高温气冷堆钍,铀燃料元件的后处理与处置技术的发展概况

本文对高温气冷堆钍、铀燃料元件的后处理与处置技术的发展进行了评述，该技术正在从实验室研究和中间工厂扩大到工业规模。清华大学核能技术设计研究院在后处理主要环节上进行了大的改进。在后处理技术成为经济规模之前，高温气冷堆元件实行中间储存比较合理。     

高温气冷堆的过去,现在和将来

论述了高温气冷堆技术特点、发展概况以及在我国未来能源系统中的地位和作用。阐述了１０ＭＷ高温气冷实验堆的建造目的、意义及其主要技术特征。     

10MW高温气冷堆燃料循环系统热实验装置控制系统设计

为在反应堆的实际运行温度和氦气氦下考验１００ＭＷ高温气冷堆（ＨＴＲ－１０）燃料循环系统主要设备及其控制系统，进一步取得设计和运行经验，建造了全尺寸热实验装置。控制系统采用了ＯＭＲＯＮ Ｃ２００Ｈ ＰＬＣ和大型镶嵌块式模拟显示屏，通过计算机控制和监视整个装置的运行情况。所有设计和运行经验已在ＨＴＲ－１０的施工设计中得到应用。     

10MW高温气冷堆堆用石墨的研究

石墨是唯一可用作高温气冷堆堆芯结构和反射层的材料。研究和论述了高温气冷堆堆芯用石墨的各种性能要求。介绍了“近各向同性”石墨的两种生产工艺，根据我国实际情况，提出了走“二次焦”技术路线的建议。     

高温气冷堆乏燃料元件的最终处置

用既安全又经济的办法处理高温气冷乏燃料元件是高温气冷堆发展的重要课题。根据高温气冷堆乏燃料元件的特点,分析了对乏燃料元件进行后处理和直接最终处置的处理办法。     

模块式高温气冷堆的安全特性

分析了模块式高温气冷堆所具有的固有安全特性：１．余热载出的固有安全特性；２．反应堆瞬变的固有安全性；３．阻止放射性释放的多重屏障。并对模块式高温气冷堆的安全特点与压水堆进行了对照比较。     

10MW高温气冷堆燃料装卸系统燃料元件探测器的研制

介绍了球床堆用燃料元件探测器的基本原理和实现方法。它以感应线圈为敏感元件，以８０３１单片机为处理核心，实现对燃料元件的探讨，电桥载波频率为３０ＫＨｚ。     

10MW高温气冷堆燃料元件半年系统双向探测器的研制

介绍了１０ＭＷ高温气冷堆燃料元件装卸系统双向探测器的基本原理和实现方法。该法采用穿过式线圈和单通道双线圈电桥的电路结构形式，具有很强的抑制温漂的能力。双向探测器不仅能够对燃料元件进行计数，而且能够对燃料元件的运动方向进行判别。     

用于高温气冷堆的陶瓷材料

工作温度达1000℃的核反应堆只有通过应用陶瓷材料才能实现,陶瓷材料的应用使高温堆的发展成为可能。最重要的材料是石墨,它以不同种类和形式应用于高温堆。作为被覆材料,碳化硅也起重要作用。由于陶瓷材料的应用而得到的高温,将扩大核技术的应用领域,即不仅用于发电,也用于各种工艺供热。反应堆陶瓷部件的设计必须推用新的准则。陶瓷材料的应用在高温堆燃料元件的发展中特别富有成果,它在很高的事故温度下,仍然保持很高的滞留裂变产物的能力。燃料颗粒的燃耗可达、乃至高于100,000MWd/t,这也是十分有意义的.从中子物理角度看,陶瓷材料的应用要求反应堆的功率密度低,堆芯体积大,但这对反应堆事故条件是有利的。未来反应堆的发展,应扩大碳化硅的应用。由于应用了陶瓷材料,高温堆在中子物理、动力学行为、应用领域和安全概念等方面,和其他反应堆都有重大差别。     

高温气冷堆工艺热应用研究

介绍了高温气冷堆高温工艺热研究现状,分析了我国能源结构特点及核煤转化可行途径。结合８６３计划项目１０ＭＷ高温气冷堆即将建成,推出高温气冷堆高温工艺势应用研究方向,并介绍了１０ＭＷ高温气冷堆高温工艺热利用系统的设计及２．５ＭＷ氦加热重整器概念设计。     

高温气冷堆燃料装卸监控系统改造

基于HTR-10燃料装卸系统的设计和监控要求,完成了燃料装卸和燃耗测量自动流程设计,分别采用CPT梯形图、FIX组态及REXX脚本等方式编制了PLC用户程序、上位机监控程序及燃耗测量控制程序,在此基础上采用上位机组态的监控模式完成了监控系统及其与上位机的通信设计,实现了对燃料装卸监控系统的改造.现场调试结果表明,改造后的监控系统功能完整、界面友好,提高了燃料装卸运行效率和可靠性.     

高温堆包覆燃料颗粒的破损率

介绍了高温气冷堆包覆燃料颗粒的破损机制和破损率的计算方法，计算结果以及破损率与ＳｉＣ强度和Ｗｅｉｂｕｌｌ模量的关系。     

高温气冷堆球形燃料元件中基体石墨杂质含量的研究

研究了高温气冷堆球形燃料元件的基体石墨及所使用的主要原材料中微量及痕量杂质元素的含量，利用等离子发射光谱仪对Ｂ、Ｌｉ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｕ、Ｔｈ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｓｍ、Ｄｙ等十几种重要元素进行了分析，并比较了加工处理过程对于杂质离子含量的影响。研究结果表明，在球形燃料元件制造过程中所使用的原材料及制成的基体石墨均符合球形燃料元件的设计指标。     

关于10MW高温气冷堆反应堆压力壳的水压试验研究

对ＨＴＲ－１０反应堆压力壳进行了水压试验。用自行研制的液压张拉机对压力壳主螺栓实施了合理及有效的张拉,对压力壳进行了应变和变形测量,反应堆压力壳水压试验结果表明,压力过达到设计要求。     

球床高温气冷堆物理特性的计算机模拟

为研究球床高温气冷堆的物理特性，研制出了一套完整的计算机模拟方法和相应的物理计算程序系统。该方法的特点是：考虑了包覆颗粒球粒球型燃料元件的双重非均匀性和燃料元件的运动特性；通处理复杂的堆内外燃料管理；考虑了堆芯顶部装料空间；在谱计算中采用了曲率反馈，并能进行物理和热工计算的直接耦合，该方法已用于ＨＴＲ－１０实验堆的物理设计。     

10MW高温气冷堆堆用氦气阀门要求的研究

核电站运行时，阀门是最易发事故的设备之一，为了确保核电站的安全，必须选用安全可靠的阀门，１０ＭＷ高温气冷堆中的氦气阀门有十多个品种，３００多台，这些阀门是高温气冷堆中面广量大的承压设备。它们连接着高温气冷堆中众多的系统，对于保证高温堆的正常稳定运行及安全停堆起着重要的作用。本文简略地介绍了１０ＭＷ高温气冷堆对氦气阀门 要求。核级氦气阀门的设计、检验和出厂试验。     

10MW高温堆燃料元件输送速度的测量

介绍了10MW高温气冷堆向堆世输送燃料元件的管路、输送速度限值及输送速度的测量方法。实际应用证明，该方法简单、快捷，是理想的速度在线测量方法。     

10MW高温气冷堆电涡流碎球分选装置的研制

描述了一种新的利用电涡流进行石墨球表面缺陷检测的在线无损检测方法。提出了一种新的球面展开方法－摩擦旋转法，它被用于１０ＭＷ高温气冷堆。与机械方法的同类设备门户示但体积小，而且重量轻，在实验运行中性能稳定可靠，能准确分选出表现损伤的石墨球，实现石墨球表面缺陷的定位。