燃料棒

摘要： 【俄罗斯国家原子能集团公司网站2021年12月21日报道】俄罗斯巴拉科沃1号机组近日装填了首批铀钚再生混合物(REMIX)燃料组件。这批组件共有6个,为TVS-2M型,将在这台VVER-1000机组中经历三个换料周期(总计五年)的辐照。3个含有REMIX燃料棒的TVS-2M组件已于2016至2021年在巴拉科沃3号机组中完成辐照测试。每个组件中含有6根REMIX燃料棒。

摘要： 为确保核电站安全运行,燃料棒芯块的中心最高温度不能超过一定阈值。本文采用Ansys稳态热分析方法,考虑芯块-包壳间隙和包壳厚度两个因素,对燃料棒温度场进行数值模拟仿真研究。通过对多组模型分析,结果表明:芯块包壳间隙对燃料棒温度场产生重要影响。与理想状态相比,最大和最小间隙状态下的芯块温度场变化明显,但包壳温度场受影响较小;在芯块和包壳的不同尺寸情况下,芯块中心温度随芯块-包壳间隙变化呈现线性相关。

摘要： 燃料棒设计验证是评价燃料棒在反应堆内运行时安全性能的过程,其中输入参数的不确定度对评价结果有非常重要的影响。为了系统研究燃料棒设计验证的不确定度,使用Dakota中蒙特卡罗与拉丁超立方的非参数抽样方法,结合燃料棒性能分析软件开展了燃料棒设计验证计算,并与传统的不确定度计算方法进行了比较。结果表明,传统方法未充分考虑输入参数的不确定度,导致内压准则在正常运行条件下容易受到挑战,统计性的抽样方法弥补了这一缺陷,获得了较大的安全裕量,为燃料棒安全性以及经济性的提升提供了理论依据;同时,2种抽样方法所获得的燃料温度计算结果较传统方法更加具有参考意义;对于包壳腐蚀准则以及包壳应变准则,由于不确定度输入参数选取得当,抽样方法与传统方法的计算结果无明显区别。因此,基于非参数抽样的统计法对于评价燃料棒在反应堆内的安全性能更加具有实用性。

摘要： 压水堆核电厂中,燃料棒流致振动磨损是燃料棒失效最主要的原因,对核电厂运行经济性、安全性有重要影响。建立一种能够合理表征燃料棒动力学特性的振动模型,是开展燃料棒流致振动磨损分析方法研究的基础。以压水堆燃料组件单根燃料棒为研究对象,考虑寿期末格架对燃料棒失去夹持作用、多跨支撑等影响因素,建立燃料棒有限元分析模型,研究寿期末效应对燃料棒振动特性的影响规律。为了验证模型,在模拟寿期末燃料组件骨架中开展全尺寸燃料棒振动特性测量试验,获得格架松弛条件下燃料棒振动响应。从分析和试验结果可以看出,建立的燃料棒振动模型能够很好地表征其振动特性。该模型后续可以用于指导核燃料组件的设计分析。

摘要： 【法国法马通公司2022年3月30日报道】法国法马通公司(Framatome)2022年3月30日宣布,该公司已成功研发破损燃料棒水下焊接和封装技术,且这项技术已于2月在比利时多伊尔核电厂得到实际应用。这在全球核工业内尚属首次。在水池中封装燃料棒的过程包括:以遥控方式除水并使用热气干燥燃料棒及钢制容器,然后焊接端塞,并使用超声技术检测焊缝。这一过程完成后,干燥的破损燃料将被封装在耐压钢制容器中,可以转运至干法贮存设施中,不会向外界释放放射性物质。

摘要： 1988年兰州大学成功研制了3×10^(12)s^(-1)的ZF-300强流中子发生器,主要用于核数据测量、材料辐照损伤等研究。为进一步开展活化法中子核数据测量、裂变物理等研究,兰州大学启动了基于倍压加速器的ZF-400强流中子发生器研制工程,该中子发生器的设计指标为D束流能量400 keV、D束流强度大于30 mA、D-D中子产额大于5×10^(10)s^(-1),D-T中子产额大于5×10^(12)s^(-1)。在裂变物理研究方面,已成功发展了描述裂变核断点裂变势的势驱动模型(potential-driving model),并开展了中子诱发典型锕系核素裂变发射中子前裂变产物的质量分布计算研究;将potential-driving model植入Geant4程序,发展了用于裂变发射中子后裂变产物质量分布、动能分布、裂变中子能谱等模拟的蒙特卡罗方法,并开展了可靠性评估研究;研制了一套用于裂变产物实验测量的双屏栅电离室(TFGIC),并完成了初步实验测试。在中子应用技术方面,为满足小型化中子应用技术系统的研发需求,兰州大学成功研制了长度984 mm、直径234 mm的紧凑型中子发生器,通过在引出加速电极和靶之间加电阻的方式产生偏置电场,实现对靶上二次电子的抑制。在自注入靶条件和150 keV氘束流能量下,D-D中子产额可大于5×10^(8)s^(-1),该中子发生器已具备产生D-T中子产额大于10^(10)s^(-1)量级的潜力。完成了基于紧凑型D-T中子发生器的快中子准直屏蔽体的设计,并研发了基于微通道板的快中子成像探测器,初步D-T快中成像测试显示,图像空间分辨率约为500μm。开展了基于紧凑型D-D中子发生器的核燃料棒235 U富集度及均匀性检测系统研发,仿真研究表明,在D-D中子产额5×10^(8)s^(-1)条件下,对核燃料棒中10%范围内的235 U富集度相对变化的检测置信度可达到99%。

摘要： 【法国法马通公司网站2022年9月19日报道】法国法马通公司(Framatome)近日将首个使用3D打印技术制造的不锈钢燃料部件装入瑞典福什马克核电厂3号机组堆芯,即将接受长达数年的辐照测试。该部件为不锈钢格架,安装在燃料组件顶部,是一个非承重部件,用于固定燃料棒,并防止较大碎片从顶部进入燃料部件。福什马克3号机组是一座117万千瓦的沸水堆,1985年投运。

摘要： 根据海南昌江模块式小型堆堆芯总体设计需求,对模块式小型堆用燃料棒进行结构设计,并采用自主研发的FUPAC软件对燃料棒的性能进行验证.验证结果表明,燃料棒内压、燃料温度、包壳腐蚀等性能均满足设计准则要求,海南昌江模块式小型堆用燃料棒的设计参数是合理的.

摘要： 【英国《国际核工程》网站2021年2月25日报道】捷克理工大学信息学、机器人和控制论研究所与捷克科学院物理研究所的抗腐蚀燃料棒技术近期获得美国专利。这项技术2015年获得捷克专利,2020年获得欧洲专利,能够提高燃料棒的抗腐蚀性,延长燃料棒在标准工况下的使用寿命,并加强燃料棒应对紧急工况的能力。

摘要： 【世界核新闻网站2021年3月2日报道】俄罗斯博奇瓦尔无机材料研究所(VNIINM)近期完成铅冷示范快堆BREST-OD-300铀钚氮化物(MNUP)燃料元件的技术设计,为实现MNUP燃料的工业化制造奠定了基础。俄罗斯核燃料产供集团(TVEL)正在为BREST-OD-300开发燃耗水平更高的第二代燃料棒。这种燃料棒将利用MNUP辐照后燃料的后处理产物制造。

摘要： 计算发生偏离泡核沸腾(DNB)的燃料棒份额目前通常采用燃料统计曲线查表法,该方法需要对一系列时间点进行迭代计算才能保证其保守性.在独立审核计算中,为了减少计算的复杂程度,可能仅计算最小DNBR时刻或附近几个时刻的份额,这存在不保守风险.为改进发生DNB的燃料棒份额计算方法,对现有方法的保守假设和简化假设进行分析,并提出了改进方案.结果表明通过增加验算步骤,改进后的方法能够保证保守性,并减少计算的复杂度.

摘要： 压水堆燃料棒工作在复杂的辐照、热和力学环境中,对其性能进行定量评估涉及多种复杂的物理现象.目前常用的燃料性能分析程序一般对结构采用简化的轴对称假设,对辐照肿胀、辐照蠕变和高温蠕变等物理现象以及辐照-热-力等物理场之间的耦合考虑地并不充分.本文基于ABAQUS有限元求解框架开发了压水堆燃料棒三维热-力学性能的模拟程序,程序充分考虑了UO2材料在不同燃耗下的热学和力学性能的变化、包壳材料的弹塑性变形以及高温和辐照蠕变、芯块和包壳之间的间隙传热等物理现象,求解时采用瞬态紧耦合算法,可对压水堆燃料棒在稳态和瞬态条件下的热-力学行为进行定量、细致的分析.最后利用程序对压水堆燃料棒在稳态及升功率过程中的温度变化和应力变化进行了计算.

摘要： TVS-2M燃料棒是目前使用的较为先进的高燃耗产品,为了检测棒内氦气压力值,目前采用破坏性穿刺法,经济性不佳,自动化程度也不够高,为此考虑采用无损检测方法进行测量.通过对傅里叶导热定律、能量守恒原理的推导,结合相关电控原理,可以建立起薄壁圆管热传导方程、导热基本方程的基本模型,并采用数模转换模拟出气体绝对压力P与所测模拟信号值Du的函数关系式,用以测量棒内氦气压力.该方法可用于TVS-2M燃料棒内氦压无损检测;能判定氦压值合格与否;检测部位在加热区远离端塞侧;检测精度达0.001MPa.

摘要： 252Cf中子活化法是日前一种先进的燃料棒235U丰度及其均匀性无损检测方法.对于同样的置信度及检出概率,该方法速度快,同时不受芯块年龄的影响.经活化后的燃料棒在行进过程中由BGO闪烁体探测器对其缓发γ射线进行测量,从而识别235U的丰度及判断异常芯块.装入1.2mg252Cf中子源的设备,单通道检测速度在6m/min时可在98％的置信度下以98％的检出概率检出丰度异常为10％的单个异常芯块.该设备可以成功地应用于AP1000燃料棒的无损检验中.

摘要： 快堆作为世界上第四代先进核能系统的首选堆型,代表了第四代核能系统的发展方向.为了掌握先进核燃料组件制造技术,中核建中核燃料元件有限公司与中国原子能研究院合作,开展了快堆燃料组件制造研究工作.燃料棒是反应堆中的核心部件.燃料棒包壳管与端塞的环焊缝质量的好坏直接影响燃料棒的使用寿命和反应堆的安全运行.为了保证燃料棒环焊缝内部质量,必须使用合适的无损检查方法.快堆燃料棒采用X射线检查技术.本文对快堆含镎燃料棒环焊缝的X射线检查工艺进行了研究,研究内容包括选择合适的透照方式,计算有效透照区域,设计制作补偿块以及试验工艺参数等.通过工艺研究,成功找到了快堆含镎燃料棒环焊缝内部质量的检查方法.得出了以下结论:含镎燃料棒采用全补偿透照法;确定了含镎燃料棒环焊缝射线检查工艺参数;本文的研究可用于检出含镎燃料棒是否存在缺陷.

摘要： AFA3G型燃料棒压力电阻焊的原理,燃料棒压力电阻焊工艺在实际应用中的质量控制方法,通过结构和材料变化对比分析对燃料棒结构材料等方面产生的影响.为核电厂人员开展燃料棒制造质量监督提供依据。

摘要： 燃料棒性能分析过程涉及中子学与热力学模拟,鉴于工程实用性,中子学与热力学采用解耦(分离)的方式求解,传统的中子学-热力学全部因素分离方法(APS)针对UO2-Gd2O3、IFBA等新型燃料不适用,为此本文提出了中子学-热力学部分因素分离方法(PPS),将燃料成份等因素作为固定属性参数,有效地解决了APS在模拟UO2-Gd2O3、IFBA等时存在的问题。为了使PPS方法更具工程实用性,本文对影响径向功率密度分布的因素进行了敏感性分析,确定了影响径向功率密度分布的关键参数,形成了燃料棒热力学性能分析软件FUPAC径向功率密度分布模型。应用实测数据以及中子输运程序KYLIN-1精确计算结果对本文提出的方法进行了验证,计算结果表明本文提出的方法具有较高精度,同时该方法适用于UO2燃料、UO2-Gd2O3燃料以及IFBA等燃料棒,具有较为广泛的工程实用性。

摘要： 本文详细分析并计算了轻水堆核电站的氚产生量,包含燃料棒、冷却剂和二次中子源棒中的氚.参考核电工程设计的假设分析了冷却剂中可排放的氚总产生量.研究表明,(1)10B(n,2α)3H反应是冷却剂中最重要的产氚反应;(2)二次中子源棒的氚可能是冷却剂中氚的一个重要来源.

摘要： 共振计算需要处理宏观和局部两方面效应,一是不同栅元间的互屏效应;二是燃料棒内共振干涉、核素分布、温度分布等效应,传统的共振计算方法无法同时精确处理以上各种效应.本文首先采用伪核素方法建立了能够精确快速处理干涉效应计算方法;其次,在分析广义等价理论特点的基础上,提出了高保真的共振计算方法,该方法首先根据实际问题的几何,建立U-238的非均匀共振积分表,基于此核素采用广义等价理论处理栅元间的互屏效应,获得不同位置燃料棒的背景截面,然后根据背景截面在非均匀截面表中插值建立不同燃料棒的等效栅元,在此栅元的基础上根据实际问题中燃料棒内的温度分布和核素分布进行超细群计算,从而获得燃料棒内不同位置共振核素高保真的有效共振截面.

摘要： 本文针对田湾核电厂3、4号机组首循环装载TVS-2M组件进行正常运行瞬态和预期运行事件瞬态下的燃料棒PCI效应进行分析研究.在瞬态工况下,堆芯功率变化会导致燃料棒线功率密度的重新分布,由此引发的PCI效应会导致包壳周向应力显著增加,并可能造成包壳破损.本文用START-3燃料棒性能分析程序,对田湾核电厂3、4号机组1-8燃料循环瞬态工况下燃料棒PCI效应进行了计算分析,得到了在6种正常运行瞬态和3种预期运行事件瞬态下的普通棒和含钆棒的包壳最大周向应力.计算结果显示,在正常运行瞬态和预期运行事件瞬态下,PCI效应不会造成燃料棒的破损.

摘要： 本发明公开了一种克服燃料棒磨蚀的场力排斥燃料棒定位结构和燃料组件，本发明的定位结构包括燃料棒横向定位装置和燃料棒轴向定位装置；所述燃料棒横向定位装置通过定位格架条带与燃料棒的场力排斥实现燃料棒的横向定位；所述燃料棒轴向定位装置通过将燃料棒底部限位在管座上实现燃料棒轴向定位。本发明通过消除定位格架与燃料棒的直接接触，从原理上消除了燃料棒磨蚀(统计振动磨蚀和异物磨蚀约占燃料棒失效的70％)这一失效机理，大幅度提升了燃料组件的可靠性。

摘要： 本发明公开了一种载钆燃料棒及具有载钆燃料棒的燃料组件及压水堆堆芯。载钆燃料棒的燃料芯体由回收铀氧化物和Gd

摘要： 本发明提供一种燃料组件或燃料棒贮存容器中燃料棒的定位方法及装置。该方法将一块定位板安装在燃料组件或燃料棒贮存容器上方，该定位板上开有q个定位圆孔；然后将定位板绕原点逆时针或顺时针旋转90°、180°、270°，共进行四次定位板的安装，即可对所有放置有燃料棒的栅元进行定位，并且这些栅元定位有且只有一次。该装置为一块安装在燃料组件或燃料棒贮存容器上方的定位板，在定位板上开有q个定位圆孔，每个定位圆孔的直径为燃料棒横截面直径的1.5～2.5倍，相邻定位圆孔的中心距为相邻栅元中心距的2倍。本发明在定位板上设计定位孔，通过计算定位孔分布，达到对燃料棒精确定位、方便操作及降低操作出错率的目的。

摘要： 本发明公开了一种克服燃料棒磨蚀的场力排斥燃料棒定位结构和燃料组件，本发明的定位结构包括燃料棒横向定位装置和燃料棒轴向定位装置；所述燃料棒横向定位装置通过定位格架条带与燃料棒的场力排斥实现燃料棒的横向定位；所述燃料棒轴向定位装置通过将燃料棒底部限位在管座上实现燃料棒轴向定位。本发明通过消除定位格架与燃料棒的直接接触，从原理上消除了燃料棒磨蚀(统计振动磨蚀和异物磨蚀约占燃料棒失效的70％)这一失效机理，大幅度提升了燃料组件的可靠性。

摘要： 本发明公开了一种载钆燃料棒及具有载钆燃料棒的燃料组件及压水堆堆芯。载钆燃料棒的燃料芯体由回收铀氧化物和Gd

摘要： 本发明提供一种用于燃料组件或燃料棒贮存容器中燃料棒的定位方法及装置。该方法将一块定位板安装在燃料组件或燃料棒贮存容器上方，该定位板上开有q个定位圆孔；然后将定位板绕原点逆时针或顺时针旋转90°、180°、270°，共进行四次定位板的安装，即可对所有放置有燃料棒的栅元进行定位，并且这些栅元定位有且只有一次。该装置为一块安装在燃料组件或燃料棒贮存容器上方的定位板，在定位板上开有q个定位圆孔，每个定位圆孔的直径为燃料棒横截面直径的1.5～2.5倍，相邻定位圆孔的中心距为相邻栅元中心距的2倍。本发明在定位板上设计定位孔，通过计算定位孔分布，达到对燃料棒精确定位、方便操作及降低操作出错率的目的。

摘要： 本发明涉及一种新型核燃料棒。根据本发明，燃料棒(1)的包壳(2)具有横穿纵向方向的椭圆形截面，且每个核燃料芯块(6)沿包壳长轴为截顶椭圆形。算上旁边的组合件间隙j，燃料芯块之最短轴的长度等于包壳短轴的长度，而包壳长轴与燃料芯块的截顶长轴的长度差远大于组合件间隙j。本发明还涉及用于制造核燃料芯块的方法，以及在包壳内堆叠核燃料芯块以形成核燃料棒的方法。

摘要： 本实用新型适用于燃料组件拉棒设备技术领域，公开了一种燃料棒拉棒工装和燃料棒拉棒机，包括用于与拉棒机拉杆连接的拉杆连接件和用于抓取燃料棒的第一爪头，所述拉杆连接件的一端与所述第一爪头的一端连接，所述拉杆连接件之远离所述第一爪头的端部设有用于供所述拉棒机拉杆抓取的连接头，所述第一爪头之远离所述拉杆连接件的端部设有若干个沿周向间隔设置以用于抓取燃料棒的卡爪。具体应用中，通过在拉棒机拉杆上安装本实用新型提供的燃料棒拉棒工装，就可以在不更换拉棒机拉杆的情况下，适应于抓取不同规格的燃料棒。

摘要： 本实用新型提供一种用于燃料组件或燃料棒贮存容器中燃料棒的定位装置。该装置为一块安装在燃料组件或燃料棒贮存容器上方的定位板，在定位板上开有q个定位圆孔，每个定位圆孔的直径为燃料棒横截面直径的1.5～2.5倍，相邻定位圆孔的中心距为相邻栅元中心距的2倍。将定位板绕原点逆时针或顺时针旋转90°、180°、270°，共进行四次定位板的安装，即可对所有放置有燃料棒的栅元进行定位，并且这些栅元定位有且只有一次。本实用新型在定位板上设计定位孔，达到对燃料棒精确定位、方便操作及降低操作出错率的目的。

摘要： 一种燃料组件燃料棒推棒工装，包括推棒机床身及支架，推棒机床身及支架下部分别连接横移滑板、纵移滑板，而横移滑板、纵移滑板上分别有横移气缸、纵移气缸。实现了推棒机构上升/下降。推棒工装横向运动/轴向运动。支撑燃料棒并将燃料棒推入骨架。测量及监控燃料棒推入骨架阻力值。