压水堆完整和破损燃料棒燃料包壳化学相互作用层拉曼特征分析

为研究压水堆完整和破损燃料棒燃料包壳化学相互作用(FCCI)层物相结构组成及影响因素,通过拉曼光谱对燃耗为45 GW·d/tU和41 GW·d/tU的完整和破损燃料棒FCCI层进行了研究分析。结果表明:完整燃料棒形成了周向厚度为14~19μm的FCCI层,主要由两个不同相结构区域组成,分别为靠近包壳界面的单斜和四方相氧化锆混合区域及靠近燃料芯块的四方相区域,在包壳界面附近约7μm范围内,观察到明显的705 cm^(-1)特征峰,该峰的形成源于界面压应力和辐照缺陷的共同作用;破损燃料棒形成了周向厚度为37~61μm的FCCI层,主要由两个不同形貌和相结构区域组成,即靠近包壳界面附近具有多孔、裂纹特征的单斜相氧化锆区域以及靠近燃料芯块的非晶结构区域。对FCCI层相结构的分布及转变影响因素进行了分析讨论,完整燃料棒FCCI层中四方相氧化锆的稳定与界面压应力、中子辐照缺陷和裂变产物作用有关,破损燃料棒FCCI层中单斜相氧化锆的存在则主要来源于应力的弛豫和氧的正常化学计量比。

破损燃料定位系统探测器缺陷分析及改进

本文介绍了破损燃料定位系统及探测器的工作原理,对于因探测器导致系统不可用的故障类型进行统计分类,分析故障原因及系统的设计缺陷并进行针对性的改进。通过新旧探测器的对比和新型标定工具进行测试,验证了改进后探测器性能优于旧型号探测器,提高了破损燃料定位系统的可靠性。

破损燃料棒二次氢化行为观察与分析

燃料棒在堆内运行时,由于初次破口会导致包壳发生二次氢化现象,二次氢化是导致燃料棒发生严重破损的重要因素。针对实际工况下的破损燃料棒,在中国原子能科学研究院燃料与材料检验设施(303热室)上开展了相关辐照后检验,并采用热室金相手段,对燃料棒二次氢化行为进行了观察分析。结果表明:二次氢化破口有明显的氢化肿胀现象;氢化物分阶段从内壁扩散到外壁,并形成“日爆”现象;二次氢化部位芯块温度明显升高,并会导致芯块气孔迁移、芯块晶粒长大、柱状晶生长等现象发生;相比未破损棒,破损棒二次氢化部位水侧氧化膜厚度有增加现象,但仍处于正常范围内。

宁德核电厂在线啜吸装置检测破损燃料组件

介绍了宁德核电厂在线啜吸装置的优化及使用情况。对宁德核电在线啜吸装置的关键参数(高压、阈值、道宽)进行优化或重新设置、用图表形式对"阈值-计数率"数据进行分析、使用241Am放射源辅助判断81 ke V峰,使设备状态达到最佳,并成功用于核电站换料大修过程中破损燃料组件挑选的工作。

CANDU堆通过冷却剂133Xe浓度趋势查找破损燃料

秦山第三核电厂两台CANDU6反应堆通过测量缓发中子查找破损燃料的成功率很低,本文通过在线监测的冷却剂133 Xe浓度变化趋势分析方法查找破损燃料,判断破损燃料棒束的入堆时间,确定破损燃料棒束所在冷却剂环路。通过换料前后的133 Xe浓度趋势,可以确定换料通道内是否存在破损棒束,以及破损燃料棒束是否卸出堆芯。该方法在实际应用中取得了良好的效果,近年来成功定位了5个破损燃料通道。

PLC在破损燃料定位系统中的应用

破损燃料定位系统(简称63105系统)应用于CANDU-6型重水堆核电站中。主要作用是在核电站反应堆内发现破损燃料后,在维持反应堆功率不变的前提下,投运破损燃料定位系统,在自动模式下分别对来自380根燃料通道的主热传输重水样品进行缓发中子的扫描检测,以确定破损燃料棒束所在的确切通道。然后在手动模式下对检测出来的通道实行持续监测,最后通过不停堆换料的方式,将破损的燃料组件更换出堆芯,也保证了电站正常运行对环境和公众的安全承诺。

破损燃料定位系统探测孔套管腐蚀分析及处理

介绍了破损燃料定位系统(Failed Fuel Location System)近年来陆续发生的探测孔套管组件和标定管外表面点蚀后导致泄漏的缺陷及针对该缺陷采取的处理方法和过程。详细描述了缺陷的现象,分析了引起探测孔套管组件和标定管点蚀的根本原因、目前已采取的措施,以及后续需要开展的工作和行动计划。

燃料组件破损棒自动超声检查系统关键技术研究

燃料组件长期服役过程中,会因为振动、材料老化、强辐照等原因发生破损,这为核电机组安全运行带来隐患,而燃料组件破损自动超声检测系统尚未达到完全国产化。为此,该文从检测理论、探头和采集系统方面讨论了自动超声检测系统中的关键技术,同时对声束传播过程和响应进行了仿真和试验验证。试验结果表明,实际测量结果与理论模型吻合,自主研制的自动超声检查系统可有效分辨燃料组件破损棒。

压水堆核电厂燃料棒破损诊断分析研究

燃料棒是核电厂包容放射性物质的第一道屏障。燃料棒破损会导致冷却剂裂变产物活度升高,严重时机组须在数小时内后撤到停堆。通过取样监测的冷却剂放射化学数据可以一定程度上反映堆芯内装载燃料棒的破损情况。本研究介绍了压水堆核电厂功率运行期间冷却剂内裂变产物的来源,分析了裂变产物通过反冲和扩散方式的产生机理,通过求解迁移方程得到稳态情况下裂变产物活度的解析解。基于最小二乘法对反冲释放和扩散释放的裂变产物释放产生比进行解谱,建立了诊断压水堆燃料棒破损时间、破口程度、锕系核素泄漏、燃耗和燃料批次的定量分析模型。采用某百万千瓦压水堆运行中发生二次氢化的燃料循环的冷却剂裂变产物监测数据进行了验证,理论模型的分析结果也与机组停堆后啜漏检查和热室检查结果相符。

压水堆不同燃耗完整和破损棒燃料芯块氧化特征拉曼光谱研究

为研究压水堆不同燃耗完整和破损燃料棒燃料芯块氧化过程和物相变化,采用拉曼光谱分析技术对燃耗为14 GW·d·t^(−1)和45 GW·d·t^(−1)的完整燃料棒及燃耗为14 GW·d·t^(−1)和41 GW·d·t^(−1)的破损燃料棒燃料芯块的氧化特征进行了分析。结果表明:14 GW·d·t^(−1)和45 GW·d·t^(−1)的完整燃料棒燃料芯块由UO2、U4O9和U3O8组成,相比于燃料芯块的内部区域,芯块边缘显示出更强的氧化性;14 GW·d·t^(−1)和41 GW·d·t^(−1)破损燃料棒燃料芯块发生了重结构,形成柱状晶粒,主要物相为UO2和U3O8。燃耗的加深和燃料棒的破损均促进了燃料芯块的氧化过程,但并不会改变燃料芯块的主要相结构。

定位检测破损燃料组件的堆芯啜吸法

破损燃料组件定位检测系统是为了确保反应堆安全运行、及时处理燃料包壳破损事故的安全重要设备。根据目前国际上对有元件盒反应堆采用的堆芯啜吸法 ,即在反应堆换料期间或发生燃料包壳破损事故时 ,停堆后直接从仍在堆芯位置的元件盒中取样 ,进行放射性测量和分析 ,从而鉴别出有破损的燃料组件的方法 ,作者设计了 2 0 0 MW低温核供热堆破损燃料组件定位检测系统。该设计既有国际同类设备的先进水平 ,又结合了低温核供热堆的特点和我国国情 ,保证了 2 0 0

压水堆核电厂燃料包壳破损判断准则研究

燃料包壳为压水堆核电厂放射性包容的第一道屏障。因燃料包壳破损的发生不可避免且其对核安全的影响显著,燃料包壳破损诊断是压水堆核电厂必备的技术。分析了国内外压水堆核电厂燃料包壳破损诊断方法以及存在的问题,提出了根据一回路冷却剂中放化指标判断压水堆核电厂燃料包壳是否发生破损的系列判断准则,并对可能影响诊断结果的因素进行了探讨。基于国内在役核电厂实际的运行数据对判断准则进行了测试,测试结果表明,提出的燃料包壳破损判断准则可准确地诊断燃料包壳破损的发生,且有更广泛的适用性。

钠冷快堆燃料破损定位方法综述

反应堆燃料元件破损后,为了确保运行安全和及时处理破损事故,必须对破损的燃料组件进行定位操作。本文广泛调研了国际上钠冷快堆中采用的各种燃料破损定位方法,介绍了定位原理,评析各种方法的应用范围和缺陷,展望了燃料破损定位技术的研发趋势,为我国钠冷快堆燃料破损定位方法的选择提供了参考依据。

压水堆核电厂燃料元件破损诊断方法

在核电厂运行管理中,如果在停堆前知道燃料棒的性能和状态,采用合适的燃料检测管理策略,可减少反应堆的停运时间。本文以燃料元件破损后裂变产物向冷却剂释放的理论为基础,开发了一种通过分析反应堆冷却剂中裂变产物放射性活度估算破损燃料元件的数量、破损尺寸和位置的方法。用大亚湾核电站1号机组第2循环的运行跟踪数据对U1C2燃料组件进行了破损诊断。结果表明,诊断结果与停堆后的实测结果基本吻合。

燃料破损在线探测系统在核电厂的应用与分析

国内两台核电机组分别安装了1套由中国原子能科学研究院研制的燃料破损在线探测系统(FDDS)。通过FDDS对两台核电机组发生燃料破损时的连续监测和分析,表明FDDS在核电厂一回路放射性核素活度浓度在线测量及燃料破损监测中发挥了良好的作用,弥补了化学取样分析方法的不足。

NaI多道脉冲幅度分析系统在燃料元件破损监测中的应用研究

介绍了船用堆燃料元件破损监测中较常用的两种方法。通过分析其缺陷,提出了用NaI多道脉冲幅度分析系统测量特征核素(131I、137Cs)的方法,有效避免了监测中的干扰因素的影响,降低了定量监测中的误报率,提高了燃料元件破损监测的效率和置信度。

缓发中子计算燃料元件破损方法研究

当燃料元件发生破损时,裂变产物会释放到主冷却剂中,引起主冷却剂放射性水平增加。根据燃料元件破损的监测数据,采用一定的计算方法,计算燃料元件破损数目,可为核电厂处理元件破损事故、确保反应堆和人员安全提供重要依据。本文对缓发中子先驱核产生、释放、迁移和探测器响应等过程进行深入研究,并对每个过程建立了数学计算模型,形成了1套根据缓发中子监测数据来计算燃料元件破损数目的方法。该方法可适用于多数反应堆的燃料元件破损数目计算。

钠冷快堆燃料破损及其探测方法

结合钠冷快堆一回路冷却剂系统特点,系统阐述了燃料包壳在不同尺寸破口下的裂变产物释放机理.燃料包壳在小气密性破损阶段会有气态裂变核素Kr和Xe释放到一回路覆盖气体中,当发展到燃料与冷却剂接触性破损阶段,短寿命的缓发中子先驱核会释放到钠冷却剂中.钠冷快堆燃料破损在线监测系统由燃料破损覆盖气体监测系统和燃料破损缓发中子监测系统组成,分别监测不同性质的燃料破损.基于国际快堆燃料破损在线监测系统设计方案对比分析,评述了不同的燃料破损探测方法和影响燃料破损探测灵敏度的相关因素.

中国实验快堆燃料破损探测系统建模、计算与分析

在借鉴国外研究成果的同时,结合中国实验快堆(CEFR)燃料破损探测系统的设计特点,建立了CEFR燃料破损探测系统的计算模型,并根据所建计算模型,利用LabWindows/CVI开发了CEFR燃料破损探测系统计算分析程序。用该程序进行了缓发中子探测系统可探测最小破损面积的计算,并对裂变产物的释放产生比进行了计算验证。

建立反应堆燃料元件破损运行判据的思考

运行判据是用于判断反应堆燃料元件发生破损时能否继续运行的指标条件,本文提出建立反应堆燃料元件破损运行判据的思路和方法,通过风险分析,确定监督运行最大容许破损数量;研究提出既能反映燃料元件破损数量又可直接监测的指标参量,并建立破损数量与可监测指标参量之间的对应关系;将最大容许破损数量对应的可监测指标参量值作为运行技术判据。