中国先进研究堆燃料板性能试验研究和行为评述

文章介绍中国先进研究堆燃料板及其性能试验结果,并对燃料行为进行了评述。通过对铀密度为4.3g/cm3的U3Si2Al弥散体燃料和包壳材料的热物性测量、包壳的腐蚀试验、燃料板的机械性能测量、热循环和辐照性能试验,可以确认,燃料板在最高温度不超过起泡温度(550℃)情况下一般不会破损,裂变产物不会从燃料板泄漏。燃料芯体能够经受温度高达400℃的多次热循环,芯体不开裂,不碎化,芯体与包壳之间的结合、U3Si2颗粒与基体铝结合良好。温度直到250℃,燃料板不会产生变形。在热流密度直到4.0MW/m2、芯体最高温度为230℃、样品辐照燃耗达71.8%(原子百分数)条件下,燃料板无变形和损伤,燃料板肿胀不明显。

中国先进研究堆燃料组件设计及试验进展

燃料组件是中国先进研究堆(CARR)的核心部件,燃料组件设计成平板型,使用低浓铀U_3Si_2-Al弥散体燃料。经多项堆内外验证试验证明:在设计要求条件下,燃料组件结构稳定,使用安全。

中国先进研究堆燃料元件包壳候选材料中温动水腐蚀

对中国先进研究堆（ＣＡＲＲ）燃料元件包壳候选材料ＬＴ２４、３０５铝合金进行了温度为２００℃、流速为１０ｍ／ｓ的堆外动水腐蚀试验研究。腐蚀后试样的金相显微镜观察、Ｘ射线衍射分析、扫描电镜及电子探针分析、腐蚀速率的计算及氧化膜厚度的测量等结果表明：从腐蚀类型及其程度和氧化膜的剥落情况等方面看，３０５铝合金材料的抗中温动水腐蚀性能优于ＬＴ２４铝合金；退火态和冷轧态的ＬＴ２４铝合金的耐蚀性能未显示出差异。试验结果为ＣＡＲＲ燃料元件包壳选材提供参考依据。

CARR控制棒驱动机构堆外调试试验

中国先进研究堆(CARR)控制棒由磁力驱动。为进行CARR控制棒堆外调试试验,建造了模拟CARR热工水力条件的试验回路。试验中发现驱动机构存在一些问题,提出改进建议,得到CARR工程部和设计者认可。对驱动机构进行了一些改进,试验测量了线圈温度、落棒时间、极限流量和极限载荷等重要参数,试验证明经改进的控制棒驱动机构达到了设计要求。

中国先进研究堆(CARR)工程燃料组件设计验证试验

中国先进研究堆(CARR)采用的燃料组件在国内尚属首次加工与使用。为了保证燃料组件的完整性和安全性,满足堆安全运行的需要,对燃料板和组件的结构稳定性、流致振动、临界流速、热循环、堆内辐照等进行了设计验证试验。结果表明,CARR燃料组件的设计和加工工艺是合理的,谈组件在反应堆实际运行条件下是稳定和安全的。

中国先进研究堆标准燃料组件堆外水力稳定性试验

中国先进研究堆(CARR)标准燃料组件由滚压在两块侧板上的21块燃料板组成。堆外水力试验的目的是考验在水力冲刷条件下燃料组件的结构稳定性。试验件是按照正式产品制造工艺制造的贫铀组件,试验平均流速为12 m/s,是满功率运行流速的120%。先后试验了2个组件,第1个组件试验60 d,是满功率运行时间的120%,试验后观察到固定下定位梳的销钉松动,下定位梳严重磨损了燃料板;工艺改进后制造的第2个组件试验120 d,是满功率运行时间的240%,试验表明,第2个组件结构完整。试验中对组件结构稳定性和燃料板腐蚀性能,诸如组件的压差、燃料板振动、包壳表面腐蚀深度等进行了研究。