破损燃料组件修复后的物理和热工计算分析

以采用AFA3G燃料组件的中国改进型三环路压水堆(CPR1000)核电机组为研究对象,对装入反应堆后的正常燃料组件和修复燃料组件的堆芯物理和热工性能进行分析评估。结果表明:燃料组件内更换1根燃料棒对燃料组件反应性的影响小于-0.03%,该影响可以忽略;修复的燃料组件在换棒位置周围的燃料棒相对功率略微升高约5.6%;燃料组件内更换1根不锈钢棒对燃料组件的相对功率影响约为0.1372%~0.2698%,对组件燃耗的影响大约为0.11%,对堆芯慢化剂温度系数的影响大约为0.03%,对组件出口慢化剂温度的影响大约为0.03%;对堆芯功率峰因子、堆芯临界硼浓度、堆芯停堆裕量和堆芯出口慢化剂温度基本没有影响。     

辐照后破损燃料组件修复工艺及其专用设备

本发明提供一种辐照后破损燃料组件修复工艺及其专用设备,定位格架围板局部轻微损伤修复,通过利用现有倾翻篮的校平和二维导向翼复位修复装置的校正以及专用定位格架校正规的校验,可以实现围板局部轻微损伤、个别导向翼变形外翘的定位格架的校正处理,有效地保证了这些组件的装卸料的安全;     

燃料组件修复系统设计与验证

为充分利用辐照后燃料组件,结合其密集型和重量轻的特点,提出了一种燃料组件的修复工艺,设计了一套辐照后燃料组件修复系统,对关键零部件进行了详细设计并采用ANSYS软件进行抗震校核。结果表明,燃料组件修复系统主体框架应力和变形均满足要求;通过工程试验样机验证,辐照后燃料组件修复系统能够安全可靠地实现具有密集型棒束特点的燃料组件的拆卸和复装作业,为辐照后燃料组件再次入堆创造了条件。     

燃料组件修复装置的设计

核电站反应堆燃料组件修复装置包括燃料棒更换装置、燃料棒定位小车和燃料篮倾翻装置3套设备。燃料篮倾翻装置能实现待检修燃料组件翻转的功能;燃料棒更换装置在燃料棒定位小车上能进行3个方向的移动,对准工位后对单根燃料棒进行检修。     

采用哑棒修复燃料组件的核特性分析方法及其工程应用

在核电厂正常运行过程中,由于一回路杂物的存在或燃料操作失误,出现了少量燃料棒损伤的情况,通过采用哑棒替换损伤燃料棒可修复损伤燃料组件并回堆使用,可避免降低核电厂运行经济性。本文通过模拟采用不锈钢和锆合金哑棒替换破损燃料棒对燃料组件进行修复,分析修复后燃料组件中子学特性及修复燃料组件对堆芯运行核特性参数的影响机理,评估采用哑棒修复燃料组件并回堆使用对堆芯运行安全的影响,对采用哑棒修复燃料组件建立了完整的核设计分析方法和流程。该方法对采用哑棒修复燃料组件的核设计分析具有广泛的适用性,对采用修复燃料组件的堆芯换料设计具有实际的指导意义。该分析方法和流程的建立在国内反应堆物理分析领域尚属首次,目前该技术已应用于恰希玛一期核电厂堆芯换料设计的工程实践。     

组件型熔盐堆燃料组件的设计研究

熔盐堆是第四代核反应堆的六种构型之一,具有良好的经济性和固有安全性。以球形包覆颗粒燃料元件为基本单元设计了可用于熔盐冷却高温堆的燃料组件,并在此燃料组件模型下构建了组件型熔盐堆堆芯,研究了组件容器材料的种类、密度、厚度以及球形燃料元件中包覆颗粒填充率、FLi Be熔盐中7Li富集度对无限介质增殖因数K_(inf)、冷却剂反应性温度系数(Reactivity Temperature Coefficient,RTC)、排空反应性(Void Reactivity,VR)的影响。结果表明,作为组件材料,碳材料明显优于碳化硅材料;提高包覆颗粒(Tristructural Isotropic,TRISO)填充率、7Li富集度有利于提高堆芯的中子经济性和安全性。     

破损燃料组件热室检查技术研究

燃料组件破损直接影响了反应堆的安全运行,分析燃料组件破损原因是燃料组件研发改进的重要环节。通过破损燃料组件水下解体、破口位置定位、破口试样取样等关键技术的研究,建立了破损燃料组件热室检查方法。研究结果表明,该技术路线合理,检查方法可行,为热室条件下开展燃料元件破损检查提供了技术途径。?      

微破损燃料组件离线检漏装置研制

为解决不能脱水的微破损已辐照浅燃耗燃料组件离线检漏的问题,进行了燃料组件检漏技术方案、抽气技术和检查工艺研究。利用低温吸附和抽气载带的方法,解决水中放射性气体的检测问题。基于以上研究成果研制了检漏装置,并进行试验验证。该检漏装置对~(137)Cs检出限为0.5Bq/L,对~(85)Kr的检出限为19 Bq/L。     

事故容错燃料UO2-BeO应用于压水堆燃料组件的中子学分析

本文基于中子学角度对典型压水堆中的事故容错燃料UO2-BeO设计进行分析。选取西屋公司的2D燃料组件问题,使用组件计算程序ALPHA对不同体积分数BeO的燃料进行计算。临界及燃耗计算结果表明:在燃料中加入BeO,一方面由于中子吸收,导致反应性惩罚;另一方面由于BeO的慢化作用,导致反应性补偿,两个相反影响相互竞争共同决定UO2-BeO燃料带来的综合效应。由反应性匹配基准可知,适量增加235 U富集度对维持反应堆整个运行循环的反应性平衡十分必要,其中基准1相对于基准2和3需对燃料富集度进行较大调整才可满足寿期末得到的kinf与参考组件一致。由反应性扰动分析结果可知,当燃料中加入BeO后,燃料温度系数随BeO体积分数的变化基本保持恒定,慢化剂温度系数降低,空泡系数增高。     

轻水反应堆燃料组件中子通量和功率分布的计算程序

本文介绍用穿透几率法计算二维轻水堆燃料组件内中子通量分布的两种计算模型和程序.在子区内及表面上中子通量采用线性空间分布近似,子区表面上角通量分别采用准 DP_1和 QP_1近似。对一些轻水堆组件基准问题作了验证计算。计算结果与 S_N、节块 S_N 以及积分输运理论等方法进行比较,其结果符合良好。这些程序可用于轻水堆燃料组件的计算。     

WWER-1000燃料组件特点及棒弯曲分析

本文根据WWER-1000反应堆的设计特点及其运行实践,阐述了WWER-1000燃料组件的设计特点,并与西方压水堆燃料组件进行了相应的比较.重点分析论述了WWER-1000反应堆燃料棒弯曲的特点,以及在热工水力和燃料组件设计中是如何考虑棒弯曲效应的,进行了燃料棒弯曲对临界热流密度影响实验的研究.结果表明:WWER-1000燃料组件在整个运行寿期内的性能是可以保证的.     

苏联压水堆核电站燃料组件的科研与生产概况

本文介绍苏联压水堆核电站燃料组件及其结构材料的科研、生产概况.苏联 BBэP-1000压水堆燃料组件采用带有中心孔的二氧化铀陶瓷芯块、Zr+1%Nb 合金包壳,每个组件装有312根燃料棒、18个导向管和16层不锈钢定位格架,燃料棒呈六角形排列。这种堆有较高的堆芯平均功率密度和燃料比功率,并已有10座堆在运行发电,1987年其平均负荷因子为65.7%。由此可见,该燃料组件有较高的安全性和可靠性。     

法国先进核燃料组件在中国应用前景浅析

介绍了法国先进燃料组件（ＡＦＡ）系列核燃料的特点及其在中国的应用现状，阐述了广东核电集团有限公司核电发展战略和第三代先进燃料组件（ＡＦＡ－３Ｇ）在中国的应用前景，并从物理，热工水力和燃料组件的机械完整性等方面作了初步论证，对当前开展的有关工作进行了讨论。     

乏燃料组件燃料棒更换装置抓爪结构的数值分析和试验研究

燃料组件是核电站核反应堆的关键设备之一,涉及燃料组件的维修特别是乏燃料组件破损棒更换维修属于高风险作业。本文主要针对乏燃料组件燃料棒更换装置的核心零件燃料棒抓爪的结构进行研究,通过结构力学分析得到抓爪较优壁厚数值,然后通过有限元计算抓爪的强度固化结构参数,最终进行抓爪试制,并通过抓爪试验台模拟抓爪的实际工况对抓爪进行性能测定,确保抓爪满足使用要求。     

WWER-1000/428与WWER-1000/320型燃料组件及其相关组件比较

田湾核电站2台1000MW核电机组采用的是俄罗斯WWER－1000／428（即AES－91）型,它是基于正在运行中的WWER－1000／320系列机组并加以优化设计而成。本文主要从堆内燃料的角度,论述了V－428型燃料组件及其相关组件与V－320型的主要区别及其优越性。     

燃料组件压紧部件分析研究

燃料组件压紧部件是核反应堆燃料组件的重要部件,其性能影响到燃料组件的完整性乃至安全性,是核电厂安全审查中关注的重点之一.结合燃料组件压紧部件的要求,计算板状弹簧压紧部件全寿期内的压紧力,针对压紧力不足的风险进行了原因分析,并给出了应对措施及建议.     

核燃料组件运输容器隔振系统的振动分析

进行了核燃料组件运输容器隔振系统橡胶块的特性试验,测定了橡胶块的静态和动态拉压刚摩和剪切刚度,采用自由振动方法测定了橡胶块的拉压阻尼和剪切阻尼。建立了运输容器隔振系统的数学模型．对隔振系统的幅频特性和隔振传递率进行了分析,确定了系统各运动的共振频率。对运输容器系统受来自运载工具如铁道车辆或公路车辆的纵向冲击情况下的隔振性能进行了研究,导出了运载工具冲击加速度允许值的解析式,并进行了计算和分析。     

AFA 3G燃料组件生产技术、质量总结

从工艺、质量两个方面对AFA 3G燃料棒、骨架和燃料组件的制造和检验进行了简要总结。讨论了一些在制造工艺准备和生产过程中遇到的难点及解决方法。     

核燃料

在法国核然料工业组织中,法杰马公司主要销售燃料组件。法比燃料公司(FBFC)的3个从属工厂都负责燃料组件的制造,该公司每年生产装铀量为1500t 的燃料组件。自1985年以来,法杰马公司又销售先进燃料组件(AFA)。该 AFA 的主要特点是使用了锆合金定位格架和可拆式上、下管嘴。大亚湾核电站要用的燃料组件正是该种与一般组件不同的先进燃料组件。法杰马公司采用钆作可燃毒物,以保证燃料组件的良好特性。近来该公司又推出混合氧化物燃料组件(MOX)。由于法杰马公司在设计和制造的各阶段都严格遵守了质量保证和质量控制制度,所以其产品质量优良、可靠性好。展望未来,法杰马公司将与法国核燃料工业中的其它集团一起,努力为用户提供尽可能好的产品。