面向核燃料棒管TIG环焊真空室的研制

针对核燃料棒管TIG环焊的工艺特点和技术要求,研制了环焊加工所必需的关键产品———真空室。采用筒式变形体作为夹具,实现不同规格棒管零件的弹性装夹,避免了因夹紧力过大而造成零件变形的失效;采用真空腔与焊接腔分开设计方案,使得设备的加工、安装与维护非常方便;采用步进电机驱动和同步带传动,实现了棒管环焊时真空室同步旋转和移动的精确性,提高了棒管的焊接质量。该产品已经投入到实际生产中应用,不仅零件的加工质量较高,而且产品的维护十分方便。

焊接核燃料棒的TIG焊接电源

论述的TIG焊接电源是应用在核燃料棒端塞焊接的专用焊接电源。介绍了这种电源的工作原理,其中包括了晶体管弧焊电源的工作原理以及高频引弧器的工作原理。并对焊接设备的总体结构和总体电路做了说明。该电源系统的设计成功地解决了普通TIG焊接电源存在的引弧困难、电网电压波动大、电流控制精度低等问题。

核燃料棒^(235)U富集度均匀性扫描装置中的中子慢化系统计算

对于核燃料棒235U富集度均匀性扫描装置,为了合理有效地利用252Cf中子源,提高检测灵敏度,需要合理选择中子慢化材料,优化中子慢化过程。本文利用Monte Carlo方法对中子慢化系统进行了优化计算,在保证慢化中子(En<1MeV)通量密度较高和235U与238U的裂变反应几率比R5/8也较高的前提下,给出了几种慢化材料及其组合的结果。

^(252)Cf中子活化核燃料棒^(235)U富集度均匀性检测装置

采用252Cf中子活化方法研制燃料棒235U富集度均匀性检测设备,用慢化后的252Cf中子照射燃料棒,使燃料棒UO2芯块中的235U发生裂变,通过测量其裂变产物的γ射线总强度对燃料棒235U富集度及其均匀性进行在线检测。采用1 2mg的252Cf中子源,能检测出燃料棒中235U富集度相对偏差±10%的单个混料芯块,单根燃料棒的检测速度可达7m/min,检测结果的置信概率为97 74%。

新型无源法核燃料棒^(235)U富集度检测系统研制

介绍了新型无源法核燃料棒^(235)U富集度检测系统的研制,该系统采用4通道多探测器设计,能在核燃料棒匀速通过检测体时有效探测核燃料芯块中^(235)U核素自发衰变产生的γ射线,实时生成^(235)U富集度分布图谱,进而判断各通道核燃料棒质量是否合格并实现好坏料自动分选。该系统经实验验证在单通道检测速度为1 m/min时,能够准确测量核燃料棒^(235)U富集度值并判断棒中是否混有异常芯块。该系统已应用于核燃料元件生产线上。

核燃料棒α表面污染在线检测系统设计

设计了一套用于核燃料棒α表面污染的在线检测系统。该系统使用ZnS闪烁体探测器,通过检测燃料棒表面污染物自发衰变产生的α射线,能自动得到燃料棒表面的分段污染水平和全棒平均污染水平,并根据设定的阈值自动判断是否报警。该系统目前已成功用于核燃料棒实验生产线。

新一代核燃料棒UO_2芯块间隙检测设备研制

在原来核燃料棒UO2芯块间隙无损检查仪的基础上,改进了γ射线准直器结构和物理测量仪器,提高了241Am放射性活度(3.7GBq),使检测速度由原来的1.5m/min,提高到10m/min,可检测最小间隙为0.4mm,测量精度为±0.048mm,置信概率为95%。采用新方法检测弹簧空腔长度,并增加了多定标测量道数,使弹簧空腔长度的检测精度为±0.947mm,置信概率为95%。该设备是以核技术为中心的机电一体化产品,具有自动上料、自动分选、自动下料等全自动控制功能。

核燃料棒被动自适应柔顺检测装置

针对核燃料棒长期处于极端复杂环境下引起的表面锆合金包壳氧化与自身随机形变现象,创新研发了一种核燃料棒氧化膜厚度与自身形变情况检测的被动自适应柔顺检测装置。通过串联机构与并联机构组成的四自由度混联机构,配合适应轮与核燃料棒接触曲面自对中特性,辅以测量机构内各弹性阻尼元器件,设计了被动自适应检测机构与柔顺测量机构。在此基础上,进一步剖析了装置的检测原理,建立程式化高效形变检测正、逆解解算模型,并开展了有关测试实验。测试实验结果表明,核燃料棒被动自适应柔顺检测装置能够满足氧化膜厚度高精度与自身形变情况检测要求,大幅提高了核电站的运营效率、运营安全与运营成本。

核燃料棒的X射线检验

论述了用Ｘ射线无损检测核测核燃料棒时存在的问题及其解决方法，探讨了提高摄片质量的若干因素，介绍了实验结果。

阿联酋核电站收到首批核燃料棒

据报道,阿联酋核能公司宣布已经接收了阿联酋首个核电站项目的燃料组件,即具有放射性、易裂变的核燃料棒。这些组件将为核电站第一个反应堆提供燃料。目前,第一个反应堆已完成建设进度的95%。该燃料组件由韩国公司生产,由高强度保护的刚性结构所覆盖,外部辐射量已达天然辐射水平,

定位格架弹性约束对燃料棒振动特性的影响

反应堆燃料组件中的燃料棒和控制棒,受冷却液的环境激励和多个定位格架的支承约束,在流致振动分析中一般将其简化为在流场作用下的多跨连续梁。首先根据燃料棒的实际运行工况,将定位格架对燃料棒的支承简化为平面的弹性约束;然后应用多跨连续梁振动理论,建立了弹性约束的等效线刚度与燃料棒一阶固有频率的关系,并根据实测的单棒固有频率识别定位格架弹性约束的等效刚度系数;通过与Ansys数值解的对比,表明提出的基于多跨连续梁振动理论的格架等效刚度识别方法是合理而有效的。在此基础上,进行了弹性约束下燃料棒的固有振动特性分析。

核燃料包壳外涂层直流电位法缺陷检测电路设计

锆合金包壳管是核燃料棒最基本的组成部分,其外壳涂有一层陶瓷氧化膜涂层用于提升耐磨和力学强度。为了能有效检测外层陶瓷氧化膜缺陷情况,本论文提出一种在直流激励下对膜层不同两点间的电位差来表征缺陷情况,采用Buck电路和线性稳压电路相结合的拓扑结构,实现0~100 V,精度为0.5%可程控调节的直流激励源,再通过ADA4625芯片对被测试件表面的纳安级电流进行检测;并对测童的数据进行多项式拟合,以此来进一步表征缺陷情况。并通过大阻值样品进行了验证,结果证明该方法和检测电路符合锆合金表面陶瓷表面膜层检测的要求。

优化核电燃料棒焊接工艺的数字仿真

用数字化仿真技术,基于Navier-Stokes方程和重整化群k-ε湍流模型,采用贴体坐标和交错网格系统,并运用网格自适应技术对核电燃料棒周边的网格进行自动加密与生成,用SIMPLEC算法对核电燃料棒以及焊接腔体进行了联合计算。通过对焊接腔体内部的周边流场情况的分析,发现了原有结构存在的不足,并针对此缺陷提出了优化的设计方案。

燃料棒压力电阻焊机控制系统的研制

焊接是核燃料棒生产制造过程中的重要工序,焊接质量与核电站安全运行息息相关,先进核国家对核燃棒焊接工艺的不断探索研究,都在积极采用压力电阻焊,用以一次完成端塞的环缝焊和密封堵孔焊,并实施质量免检。大大降低了生产成本,减少了环境污染。利用LabVIEW编程语言实现焊机控制功能。改进了硬件结构配置,提高了设备抗干扰能力。

包含内部加强装置的核燃料组件

本发明涉及一种核燃料组件，它包括1组布置在1个基本规则的网格中的核燃料棒和支撑骨架，支撑骨架有2个端板、连接端板的导向管和固定到导向管上的棒支承格架。该组件还包括布置在2个连续的支承格架之间的且固定到导向管上的支承骨架的加强装置。加强装置布置在棒组内，其横向范围小于核燃料棒的网格的横向范围。上述装置适用于压水反应堆组件。

加核燃料制造设施获准延寿20年

【加拿大核安全委员会网站2023年1月18日报道】加拿大核安全委员会(CNSC)2023年1月18日宣布,已批准为加拿大矿业能源公司(Cameco)位于安大略省霍普港(Port Hope)的核燃料制造设施换发运行许可证,准许该设施延寿20年,即能够运行至2043年2月。核安委还批准将该设施的产能上限提升至每年1650吨铀(以二氧化铀芯块形式)。该设施20世纪50年代投运,是一座加压重水堆燃料生产设施,主要生产二氧化铀芯块和核燃料棒。

微机在核燃料芯块间隙及空腔长度无损检测中的应用

利用γ射线的穿透性和ＰＣ总线民数据采集Ｉ／Ｏ接口板组成的微机测量系统来实现反应堆燃料棒芯埠间隙及弹簧空腔长度的自动化测量，它与专用的多道测量仪相比，具有结构简单，测量精确，易实现自动化测量的优点，只需对数据采集软件作适当修改，就能满足多种不同类型垓燃料棒测量的要求。

西屋将于2019年推出燃料棒传感器

【世界核新闻网站2014年6月20日报道】西屋公司（Westinghouse）技术项目经理Michael Heibel近日表示,核电运营商可能很快就可通过位于核燃料棒组件内的传感器来监测反应堆堆芯的运行工况。西屋公司已为这项尚处于研发阶段的技术申请专利。宾夕法尼亚州立大学和爱达荷国家实验室（INL）目前正在开展相关研发工作。研究团队正在制造原型设备,并计划于2015年1月在Breazeale研究堆进行测试。Heibel称,西屋预计在2019年将这项技术推向市场。