件充至不同的内压,并通电加热至不同的温度,稳定考验一段时间,测量其外径的变化,重复5次,最终得到其在不同温度和环向应力下考验后的变形量。将试验结果中由氧化和蠕变导致的变形,分别与Leistikow-Schanz公式和Rosinger公式的计算结果进行对比,发现Leistikow-Schanz公式计算结果比试验氧化增重结果要大15%左右,而Rosinger公式计算结果与试验蠕变变形结果符合较好,验证了试验结果的合理性。对试验结果进行分析,认为锆-4合金圆管在外壁环向应力29.10 MPa和460～470℃的工况下可以较长时间的运行。     

大晶粒UO2燃料芯块堆内试验组件的研制

为了开发高性能的压水堆燃料,研制了大晶粒燃料芯块。试验燃料芯块具有高的235U富集度、小直径和大晶粒尺寸的特点。通过堆内辐照试验可以对不同制造工艺的燃料芯块进行评价和筛选,以便确定燃料制造工艺。为了在中国原子能科学研究院池式研究堆中随堆考验,设计了一种试验组件,包含四根双包壳的燃料棒。双包壳燃料棒是在外包壳内装入两根单包壳燃料棒。试验组件直接由反应堆一次循环水冷却,不设专门的冷却回路。试验组件上安装了多种堆芯测量传感器,包括燃料中心温度热电偶、自给能中子探测器和冷却剂出、入口温度热电偶,可以在线监测燃料试验参数。描述了大晶粒UO2燃料芯块的研制、试验燃料组件的研制和检验。     

中国实验快堆结构材料辐照装置设计

为在中国实验快堆(CEFR)上开展国产快堆包壳材料的辐照试验,进行了CEFR首个结构材料辐照装置的设计。材料辐照装置的创新设计基于CEFR的辐照条件和堆芯组件的基本结构,通过在辐照装置内部设置不同气隙尺寸的辐照罐,实现了在快堆不同功率稳态运行条件下(40%和100%额定功率)对材料样品不同辐照温度(450~600℃)的要求。辐照装置具有样品辐照温度与中子注量率的非在线监测功能,其结构具有通用性,能满足材料辐照标准试样最大装载的需要。通过对辐照装置进行热工分析和堆外的传热验证试验、流阻特性和结构稳定性验证试验,保证了辐照装置的设计能满足材料辐照任务的要求。     

大晶粒UO2燃料芯块和试验燃料组件的设计与制造

本工作涉及大晶粒UO2燃料芯块的研究、试验燃料组件的设计与制造。所谓大晶粒是在UO2粉末中分别添加Al2O3／SiO2、Cr2O3粉末，烧结后形成了大晶粒UO2燃料芯块，它能有效降低裂变气体释放、减少燃料棒内压、减少芯块和包壳的PCI作用，     

用于LBLOCA试验的模拟燃料棒的设计

介绍了用于堆外大破口失水事故(LBLOCA)试验的模拟燃料棒的结构设计,阐述了内部电加热、红外加热和包壳管直接加热3种加热方式的优缺点。对电加热元件功率、预充压、几何等重要设计参数的选取进行了研究。本文工作为堆外LBLOCA试验的开展提供了技术基础。     

钼锝靶件辐照装置堆外自然循环实验研究

钼锝同位素辐照装置的堆外热工水力研究,对于确定靶件的辐照参数和辐照安全具有重要意义,相关结果可为靶件的设计验证和入堆辐照提供技术支持。本文针对自主研发的钼得靶件辐照装置,设计了堆外传热实验台架,开展了钼锝靶件辐照装置堆外传热验证实验,对比分析了不同热流密度、不同模拟靶件外径、不同辐照装置结构等条件下实验段的温度分布。结果表明,辐照装置内导流管的设计可有效提高装置的自然循环能力,证明了所设计辐照装置的安全性。     

国产新锆合金小组件压降计算分析

对采用国产新锆合金的压水堆燃料实验小组件（4×3）进行了压降计算,并将计算结果与堆外水力试验结果进行对比,得到了该小组件的水力特性参数。通过对定位格架正面凸出截面积与自由流通截面积之比ε的适当修正,得到了合理的定位格架阻力系数。分析结果表明：在升温（28.0～310.0 ℃）过程中,定位格架阻力系数取值范围为0.660～1.060;在高压、高温（15.3 MPa,309.9 ℃）工况下其取值为0.663;4组定位格架形阻压降占模拟燃料组件压降的38.9%～45.6%。     

压水堆燃料棒堆内瞬态试验技术研究

燃料棒堆内瞬态试验是高性能燃料组件研究的重要课题之一。试验的最终目的是确定国产压水堆燃料棒在不同燃耗下运行的破坏阈值,研究其破坏机理,为国产高性能燃料组件的设计积累数据。 瞬态试验的堆内试验于2001年5月在中国原子能科学研究院重水研究堆上进行。试验装置位于反应堆的中央孔道,燃料棒的释热由堆内试验回路带出。试验中燃料棒的功率跃增是通过移动固体中子吸收体实现的,即反应堆在稳定运行时,利用移动固体中子吸收体调节反应堆局部功率的方式,使燃料棒的辐照功率由低功率跃增到高功率。为获取功率测量数据并验证试验的可重