燃料棒生产线用传输料架设计

燃料棒传输是生产过程中重要环节,老旧的燃料棒传输料架存在划伤燃料棒表面的问题,导致生产出的燃料棒不符合标准,且存在缺陷的燃料棒具有重大安全风险。现针对燃料棒表面划伤问题设计并制造出了一款新式燃料棒传输料架,采用分体式结构设计便于调节料杆倾角、长度及高度,同时提高维护效率;与燃料棒接触的料杆为特制塑料,降低了划伤风险。对新旧两种传输料架进行了同等条件划伤实验并比对效果,结果表明新传输料架效果更优;现已有60余万支燃料棒生产过程中经过新型传输料架,经新型燃料棒传输料架传输、转运后的燃料棒表面无新增划伤。新式燃料棒传输料架降低了燃料棒生产成本,提升了燃料棒的使用安全性。

核电用锆管特种电阻焊温度场的数值模拟

对新型的核电用锆管特种电阻焊的工艺原理进行了介绍,采用有限元分析软件ANSYS对特种电阻焊的温度场进行三维数值模拟,在计算过程中采用非均匀网格划分原则,运用参数化设计语言APDL进行流程设置,考虑了对流换热及辐射换热对焊接过程的影响和温度变化对材料物理性能参数的影响.结果表明,集中热流导致端塞被墩粗及挤出物的产生,焊缝接合处的温度约为1 500℃,未达到锆合金的熔化温度,使得焊后工件具有热锻造组织的良好机械特性,焊缝接合处径向和轴向的温度变化较小,变化率在5%以内,有助于形成高质量的焊缝组织.

M5锆合金高频感应氧化硬质陶瓷膜制备技术及其耐腐蚀性能研究

在活性氧流动介质和干空气中,用高频感应氧化工艺在M5锆合金表面生成氧化锆陶瓷膜进行了研究。对处理温度、处理介质和处理时间等因素对氧化锆陶瓷膜生长速度、显微硬度以及耐腐蚀性能的影响进行了测试及分析。研究表明,在合适的温度范围,在高活性氧流动介质中,处理3-20 min可获得耐腐蚀性能优良的硬质陶瓷膜。

核电用燃料棒上端塞压力电阻焊的焊接

首先简要叙述了压力电阻焊的原理,指出了压力电阻焊包含2个重要的技术指标,即温度与压力;其次,说明了核电用燃料棒上端塞压力电阻焊的焊接原理,并着重分析了其加热系统、加压系统和焊接电源,指出端塞压力电阻焊的基本要求,即需在焊缝两侧形成分布均匀、大小合适的热影响区;最后,进行了大量的焊接工艺试验分析,并对焊接试样做金相、超声等检测,分析提出其用于燃料棒上端塞环缝焊接时的焊接参数及选择规范。

基于ANSYS的核电用燃料棒的特种焊接电场效应分析

根据有限元法建立利用特种压力电阻焊制造的核电用燃料棒的三维电场分析模型,通过理论分析及程序模拟计算,得出该燃料棒在特定的试验模拟参数下的电场分布规律.利用ANSYS的模拟结果与真实测试结果进行比较,验证了计算结果的可靠性.

实验快堆转换区组件焊接工艺

快堆是世界上第四代核能系统的主力堆型,它能充分利用铀资源来开发核能。快堆组件是反应堆中不可缺少的重要部件,其焊接质量直接影响组件的使用寿命和反应堆的安全运行。介绍快堆转换区组件的结构特点,重点分析组件研制过程中燃料棒的绕丝点焊、栅板框架与外套管的压力电阻点焊、过渡头与外套管组装与焊接等工艺难点,并提出解决方法。通过组件焊接检验结果表明,CJNF在实验快堆组件制造中所采用的焊接工艺可行,焊接质量满足技术条件的要求。该项目的成功实施使我国首次掌握了实验快堆组件的焊接制造工艺,并初步形成快堆组件生产能力。

TVS-2M燃料棒在无阳极氧化下高温氦检漏可行性研究

我国自俄罗斯引入了TVS-2M燃料棒制造技术,燃料棒在高温下烘干和真空氦检漏。俄罗斯在制造燃料棒过程中,燃料棒需进行阳极氧化,该方法存在成本高、转运风险大等劣势,故探究可否去掉阳极氧化工艺。分析了取消阳极氧化的影响以及高温下氦检漏的可行性,确定了设计兼具烘干和检漏一体设备的方案,制定了工艺流程,并进行了系统检出可信度验证及模拟实验验证。结果表明:设计出的兼具加热和检漏功能的新的高温氦检漏设备可满足TVS-2M燃料棒密封性检测;经验证,在无阳极氧化的前提下,TVS-2M燃料棒氦检漏输出值可保持真实可靠,反映出其是否存在漏点。

燃料棒X光透照高精度转角设备研制

燃料棒环焊缝通过电子束或TIG焊接后,采用X射线透照技术,每120°透照一次,共透照三次,综合三次结果评定环焊缝质量。原有设备一次转角精度为5°,转角精度不高,而理论上转角精度越高越有利于提高缺陷检出能力。为了实现高精度的转角,采用仿生学模仿人手转动燃料棒的动作设计了整套设备,包括夹持机构、转动机构和驱动控制系统以及相关辅助件等,夹持机构采用平行气爪和夹块的组合,达到夹持力≥75N,转动机构采用伺服电机搭载减速机和编码盘,实现了输出扭矩≥0.3N·m,转角精度优于1°,相较原有的5°,提高了转角精度,同时减少了燃料棒表面划痕的产生。研制出的设备各项结果均优于设计指标,已正式用于生产。通过研究还发现：转角设备精度优于1°,更有利于检测出更细小的面积性缺陷;转角设备参数应满足平行气爪夹持力≥75N,伺服电机输出扭矩≥0.3N·m,编码盘精度优于0.024°。

全自动核燃料相关棒氦检漏设备研制

氦检漏设备是核燃料相关棒密封性检测的重要设备,由于原有设备使用时间较久,设备老化程度较大,且原有操作均为手动操作,操作繁琐,容易造成故障,而自动化正逐渐推广至各行各业,全自动核燃料相关棒氦检漏设备的研制迫在眉睫。研制主要包括真空系统、检漏控制系统等内容,通过设备的研制,自动化程度、检测效率都得到了极大的提升。安全性和可靠性也更高。

燃料棒下端塞压塞机设计研究

压塞机是燃料棒进行电子束或非熔化极惰性气体钨极保护焊(TIG焊)接前将端塞压入包壳管中的一种重要设备。以往所使用的压塞机难以满足当前的使用需求。因此重新设计一种新型压塞机。通过对端塞结构及技术要求的分析,确定了压塞机设计思路。介绍了压塞机的端塞上料(储料)机构、送端塞机构、压塞机构、上下料机构及其附属机构设计理由和方法。在实际使用中,新设计的压塞机要求压塞过程安全、平稳、便捷、自动化,压塞后无划伤。