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。

燃料组件修复系统工作平台轻量化设计

为满足燃料组件修复系统的工作平台轻量化设计的要求,分别采用单目标柔度拓扑优化理论、单目标固有频率拓扑优化理论、多目标拓扑优化理论,对燃料组件修复系统的工作平台进行结构优化设计。优化结果表明,在重量减少一定的情况下,多目标拓扑优化能够获得动静态特性均优的工作平台。

AFA3G燃料组件拆解修复技术研究

国内压水堆核电厂燃料组件破损率水平较低,但是组件破损情况仍偶有出现,影响堆芯的安全性和经济性,国内对组件的修复经验和数据较少,并且对于高燃耗燃料组件的修复存在空白,论文给出AFA3G燃料组件修复的流程、安全关键考虑因素和部分高燃耗组件更换棒/修复的实践经验,为国内同类型燃料组件修复提供参考价值。

基于组合论t-(v,k,λ)设计的燃料棒定位方法研究

作为目前一种较为有效的燃料组件修复方法,燃料修复单棒更换技术是对检测到的破损燃料棒实施替换操作,其技术的关键点在于对破损棒进行定位并将其拔出及替换棒插入。由于燃料棒排布较为密集,给定位方法造成较大难度。应用组合论t-(v,k,λ)设计提出了一种燃料棒定位方法,通过定位板4×90°旋转产生4个定位面,实现燃料棒定位全覆盖且具有唯一对应性,配合设计燃料棒索引表,可以快速、精准地对燃料棒进行定位。根据试验和现场实施,验证本设计的可行性。

燃料组件修复过程中单根燃料棒损坏影响分析

以核电厂燃料组件修复过程中单根燃料棒损坏释放的放射性物质为分析对象,就放射性物质释放对组件修复的工作人员产生的累积有效剂量进行评估,对向环境释放的气态流出物的放射性总活度进行计算,并对气态流出物排放监测的影响开展分析。分析结果表明单根燃料棒损坏后,执行燃料组件修复的每位工作人员接受的累积有效剂量为12.2 mSv,低于GB 18871—2002规定的工作人员职业照射年平均有效剂量限值20 mSv;向环境释放的气态流出物中惰性气体与碘的放射性总活度分别为3.51×10^(11)Bq和2.17×10^(8)Bq,远小于GB 6249—2011规定的年排放控制值6.0×10^(14)Bq和2.0×10^(10)Bq。燃料棒损坏后40 min烟囱排气惰性气体测量仪的读数小于1.0×10^(11)Bq/h,核电厂无需进入应急待命状态。