燃料组件组合测量装置的方案设计

在燃料元件制造厂，组件测量是核材料跟踪核查与衡算的基础。组件测量包括核材料富集度测量、称重以及组件标识（ID）唯一识别等，而富集度测量通常需要对组件不同部位进行抽样测量，以确定组件中核材料的一致性。本工作设计的燃料组件组合测量系统，能同时测量多种物理参数，具有多功能、多用途的特点。     

应力作用对电涡流法测试碳纤维复合材料位移的影响机理

电涡流法是测试碳纤维复合材料（CFRP, carbon fiber reinforced composite）位移的常用技术。CFRP通常工作在较高应力水平,本研究针对应力作用下电涡流法测试CFRP位移开展了理论与实验研究。建立了应力作用下电涡流传感器测试CFRP位移的理论模型,分析了应力对该测试方法的影响规律。建立了原理性实验测试装置,测试了不同应力水平下电涡流法测试CFRP位移的传感器“输入-输出”曲线,获得了应力水平对传感器灵敏度的影响规律。通过理论与实验结果综合比较分析,证实了理论模型的有效性,并分析了应力对该测试方法的影响机理。     

秦山核电厂压水堆考验燃料组件辐照后检验

为验证秦山核电厂压水型反应堆燃料组件的设计、制造工艺和材料性能，采用３×３考验组件，在原子能院重水试验堆ＨＷＲＲ的高温高压回路中模拟秦山核电厂反应堆的稳态和短时超功率工况进行了综合考验，平均燃耗达２５７００ＭＷｄ／ｔＵ。对考验组件和燃料棒作了综合性的辐照后检验，检验项目包括：燃料棒的外观观察、尺寸测量、γ扫描、涡流探伤、Ｘ射线照相、裂变气体释放率测量，包壳管、控制棒导向管和格架弹簧片的力学性能试验，包壳和燃料芯块的微观组织分析和定量测量，水垢的Ｘ射线衍射分析等。检验结果表明：考验组件设计合理，制造工艺可靠，燃料芯块、包壳和其它材料的性能均能满足要求。所取得的检验结果可为秦山核电厂压水堆的燃料组件以及同类燃料组件的设计、制造和性能改进提供依据。     

三坐标尺寸测量技术在热室内的应用研究

采用经过系统改进的三坐标尺寸测量设备对燃料元件或组件的尺寸进行了热室内测量研究,在精确定位和分段测量的基础上实现了各项自动测量。测量内容包括板型元件厚度、管型元件直径及椭圆度、组件形位尺寸及起泡高度等。结果表明:三坐标尺寸测量技术能够应用于热室内的各项尺寸测量,并且具有高达2μm的测量精度。     

基于虚拟仪器技术的快堆组件形位测量控制系统研究

利用虚拟仪器技术,设计了一套快堆组件形位测量控制系统,用于中国实验快堆屏蔽层组件和反射层组件热冲击试验课题中组件形状尺寸测量。采用NI公司的数据采集卡实现了系统的硬件,采用Labview平台编制了系统的软件。该系统具有控制功能、测量功能和数据处理功能,实现快堆组件的偏心值、扭曲度和弯曲度等形状尺寸的测量功能。试验表明,该系统运行稳定、测量准确、功能齐全、安全测控,达到设计目的。     

工业CT控制信号模拟器研制

在加速器的性能测试过程中，需要测量空间剂量分布的均匀性，为减小人为的误差及减少人工重复性的劳动，采用自动控制的精密丝杠对剂量探头位置进行定位，比通常的人工定位更加精确。     

基于超声多普勒测速法对二维涡流场初步测量研究

为研究第四代先进反应堆燃料组件、散裂靶窗及换热器等复杂部件内的涡流场，利用超声多普勒测速（UDV）法在四直叶轮搅动装置上开展了涡流流场的测量实验。通过径向和轴向流场的矢量合成，获得了轴向截面上二维涡流流场分布。结果表明：轴向截面上流速随雷诺数的增大而增大；在叶轮上、下两侧区域分别存在较大的漩涡，上漩涡为逆时针方向，下漩涡为顺时针方向；截面上流速分布存在较大梯度，且湍流强度随雷诺数的增大逐渐增大，在与叶轮等高处流速很大，而在叶轮上、下两侧区域流速较小，这表征了涡流场的变化特性，说明UDV测量技术能用于复杂流场测量。     

堆芯测量传感器发展现状及其在燃料元件考验中的应用

简单介绍了发展堆芯测量传感器的重要意义,我国近年来各种堆芯测量传感器的研制和发展现状以及某些堆芯传感器在秦山核电站燃料元件考验中的初步应用。这些传感器主要包括测量燃料中心温度的套管式高温W/Re热电偶组件,测量燃料包壳伸长的差动变压器型位移传感器,测量裂变气体内压的膜片式压力传感器,测量燃料棒相对功率分布的γ温度计,测量辐照然料元件中子通量和通量分布的自给能探测器和测量燃料包壳温度和考验元件出入口冷却剂温度的铠装热电偶等等。     

堆芯测量传感器发展现状及其在燃料元件考验中的应用

简单介绍了发展堆芯测量传感器的重要意义,我国近年来各种堆芯测量传感器的研制和发展现状以及某些堆芯传感器在秦山核电站燃料元件考验中的初步应用。这些传感器主要包括测量燃料中心温度的套管式高温W/Re热电偶组件,测量燃料包壳伸长的差动变压器型位移传感器,测量裂变气体内压的膜片式压力传感器,测量燃料棒相对功率分布的γ温度计,测量辐照燃料元件中子通量和通量分布的自给能探测器和测量燃料包壳温度和考验元件出入口冷却剂温度的铠装热电偶等等。     

基于轮转电极的多电极电容式棒位测量传感器静态特性研究

电容式棒位测量传感器是200 MW低温核供热堆控制棒水压驱动系统的关键测量部件,其精度和可靠性直接关系到反应堆的安全性。本文基于有限元方法建立了电容式棒位测量传感器的理论模型,对两电极电容式棒位测量传感器检测场的灵敏度分布特性进行了分析。结果表明,在检测场内存在一个特定区域,被测杆向该区域偏移时偏心误差较小。基于该特性提出了多电极电容式棒位测量传感器的设计方案和轮转电极的电容检测方法,针对该传感器,利用有限元模型进行了传感器结构优化和被测杆偏心误差分析,完成了传感器静态特性实验并验证了模型计算结果。分析结果表明,多电极电容式棒位测量传感器与轮转电极的电容检测方法能有效利用检测场的灵敏度分布特性,优化后传感器的偏心误差能达到棒位测量不失步的要求。研究成果为电容式棒位测量传感器的设计和优化提供了新的方向。     

燃料组件水下非接触变形测量方法

水下无接触变形测量是基于视频图像传感器与标定相结合的方法,通过5组图像传感器同步对所测目标进行视频图像摄取,经由图像处理系统处理得到格架的边缘图像,之后将其转换成视频数字信号,在计算机上模拟显示出测量结果,直观地显示组件的弯曲变形和趋势。最后通过尺寸标定对未知尺寸进行测量。     

控制棒棒位测量系统中两极板电容传感器设计

控制棒棒位测量对于反应堆运行与安全至关重要。针对NHR-200反应堆控制棒棒位测量系统,引入基于电容传感器的控制棒棒位测量方法。设计出一种两极板电容传感器,通过分析极板面积、干扰电容以及屏蔽方式的影响,进行仿真计算与优化。分析结果表明,计算结果与试验结果吻合较好,该传感器能进行控制棒棒位的准确测量,有较好的适应能力和应用前景。     

秦山第二核电厂安全壳结构在线监测系统改造及应用

利用基于激光测量技术的测微传感器实现安全壳水平变位监测系统改造,利用具有模拟信号输出功能的精密位移传感器替代安全壳垂直变位监测装置,再将安全壳变位、混凝土应变、灌油钢束预应力、混凝土温度等测量参数全部传输至系统监控主机,实现整个系统数据的自动采集、传输、存储和处理。改造后的安全壳结构在线监测系统优点突出,在秦山第二核电厂安全壳整体结构试验及日常安全壳结构性能监测中得到了较好的应用,可为其他同类型核电机组提供借鉴。     

基于涡流技术的燃料棒氧化膜测量信号有效性评估与统计

应用统计学中的中位数、四分位距概念并结合实践经验,研究了燃料棒氧化膜涡流测量信号在线及离线处理流程的优化方法,提出了使用标定信号检验结合氧化膜轴向变化趋势图进行在线的燃料棒氧化膜信号有效性评估,以减少事后复测带来的频繁吊运燃料组件的问题。同时,在对燃料棒氧化膜涡流信号进行离线统计时发现,相对平均数统计,中位数统计可以排除极端信号的干扰,燃料棒轴向长约150mm区域段的氧化膜厚度数据的四分位距多数分布于0～3μm。结果表明,使用中位数可以准确、直观地代表各个区域段的氧化膜厚度水平。     

卧式蒸汽发生器传热管涡流检查系统研制与应用

核电厂卧式蒸汽发生器由于集流管深度大，传热管弯道多、弯曲半径小、管数多以及材料均匀特性差等特点，给传热管涡流检查带来难度。研发了一套卧式蒸汽发生器传热管涡流检测系统（C-SMART），包括机械定位驱动装置、控制系统和控制软件、涡流数据采集和分析软件等。系统具备快速精准定位、单管标定、高效等特点，实现对传热管涡流的自动检查，具有显著的经济和社会效益。      

西屋公司提供沸水堆用的堆芯传感器

【英国《国际核工程》1985年12月号第59页报道】美国西屋电气公司研制出一系列沸水堆堆芯内用的传感器组件。每个组件是由测量局部功率密度的固定排列的裂变室和一个测量沿燃料组件长度方向的通量分布的移动式探测器组成。所谓局部功率区段监测器(LPRM)或     

AP1000控制棒棒位的数字化测量技术分析

结合AP1000的数字化棒位指示系统,通过分析AP1000控制棒的组成、控制棒驱动机构和棒位测量探测器布置,并从数字化测量角度指出了非接触式传感器测量、探测线圈的冗余设计和数字化数据传输等可靠性技术的应用,确保了AP1000反应堆棒位测量精度和棒位控制系统的安全可靠。     

核电站乏燃料组件燃耗测量系统的改进和大亚湾乏燃料组件燃耗测量

本工作对叉形探测器乏燃料测量系统进行了改进。改进的乏燃料组件测量系统仍包容了总γ、高分辨γ和无源中子3种测量方法。系统的改进涉及以下4个方面。1)改进了探测体对乏燃料组件的测量几何,使总γ、高分辨γ和无源中子对乏燃料组件的4个面均能进行均匀测量,可测得组件燃耗的     

CEFR组件替换反应性价值试验测量与计算分析

组件替换反应性价值定义为测量位置组件替换成相应组件时引入的反应性变化。中国实验快堆物理启动试验中组件替换反应性价值测量试验方案中,试验测量了8个典型位置,其中6个位置为燃料组件替换成不锈钢组件,另外两个为不锈钢组件替换成燃料组件。测量结果显示,燃料组件替换反应性价值由内至外依次减少,内圈燃料组件替换反应性价值约-980 pcm,外圈燃料组件替换反应性价值约-470 pcm,补偿棒棒组测量和单根补偿棒测量的结果差别微小。使用CITATION程序对试验方案进行了理论计算,结果表明,计算结果与实验值符合良好,检验了CITATION程序的工程设计实用性。     

双螺旋结构电容式棒位测量传感器偏心性能研究

控制棒棒位测量传感器是低温核供热堆控制棒步进和落棒测量的关键设备,其精度和可靠性直接关系到反应堆的安全性。对于双螺旋结构电容式棒位测量传感器,完成了传感器静态特性实验,利用有限元分析方法建立了传感器的计算模型,模型计算结果与实验结果符合良好。在此基础上,采用有限元模型结合正交试验方法分析了极板张角、极板螺距、陶瓷管壁厚度等设计参数对传感器偏心性能的影响,获得了传感器设计参数的优化组合。研究结果表明,减小极板张角、增大极板螺距、增大陶瓷管壁厚度、减小陶瓷管相对介电常数有助于减小传感器偏心误差,由正交试验方法获得的参数组合能实现棒位测量不失步的要求。研究成果为双螺旋结构电容式棒位测量传感器的设计和优化奠定了基础。