基于多频涡流技术的燃料棒包壳管氧化膜厚度测量方法

核燃料棒包壳管表面的氧化膜会影响其导热性能,使燃料棒的温度上升,加快燃料包壳的腐蚀速度,给反应堆带来潜在安全风险。故有必要对氧化膜厚度进行精确测量。为此,构建了燃料棒包壳管的三维有限元仿真模型,对燃料包壳多频检测进行了分析,总结了激励频率、包壳管电导率和金属涂层厚度对氧化膜测量结果的影响规律;提出了融合多频测量数据,抑制干扰因素影响,精确计算氧化膜厚度的方法,并进行了试验验证。结果表明,该方法的氧化膜厚度计算误差小于1μm,可用于燃料包壳管氧化膜厚度的量化表征。

技术成熟度评价在高压电气贯穿件中的应用

高压电气贯穿件是安装于热室屏蔽墙上,保证热室屏蔽墙体内外电气连续性、密封完整性和生物屏蔽功能,属于安全级设备。为实现高压电气贯穿件最优质量控制及“转阶段”的量化评价,充分释放技术风险,对高压电气贯穿件开展成熟度评价研究,首先阐明了技术成熟度在核领域的定义与内涵,揭示了技术成熟度与质量管理之间的内在关系,并基于此建立了高压电气贯穿件的项目分解结构,制定专用评价等级细则与全面评价流程,提出了一种基于改进层次分析(modified analytic hierarchy process,MAHP)-熵权(entropy weight,EW)综合评价法的成熟度计算方法。评价结果表明,高压电气贯穿件技术成熟度已达TRL8级,为其转向批量生产决策、降低项目供货风险和转变质量管理措施提供了有效依据与重要支撑,使得高压电气贯穿件在后续工程供货阶段进度及质量管控表现优异,获得了业主的一致好评,为工程的按期建设提供保障。同时,为各类核电产品开展技术成熟度评价与质量管理决策提供了思路和借鉴。

不锈钢管的电解去污实验

采用金属球导电法对不锈钢管进行电解去污,考察了电流密度、电解液浓度和温度以及电极间距等对电解去污效率的影响,并与常规槽式电解法进行了比较。钚污染模拟样的电解去污试验结果表明:当电流密度大于 0.2 A/cm^2时,对 5％H_2SO_4 电解液,电解 5min 可实现对污染表面的去污。该方法对不同形状的金属部件均可实现有效去污,也可用于退役核设施的去污。

ZnBr_2作为热室观察窗材料的可行性研究

高活度废放射源整备装置要求清晰可见和屏蔽性能良好的观察系统。通过对ZnBr2水溶液的可视性能、对电离辐照的屏蔽效果和耐辐照性能的研究,结果表明将ZnBr2溶液用在高活度废放射源整备装置观察系统中是安全可行的。

脉冲沉淀反应器系统脉冲周期对搅拌影响的模拟

脉冲沉淀反应器系统利用脉冲气体搅拌改善混合效果,提高反应效率,得到目标沉淀物。脉冲发生器高低压气室机构的开度变化,影响脉冲沉淀反应器进气口压力能量变化,进而影响气动搅拌及混合效果。在已知设备参数的基础上,利用CFD技术模拟计算不同脉冲周期对搅拌效果的影响,通过对脉冲压力变化、水相平均分数、垂直方向分速度以及沉淀反应器中水分体积变化等参数的比对分析,确定最佳脉冲周期为1.2 s。

不锈钢热室壳体窥视窗加工工艺研究

文章针对三废后处理及放射源生产用不锈钢热室壳体窥视窗部件加工结构特点,从窥视窗的展开放样、模具设计及压制成型等三个方面阐述其加工工艺的研究。

后处理全齿轮传动机械臂的设计

针对纯齿轮传动的机械臂存在的耦合关系复杂、传动件外露、灵活度低和重复定位精度低等问题,提出新型全齿轮传动的机械臂设计方案.该方案通过运动关系解耦,将齿轮组间2种强相关耦合关系简化为1种.基于耦合逻辑关系简化和结构优化,实现了关节全密封与无限转动的设计理念.通过机械臂运动学解析解公式推导与全齿轮传动耦合逻辑分析结果的结合,完成适用于全齿轮耦合传动机械臂的控制算法设计.基于耦合控制算法进行机械臂的运动空间分析与控制程序编写,实现机械臂的灵活性验证与自动控制功能,并在机械臂测试系统上进行试验验证.仿真和试验结果表明,该机械臂的耦合原理、设计结构和控制算法可行,满足复杂放射性环境下机械臂自动化应用的需求.

压水堆乏燃料元件包壳表面氧化膜厚度测量技术研究

在压水堆中,核燃料元件长期受高温、高压、高辐照等环境影响,其外包壳表面会形成黑色致密氧化膜。氧化膜会降低燃料元件的热交换能力,使燃料性能恶化,影响反应堆安全运行。为完成秦山一期燃料元件辐照后检验工作,首次在国内热室中,运用涡流方法对乏燃料元件进行了全尺寸氧化膜厚度测量研究。该文介绍了在热室中通过远程控制测量装置对秦山一期的8根乏燃料元件进行的涡流氧化膜厚度测量工作,所得测量结果准确度较高,可以认为该方法是研究全尺寸乏燃料元件表面氧化膜厚度的较好方法之一。

燃料组件超声清洗安全分析

再入堆燃料组件超声清洗,可以延缓或预防轴向功率偏移异常、减少再入堆组件表面的腐蚀沉积物,但是燃料组件在这种极端物理环境进行超声清洗过程中,存在安全风险。本文列举了燃料组件超声清洗过程中可能存在的燃料包壳微振磨损风险、包壳受作用力破损风险以及芯块破裂失效的风险,并分析了这些风险的来源、影响因素以及临界指标,为燃料组件超声清洗的安全实施提供指导。

不锈钢覆面热室非标设备的设计与安装

热室是一种在核技术领域中应用广泛的密封箱室。文中对某项目不锈钢覆面热室非标设备设计与安装过程中的主要事项进行阐述与分析,并结合实际指出了在今后的设计与安装过程中需要注意的问题。

基于模块化建造理念的热室装置研究与设计

本文以国内某大型物理实验装置为背景,采用模块化建造理念,设计了靶体检修用热室装置,并通过理论分析方法对热室壳体结构强度及建造工艺的可行性进行了研究,获得了模块化热室设计建造的基本方法与工艺。

基于辐射原理狭窄垂直封闭空腔热阻强化措施的实验研究

列车车体围护结构中普遍存在的狭窄空腔增加了车体围护结构的热阻,同时也为进一步降低空腔的辐射换热份额创造了条件。通过实验方法,利用粘贴铝箔方式改变空腔内壁面辐射特性,以期改善空腔热工性能效果进行了研究。结果发现:常规车体壁面空腔辐射换热份额很大,不容忽视;在空腔内壁面附着铝箔等高反射率表层,可有效降低空腔的辐射换热份额,且随着空腔厚度的增大,空腔当量导热系数降低的效果更为明显,最大可达无铝箔空腔的62%左右;冷面单面粘贴铝箔方式的效果与热面单面粘贴铝箔方式的效果几乎相同,双面粘贴铝箔方式效果最好,优于单面铝箔方式5%左右。

基于ABAQUS的热室设备断裂故障仿真研究

热室设备处于高放射性、高毒性的密闭环境,在外部工作载荷作用下其零部件存在发生断裂失效的风险,严重影响运行效率与安全。文章基于ABAQUS仿真平台,建立断裂故障仿真模型,模拟构件在外部载荷作用下发生裂纹扩展的动态行为并分析该过程的响应特性。研究表明,热室设备断裂时在裂纹尖端释放出高频应力波,传递至构件表面,呈现出明显的突发型信号特征,具备良好的可监测性。

热室转运系统非接触供电模式及关键问题研究

在分析传统热室转运系统供电模式不足的基础上,通过对非接触电能传输系统中不同磁耦合结构的研究,提出了一种适用于热室等放射性场所的转运系统新型供电结构。研究表明,此结构可在热室转运系统随机运动条件下持续可靠地完成电能非接触传输,较好的解决了传统热室转运系统供电模式对运动路径的限制,提高了热室操作的空间灵活性,通过对该系统进行理论分析及计算机仿真验证了系统的可行性。

一种干式外圆机械切割装置的研制

在乏燃料后处理中,需要回取已封装在乏燃料贮存容器中的乏燃料。根据热室使用环境及乏燃料贮存容器的特点,从耐辐射设计、乏燃料贮存容器固定、切割进给、切割刀具及刀具更换、放射性废物最少化等方面进行设计响应,研制了一种在热室内开启乏燃料贮存容器的干式外圆机械切割装置。功能性试验验证了该装置满足设计和使用要求。

乏燃料密封容器开盖及其内容物回取技术研究

对于采用干湿法贮存的乏燃料而言,其后处理时面临的最大问题是如何安全高效地将乏燃料等内容物从封焊的密封容器中取出。针对这一问题,基于乏燃料密封容器及其内容物的结构特点,开展了乏燃料密封容器开盖及内容物回取技术研究,综合考虑切割热室使用环境、内容物回取后的收集和转移以及产生废物的收集处理等因素,制定了合理可行的开盖及回取工艺,研制了用于开盖和筒体分段切割的解体装置以及回取和吊装工具,并通过试验验证了工艺的可行性以及研制的工装具的可用性。

热室模块支撑旋转装置研制

本文介绍了为串列加速器工程中带放射性靶源模块的维修、试验而专门设计的一套定位装置。技术要求模块能够实现升降、旋转功能及精确定位。设计了旋转筒、支撑筒结构,采用螺杆提升装置实现升降功能及精确定位;周向采用电动粗定位及手动精确定位相结合,采用传感器位置检测,气缸定位销设计方案,措施安全可靠。经试验,各项技术指标均满足目标要求,验证了装置设计方案的合理性和可靠性。