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。     

10 MW高温气冷实验堆燃料元件装卸系统研制

根据国际上类似系统的设计和运行经验，彻底改进了10MW高温气冷实验堆(HTR-10)燃料元件装卸系统的单列器、碎球分离器、提升器、控制系统，以使系统变得更为简单、可靠。改进后的设备均在全尺寸实验装置上进行过试验。系统的调试试验和初装料运行表明：该系统的性能满足HTR-10的要求。     

用片型静电沉降器监测燃料元件的小面积破损

这是一种新型静电沉降器,用来监测破损燃料元件释放的气态裂变产物。沉降室的负极选用金属片,它由步进电机驱动,依次通过沉降和测量位置。试验的结果表明:这种沉降器的测量本底小;信号本底比高;测量特性优于沉降电极静止型(例如,烧结不锈钢多孔板或微型计数管型)沉降器。此外,它特别适用于监测压水堆燃料元件的小面积破损。     

包覆燃料颗粒在水堆中应用的初步研究

包覆燃料颗粒(cp)是为高温气冷堆(HTGR)发展出来的,它是HTGR燃料元件的主要组分,实质上,它是全陶瓷材料微型燃料元件。大量的辐照试验和三座试验难及两座原型推的运行经验表明,cp具有一系列独特的性质,特别是其体积稳定性好,裂变产物滞留能力强。为了充分利用cp提供的优越性能,本文研究了cp在水堆燃料元件中应用的可能性。燃料元件燃料装载量、线功率密度和cp直径及松装床热导率的关系的分析表明,振动填装cp燃料元件在一定条件下可以用于水堆。     

辐照后燃料棒气压检漏技术研究

开展辐照后燃料棒气压检漏技术研究,确定辐照后燃料棒气压的检漏的示踪介质和实验压力。综合考虑热室内燃料棒的密封、夹持固定操作、泄漏监测方式、示踪介质选择和施压方式等因素,设计加工辐照后燃料棒气压检漏装置,并验证了装置的气密性、有效性和方法的可行性。     

环形燃料零功率物理实验装置设计

正环形燃料零功率物理实验装置是一座立式小型多功能临界装置,以轻水作为慢化剂和反射层,以镉作为安全棒、调节棒材料,临界装置的三维结构如图1所示。临界装置堆芯将采用栅距为23.6mm的方形栅格排布,将~(235)U富集度为4.95%的UO_2环形燃料元件(F型)与含Gd_2O_3分别为5%(G1型)、8%(G2型)和10%(G3型)的3种Gd_2O_3-UO_2混合环形燃料元件排列于内部,将~(235)U富集度为3%的UO_2实心燃料元件(C型)排列在外部,其余棒位     

高通量工程试验堆堆芯燃料元件温度和流量测量

论述了高通量工程试验堆堆芯燃料元件的温度-流量测量装置及其测量系统,论述了在反应堆提升功率、首炉全寿期运行试验和第二炉加深元件燃耗试验中仪表燃料元件在稳态与动态测试方面的应用情况,论述了确定肋下热点温度的方法,进行了误差分析,介绍了燃料元件出堆脱水试验。该测量装置成功地用于高通量堆的高功率、深燃耗安全运行,燃料元件 随堆辐照及各种试验研究。装有本测量装置的仪表燃料元件经过两炉运行,积分功率达到9088MWd,最大点燃耗约为64.9%,从而大大提高了高通量堆燃料使用的经济性。     

高温气冷堆燃料元件的自由铀含量

近代低富集度3层包覆颗粒(Modern LEU TRISO Particles)燃料元件的大量辐照试验表明:在高温气冷堆正常运行工况下,燃料元件的包覆燃料颗粒一般不会发生破损,放射性裂变产物的释放主要取决于制造引起的自由铀含量(燃料元件中没有被Sic层完整包覆的燃料颗粒铀量和总铀量之比).燃烧-浸取(Burn-Leach)法可以灵敏、准确地测量自由铀含量.本文介绍了燃烧-浸取法,给出了10MW高温气冷实验堆(HTR-10)首炉燃料元件自由铀含量的测量结果.     

CEFR燃料组件模拟件的清洗除钠研究及清洗除钠装置

在室温下,对钠在氮气-水雾混合气氛中的反应作了实验研究。在氮气中水雾含量为0.06g/L,流速为0.5m/s时,其反应速率在0.1～1mm/h内可控;对模拟燃料元件组件及某些不锈钢试样在高达430℃的钠中进行了浸润实验,表明在250℃以下基本不浸润。建立了一个多功能的清洗装置,它由清洗容器、水雾发生循环回路、水冲刷回路、清洗液和真空-气体排放系统组成,对主要参数采用微机采集并实行控制。对CEFR(中国实验快堆)燃料元件组件的模拟件进行清洗获得了满意的清洗效果。     

包覆燃料颗粒裂变产物释放试验

提供经过适当考验的燃料元件是动力堆发展的先决条件之一,高温气冷堆也不例外。高温堆燃料元件考验的总目标是研制出不仅在反应堆正常运行条件下,而且在事故和瞬态条件下,裂变产物释放率低的燃料元件。燃料元件的考验由冷态和热态两部份组成,热态考验一般在冷态考验合格的基础上进行,是燃料元件最终考验。包覆燃料颗粒是高温堆燃料元件的关键,在冷态考验的基础上,我们进行了辐照试验,测定了包覆燃料颗粒的裂变产物释放率,Xe-133和 I-131的释放率在10~(-6)至10~_(-7)之间。     

高通量工程试验堆燃料元件动态热工参数测量——全厂断电、停堆冷却与剩余发热实验

作者应用高通量工程试验堆堆芯燃料元件温度-流量测量装置测定了在全厂断电事故情况下的燃料元件热工参数(元件盒进出口水温,元件包壳温度,元件盒流量及其热功率)的瞬态过程,测定了在停堆冷却过程中启停事故泵时的流动反向过程,进行了停堆后的长时间剩余发热测量,给出了上述测量结果。     

球床反应堆燃料元件脉冲气力提升动力特性分析

球床反应堆采用球形燃料元件多次通过堆芯的循环运行方式,燃料元件从堆芯底部连续单列排出后依靠管路气动推力逐一被提升至堆芯顶部。本文建立了球形燃料元件“近等径”管路脉冲气力提升运动模型,并在此基础上分析了气源压力、控制阀有效截面积、球外径与管内径的直径比等参数对提升过程燃料元件运行速度的影响。利用测速装置测量了10 MW球床反应实验堆提升器出口燃料元件的运行速度,实验结果接近理论分析结果。近等径球流管路脉冲气力提升运动模型的建立及实验研究为球床反应堆燃料输送系统优化设计及运行调控提供了理论依据。     

“Fuitmètre II”检漏器

法国《化学新闻》1980年1月号报道】法国分析装置公司在市场上出售了一种高灵敏度的携带式检漏器:“Fuitmètre Ⅱ”(见附图)。这种检漏器可用电池或电网电源工作。这是一种具有自治功能的仪器。适     

10 MW高温气冷堆燃料元件辐照后检验

为了评价10 MW高温气冷堆(HTR-10)用燃料元件的性能,从第1和第2生产批次中分别随机抽取两个球形燃料元件进行辐照考验.辐照考验在俄罗斯的IVV-2M堆内进行,采用动态辐照试验的方法,可分别控制每个辐照盒中燃料元件的温度和测量气态裂变产物的释放.辐照后检验包括外观检查、尺寸测量、固体裂变产物在基体石墨内的分布测量、包覆燃料颗粒破损率测量和金相观察.辐照后检验结果表明辐照没有引起燃料元件中包覆燃料颗粒的破损, 生产的燃料元件满足10 MW高温气冷堆的设计要求.     

燃料元件破损监测裂变气体法的理论计算

及时发现燃料元件包壳破损，与核安全有着密切的关系。结合裂变气体分离沉降装置和片型静电沉降器进行理论公式的推导和计算，并将理论计算与试验结果进行的比较。试验是在４９－２反应堆元件破损监测小回路上进行的。由于裂变气体子代产物β衰变的计数率不但与试验小元件、反应堆运行参数、探测仪表的特性有关，而且与试验回路的特性和运行参数有着密切的关系。因此，该计算对建立新的试验回路，对设计新型的静电沉降器和对从事于反应堆元件破损监测的科技人员都有一定的参考价值。     

西德正以工业规模试验后处理设备

【英国《国际核工程》1983年5月号第23页报道】西德瓦克(WAK)公司正在卡尔斯鲁厄研究中心的泰科(Teko)装置,以日处理4吨辐照元件的规模,试验后处理设备与系统,即(1)用于切割燃料元件的束棒切割机;(2)用于分离燃料溶液中不溶物的离心机;(3)由脉冲柱、混合澄清器和蒸汽发生器等组成的完整的第一溶剂萃取系统。Teko 装置有两个试验厅,其占地面积为1,000米~2,有效高度为17米。束棒切割机由商用剪切机发展而来,     

HTGR燃料元件制造工艺及性能研究

本文介绍了高温气冷堆(HTGR)球形燃料元件的半/全冷等静压制造工艺。该工艺主要包括:石墨压型粉制备,颗粒“穿衣”,半/全冷等静压成型,碳化和高温真空热处理,外形机加工。用半/全冷等静压工艺制备的球形燃料元件样品的冷态性能测试表明:元件的冷态性能满足10MW HTGR 设计要求,并达到国际设计标准。     

高通量工程试验堆燃料元件加深燃耗与出堆脱水试验中的热工性能测量

高通量堆装有温度-流量测量装置的仪表燃料元件是第二炉加深燃耗试验重要的堆芯监测手段,也是燃料元件经深燃耗运行之后出堆脱水试验唯一的监测手段.本文论述在这两项试验中燃料元件热工性能的实测结果.该仪表燃料元件经两炉高功率运行后,积分功率达到90.88兆瓦日,大大提高了燃耗指标.     

燃料元件破损在线监测装置的试验研究

为进一步进行燃料元件故障监测技术研究,开展了燃料元件破损在线监测装置在HFETR上的试验研究工作。本文对试验结果进行了讨论与分析,发现了"碘坑"现象和启堆时135 Xe中毒现象,这两个现象都与理论分析结论一致。同时也将装置监测的结果与实验室取样测量结果进行对比,发现装置的监测结果与实验室测量结果符合较好。试验研究表明,燃料元件破损在线监测装置具备了在一回路水复杂环境下连续跟踪目标核素进行定性及定量监测的能力,具备了在实际工程应用能力。     

采用~3He回路的功率跃增辐照装置物理特性研究

功率跃增辐照装置用于研究堆内进行燃料元件功率跃增试验(PRT)。对置于高通量工程试验堆(HFETR)中的PRT辐照装置,采用MCNP程序计算装置的中子学特性、各结构的释热率及其轴向分布;采用物理-热工耦合计算方法,结合MCNP程序和CFX程序,得到3He回路压力范围内燃料棒的功率变化。结果表明:3He气体层能显著削弱进入氦屏以内结构的热中子流,并降低装置及其周围的中子注量率;改变3He气体密度能显著地改变装置及其周围的中子场,有效地调节试验燃料棒的功率。燃料芯块释热功率随3He气体压力的减小而单调递增,其计算值与采用自然对数函数拟合的曲线吻合良好。