HTR-10燃料元件装卸系统冷态调试

10MW高温气冷实验堆（HTR－10）是一座球床堆,由燃料元件装卸系统实现燃料元件的装卸和循环,且不需要停堆,为保证HTR－10的正常运行,燃料元件装卸系统必须安全,可靠,为此,必须对燃料元件装卸系统进行周密,细致的调试试验和验证,本文介绍了燃料元件装卸系统冷调试的主要调试项目,调试方法和调试结果。     

HTR-10球形燃料元件制造工艺

10MW高温气冷实验模块堆球形燃料元件的制造技术的研究始于1986年。球形燃料元件的制造使用橡胶模具冷准等静压工艺。目前已完成了制造技术和石墨基体材料的研究和最佳化。已生产了25批,约11000个燃料元件。石墨基体材料的冷态性能符合设计指标,25批燃料元件的平均自由铀含量为5×10-5。     

10MW高温气冷堆燃料元件装卸系统的控制系统设计

１０ＭＷ高温气冷实验堆（ＨＴＲ－１０）是一座球床型反应堆,燃料元件的装卸和循环不需要停堆,由燃料元件装卸系统自动实现。为保证ＨＴＲ－１０的正常运行,燃料元件装卸系统必须安全可靠运行。为此,控制系统根据ＨＴＲ－１０燃料装卸系统热实验装置控制系统的设计和运行经验,采用了欧姆龙（ＯＭＲＯＮ）Ｃ２００Ｈ可编程控制器（ＰＬＣ）作为核心部件。本文介绍了控制系统的设计方案、控制过程和ＰＬＣ控制的特点以及用其实现     

HTR-10燃料元件的制造和发展趋势

经过二十多年的研究和发展,研制成功了具有我国自主知识产权的高温气冷堆燃料元件制造技术,为10MW高温气冷堆生产了产炉燃料元件.生产的燃料元件所有性能指标均满足设计要求,平均制造破损率为4.7×10-5,达到了世界先进水平.为了考验燃料元件在堆内正常工况和事故工况下的辐照性能,分别从第一和第二批产品中各取出两个燃料球进行了辐照考验.辐照试验在俄罗斯IVV-2M堆进行,最高燃耗和累积快中子通量分别达到了107000MWd/t(U)和1.31×1021n/cm2,辐照没有引起燃料元件中包覆燃料颗粒的破损.为了满足超高温气冷堆的运行要求,新的ZrC"TRISO"型颗粒燃料有可能代替传统的SiC "TRISO"型颗粒燃料.     

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。     

10 MW高温气冷堆的关键设备--提升器

研究了10MW高温气冷堆（HTR－10）中提升器的结构，工作原理及驱动系统的特点，在提升器的结构设计中，根据提升的性能要求，选用五相混合式步进电动机作为提升器的驱动电机，并采用了闭环控制线路，提高了提升器的定位精度和运动平稳性。通过提升器及其控制系统，已向堆芯发送了近2万个燃料元件和石墨球，使HTR－10达到临界。     

10MW高温气冷堆球形燃料元件碳化工艺研究

通过对高温气冷堆球形燃料元件压制坯体及酚醛树脂碳化过程的研究，确定了碳化工艺制度的制订原则。在碳化过程中，低温开裂主要是由压制工艺中产生的应变不均匀性造成原，高温开裂则主要受加热速率的影响，采用加压碳化工艺可提高基体材料的机械性能。     

球形燃料元件探测器的研制

１０ＭＷ高温气冷堆为氮气冷却，石墨慢化的核反应堆，球形石墨燃料元件松散堆积在堆芯中。反应堆运行期间，燃料元件的输入，再循环和卸出由燃料装卸系统完成。燃料元件输送和缓冲管段充满程度的监控由燃料元件探测器和其他测量仪器完成。本文介绍了以感应线圈为敏感元件的工探测器的工作原理及特性，电桥载波频率为３０ｋＨｚ时，传感器灵敏度最高，经对桥式探测器的实验表明，该探测器分辨率高，计数可靠，可满足１０ＭＷ高温气冷     

HTR-10燃料元件的气体输送

为了保证高温气冷实验堆球形燃料元件可靠地输送,采用了传递管输送方法,本文介绍了10MW高温气冷堆（HTR－10）燃料元件气体输送系统的关键设备,管路设计及输送气体流量计算,通过初装料的运行,证明该系统运行良好。     

10 MW高温气冷堆燃料元件的辐照考验

10 MW高温气冷堆燃料元件的辐照考验在俄罗斯IVV-2M堆内进行,辐照考验于2000年7月13日开始,现仍在进行中.至2002年6月14日,燃料元件最高燃耗(以金属铀计,全文同)已达77 000 MW*d/t,累积快中子注量达8.59×1020 cm-2.本文描述辐照样品的冷态性能、辐照装置、辐照条件和已获得的辐照考验结果.     

HTR-10硼吸收球停堆控制系统调试

介绍了10MW高温气冷实验堆吸收球停堆控制系统的设计原则和调试过程,试验证明,在不同运行工况下该系统能实现设计功能,从而保证了反应堆运行的安全性和可靠性。     

基于控制Petri网的高温气冷堆燃料装卸过程控制系统设计方法

介绍了一种基于控制Petri网(CPN)的控制系统设计方法,通过将库所与输出和操作关联,将变迁与输入和条件关联,并引入了宏库所和宏操作,实现了对复杂控制系统的分层次设计.在分析燃料元件装卸系统(FHS)基本功能和装卸流程的基础上,利用CPN对其进行了分层设计.根据变迁的触发条件,设计的CPN可直接转换为PLC的LAD程序;该程序在FHS模拟控制系统试验台上进行了验证.应用结果表明,该方法具有设计结构清晰,描述严格准确,程序设计高效等优点,可以很好地满足球床式高温气冷堆(HTGR)燃料装卸过程控制系统的设计要求.     

HTR-10第二停堆系统的试验与调试

吸收球停堆装置是10MW高温气冷实验堆的第二停堆系统,控制棒失效时,碳化中子吸收球落入堆芯反层的吸收球孔道内,实现紧急停堆;反应堆再次临界前,利用气体输送装置将吸收球送回位于堆顶的贮球罐内,在实验室和高 温堆上先后进行了7套吸收球装置的热态试验和输送功能试验,试验数据表明,吸收球系统7套装置的落球和回球动作正常,所用的时间在要求的范围内;球位状态指示正常;气体回路流动正常,风机的流量,压升正常,12个阀门的开,闭功能正常。     

HTR-10控制棒系统的试验与调试

10MW高温气冷实验堆共有10套控制棒组件及其驱动机构,用于高温堆启动,功率运行和停闭过程中补偿和调节所需的反应性变化,并保证足够的停堆裕度,为确保达到工程设计的要求,对全部控制棒组件及驱动机构,都在实验室进行了热态试验,在高温堆上进行了安装后调试,以及首次临界前的测试,各项数据表明,所有驱动机构运行良好,控制棒的提棒,落棒运行功能正常,位置保持功能正常,棒位显示准确。     

10MW高温气冷实验堆电力系统

10MW高温气冷堆电力系统是为保障反应堆完成其安全目标和运行目标而设置的重要系统,本文介绍了10MW高温气冷堆电力系统的组成结构和配置,描述了电力系统在不同工况下的运行方式。     

HTR-10数字化运行仪表与控制系统的设计

核反应堆数字化仪表和控制系统与传统的以模拟仪表的构成的仪表与控制系统相比,具有明显的优越性,本文介绍了10MW高温气冷实验堆（HTR－10）数字化运行仪表和控制系统的设计与实施,包括系统结构,主要技术特点,系统主要功能等,并给出了系统的现场调试和运行情况。     

HTR-10燃料球和石墨球反应性当量测量实验

10MW高温气冷实验堆（HTR－10）是球床型反应堆,燃料元件的装卸和循环可不停堆,为了保证其安全运行,必须准确地知道燃料元件的装卸和循环过程可能引起的反应性变化,尤其是向堆芯装料时引入的反应性变化,HTR－10首次临界后对燃料球和石墨球的反应性价值进行了测量,本文介绍了燃料球和石墨球反应性当量刻度的方法,给出了初始装载截芯和空气气氛下的燃料球和石墨球反应性当量实验测量结果。     

HTR-10控制棒控制系统设计

10MW高温气冷实验堆（HTR－10）控制棒驱动装置采用链轮,环链传动,由步进电机经过齿轮减速机构带动链轮转动,从而使环链带动控制棒上下移动,HTR－10控制棒控制系统采用全数字化的分布式控制系统,实现了全部的控制,连锁和监测要求,实验和运行的结果证明,该系统具有功能完善,界面友好,操作方便,易于维护等优点。