水堆燃料元件的破损监测、定位和处理

本文简介反应堆破损燃料元件的监测、定位和处理；反应堆运行时的监测与定位；换料时或换料后的监测；在燃料组件内鉴别破损的燃料棒；破损燃料棒拆出后的监测与定位；燃料组件的监测、拆卸和修复等方面在国际上的研究开发现状。     

水冷反应堆燃料元件的在役检测和处理

水冷反应堆包括轻水堆和重水堆,轻水堆分为压水堆和沸水堆;重水堆分为加压重水堆和加拿大的氘铀堆。国际上把它们归为一类进行研究。本文涉及的破损燃料元件的在役检测和处理包括：反应堆运行时的检测;换料时或换料后的检测;在燃料组件内鉴别破损的燃料棒;燃料组件的监测、拆卸和修复;破损燃料棒拆出后的检测,破损定位与修补。     

水冷反应堆燃料元件的在役检测和处理

水冷反应堆包括轻水堆和重水堆,轻水堆分为压水堆和沸水堆;重水堆分为加压重水堆和加拿大的氘铀堆。国际上把它们归为一类进行研究。本文涉及的破损燃料元件的在役检测和处理包括：反应堆运行时的检测;换料时或换料后的检测;在燃料组件内鉴别破损的燃料棒;燃料组件的监测、拆卸和修复;破损燃料棒拆出后的检测,破损定位与修补。     

使用离散钍铀燃料组件的CANDU6堆物理特性初步研究

为研究钍铀燃料在CANDU6堆中的应用,采用DRAGON/DONJON程序,对使用离散型钍铀燃料37棒束组件的CANDU6堆进行时均堆芯分析。结果表明,组件采用235U富集度为2.5%的铀棒以及第1、2、3圈布置钍棒的37棒束组件,堆芯在8棒束换料、3个燃耗分区的方案下,组件的冷却剂空泡反应性较使用天然铀的37棒束组件（NU-37组件）与采用混合钍铀元件棒的37棒束组件更负;堆芯最大时均通道/棒束功率满足小于6700?kW/860?kW的限值;燃料转化能力比采用NU-37组件时更高;卸料燃耗可到达13400?MW·d/t(U)。研究表明,所设计的离散型钍铀燃料37棒束组件可用于现有CANDU6堆芯,且无需对堆芯结构及控制机构作重大改造;燃料组件和堆芯设计方案可为钍铀燃料在CANDU6堆芯的应用提供参考。      

压水堆电站燃料元件破损定位探测方法介绍

本文主要介绍70年代以来国外压水堆电站燃料元件破损定位探测技术的新发展。利用无损检洲技术(如超声探伤、 发射技术、红外测温等)来定位检测破损燃料元件棒,以实现不解体燃料组件而更换掉组件中破损元件棒,然后将未达燃耗的燃料组件再重新入堆。     

棒束及格架布置对燃料组件搅混特性影响的实验研究

以CPR1000核电机组使用的格架组装的5×5棒束燃料组件为对象,开展了多组全长棒束燃料组件搅混特性实验,重点分析了冷-热棒布置形式、格架布置形式等几何参数对燃料组件搅混特性的影响规律,实验结果表明,冷-热棒中心对称布置时的燃料组件热扩散系数更接近真值;跨间搅混格架对燃料组件总体热扩散系数有较小增强作用,但对于棒束压降的贡献很低。      

破损燃料组件修复后的物理特性分析

破损燃料组件修复后再次入堆使用是必须进行安全评估,以确保核安全。本文以采用AFA3G燃料组件的CPR1000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核物理和功率分布进行分析评估。结果表明:燃料组件内更换一根燃料棒对燃料组件反应性的影响很小,该影响可以忽略。更换不锈钢棒的数量越大,燃料组件反应性变化幅度越大。随着燃耗的加深,燃料组件反应性变化幅度也增大。修复的燃料组件虽然在换棒位置局部区域发生功率畸变,相对功率略微的升高,但离换棒位置较远的燃料棒的相对功率没有变化,换棒不会导致组件内功率峰发生象限的偏移。     

18 秦山三期破损燃料棒束公路运输

秦山三期两台机组投入运行以来，陆续出现了燃料破损，为了保证反应堆安全稳定运行，进一步减少裂变产物向一回路的释放，将燃料破损率减少到最小程度，需要将两只破损的燃料棒束运输到中国原子能科学研究院进行破损燃料热室检验和分析。     

AP1000燃料组件锆屑产生原因及处理措施探讨

根据AP1000燃料组件结构特点,分析认为燃料组件中锆屑(锆细丝及锆屑积瘤)产生的原因是燃料棒在拉棒过程中,燃料棒与格架中的格架弹簧、刚凸相互挤压刮擦燃料棒产生的。锆细丝或锆屑积瘤如果在燃料组件入堆前无法清除干净,这些锆细丝或锆屑积瘤存留在燃料组件上,燃料组件在堆内运行过程中,由于冷却剂的高速横流使燃料棒过分振动可能造成锆屑磨蚀燃料棒,导致燃料棒破损。针对燃料棒拉棒产生的锆屑,调研了国内外减少拉棒过程中锆屑的产生和处理措施,提出了解决方案建议。     

钍基先进CANDU堆燃料循环方式研究

在钍基先进CANDU堆的概念设计中，钍燃料的循环利用方式是一重要问题。文章采用中心两圈为钍燃料、外面两圈为稍加浓缩铀燃料的CANFLEX燃料棒束，通过对燃料棒束栅元物理特性的研究，提出了一套切实可行的直接自身再循环的燃料棒束循环方案。     

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。     

反应堆燃料组件破损检查装置

反应堆在运行中发现冷却剂中的放射性水平增高,在确信燃料棒有破损的情况下,就要停堆,找出破损组件。进而找出破损单棒。然后,或是通过调换破损单棒,使破损组件修复继续参加运行,或是将破损组件另行存放,不再运行。为了积累燃料组件破损检查装置的设计经验,同时为了检查一批存放已久的考验燃料组件,以对燃辩组件的质量做出评价,我们设计安装了燃料组件破损检查装置。并进行了校核模拟试验和正式的检查。     

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。     

秦山三期CANDU重水堆燃料的设计与性能

分别从设计特点，堆内外试验验证和堆内运行经验等方面阐述了ＣＡＮＤＵ重水堆燃料具有高的性能的原因。为实现不停堆换料能力，ＣＡＮＤＵ－６采用了独特的燃料设计，１９８５－１９９６年１０年内，在５６５０００组３７根棒的卸料组件中，其破损率已由从前的０．１％降至０．０４％，相应的单根燃料破损率在２３＊１０＾－５以下。     

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。     

破损燃料定位检测方法

本发明提供一种破损燃料定位检测方法。其棒束对定位，实时监测卸料池间的伽玛剂量变化趋势，判断是否符合特征曲线。符合特征曲线，则表明破损燃料还在该通道内，继续对该通道内的剩余乏燃料棒束进行换料。反之，则表明该对燃料棒束含有破损，确定出破损燃料棒束对所在位置。     

压水堆燃料组件研发中的力学问题

燃料组件弯曲变形可能导致装卸料困难、控制棒不能完全下插;燃料组件间的微动磨蚀可能会造成元件棒破损和核燃料泄漏,这些都直接影响核电厂的安全运行和经济性。针对压水堆燃料组件研发中的组件弯曲变形、组件微动磨蚀、组件结构完整性分析等几类典型力学问题的关键因素和解决办法进行了综述和展望。     

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。     

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。?      

紧密排列棒束燃料组件临界热流密度实验研究

基于高转换比紧密布置堆芯研究背景,针对堆芯紧密排列螺旋绕肋棒束组件开展了临界热流密度(CHF)实验研究,获得了棒束在不同热工条件下临界热流密度。研究结果表明:紧密排列棒束燃料组件CHF主要发生在热棒元件,临界发生时加热元件壁面温度迅速升高,同时压力升高,流量降低;系统压力、质量流速、含汽率、入口过冷度等热工参数对组件临界热流密度影响较大;获得了CHF计算关系式,计算值与实验值偏差在±10%以内。