中文名 | 壓水堆核電站的燃料組件裝卸方法 | 申請人 | 中科華核電技術(shù)研究院有限公司、中國廣核集團(tuán)有限公司 |
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發(fā)明人 | 吳鳳岐、陸秀生、趙阿朋、張美玲、黃海華、陳少南 | 申請?zhí)?/th> | 2013103272412 |
申請日 | 2013年7月31日 | 公布號 | CN104347129A |
公布日 | 2015年2月11日 | 地????址 | 廣東省深圳市福田區(qū)上步中路西深圳科技大廈15層(1502-1504、1506) |
代理機(jī)構(gòu) | 廣州三環(huán)專利代理有限公司 | 代理人 | 張艷美、郝傳鑫 |
Int. Cl. | G21C19/20 | 類????別 | 發(fā)明專利 |
《壓水堆核電站的燃料組件裝卸方法》涉及壓水堆核電站燃料組件的裝卸技術(shù)領(lǐng)域,更具體地涉及一種壓水堆核該電站的燃料組件裝卸方法。
壓水堆核電站燃料組件的裝卸工作主要由換料機(jī)完成,裝卸燃料組件過程為核電該站大修期間關(guān)鍵路徑之一。如何在保證核燃料組件安全的前提下,以最短的時間完成裝卸該工作直接關(guān)系著大修關(guān)鍵路徑時間,從而影響著核電站的效益。
為了保證燃料組件的安全,防止裝卸過程中因距離太近而導(dǎo)致相互剮蹭,換料機(jī)該一般會采用偏置的方式,即換料機(jī)在插拔燃料組件時離開目標(biāo)位置一段距離。而根據(jù)距離該的不同,偏置方式分為全偏置和半偏置兩種(如圖1所示)。
參考圖2,在2013年7月前已有的裝卸料過程中,以裝料過程為例,其具體流程如下:
S101,根據(jù)換料機(jī)當(dāng)前的位置判斷是否需要進(jìn)行偏置,若是,則執(zhí)行S102,反之,則該執(zhí)行S106。具體地,如圖3及圖4所示,換料機(jī)運(yùn)行于堆芯上面的軌道且與控制系統(tǒng)連接,主該要由大車、小車及主提升三部分組成,堆芯位于換料機(jī)的后上方。其中,大車負(fù)責(zé)前后(X方該向)的運(yùn)動,小車負(fù)責(zé)左右(Y方向)的運(yùn)動,主提升則負(fù)責(zé)上下(Z方向)的運(yùn)動。該控制系統(tǒng)該內(nèi)裝有一套可編程控制器,其內(nèi)運(yùn)行換料機(jī)的控制軟件。工作時,控制系統(tǒng)通過裝載于大該車、小車及主提升上的三個編碼器實時獲取位置信號,并實時判斷換料機(jī)的當(dāng)前位置,根據(jù)該該當(dāng)前位置判斷是否需要進(jìn)行偏置,且換料機(jī)各個部分的后續(xù)運(yùn)行方向均由控制系統(tǒng)控該制,直至完成整個裝料工作。
S102,換料機(jī)的大車和小車同時運(yùn)行至全偏置位置。
S103,主提升下降至7900毫米高度,堆芯全程高度約為8700毫米。
S104,換料機(jī)的大車和小車同時運(yùn)行至半偏置位置。
S105,主提升下降至8700毫米高度。
S106,換料機(jī)的大車和小車同時運(yùn)行至目標(biāo)格架正上方。
S107,主提升下降至堆芯底部,直至載荷釋放,燃料組件坐落于目標(biāo)格架上。
綜上,2013年7月前已有的換料機(jī)采用的是“全偏置 半偏置”的二次偏置方式(如圖5所示),導(dǎo)該致?lián)Q料機(jī)的換料效率低下,延長了大修關(guān)鍵路徑時間,從而影響了核電站效益。
另外,控制系統(tǒng)內(nèi)裝載的控制軟件在判斷判斷是否需要進(jìn)行偏置時,其具體流程該是:將堆芯組件變?yōu)?7*17的289個數(shù)字,每個燃料組件對應(yīng)唯一的編號,形成如圖6所示的該堆芯指針圖。當(dāng)換料機(jī)在堆芯內(nèi)運(yùn)動時,控制系統(tǒng)會根據(jù)大車、小車及主提升上的三個編碼該器實時獲取位置信號得知換料機(jī)的當(dāng)前位置,之后根據(jù)該堆芯指針圖得知換料機(jī)的當(dāng)前位該置屬于第幾個燃料組件編號,最后再根據(jù)所得知的所屬編號周圍燃料組件是否裝載,來進(jìn)該一步判斷能否滿足偏置條件及確定偏置方向。即,采用指針輪詢的方式進(jìn)行偏置條件的判該斷及偏置方向的確定。在采用指針輪詢方式時,為了確定換料機(jī)的當(dāng)前位置屬于第幾個燃該料組件編號,每次都需要便利整個堆芯指針圖,效率極低,且未進(jìn)行架構(gòu)優(yōu)化,無法滿足實該時性要求,還存在誤判的可能。
同樣,在卸料過程中,換料機(jī)仍然采用的是“全偏置 半偏置”的二次偏置方式,導(dǎo)該致?lián)Q料機(jī)的換料效率低下,延長了大修關(guān)鍵路徑時間,從而影響了核電站效益。且在判斷是該否需要進(jìn)行偏置時,仍然是采用上述的指針輪詢方式。
因此,有必要提供一種改進(jìn)的燃料組件裝卸方法來克服上述缺陷。
圖1為偏置方式的示意圖。
圖2為已有燃料組件的裝料流程圖。
圖3為換料機(jī)與堆芯的示意圖。
圖4為換料機(jī)控制系統(tǒng)的示意圖。
圖5為圖2所述裝料流程圖的二次偏置示意圖。
圖6為堆芯指針圖。
圖7為《壓水堆核電站的燃料組件裝卸方法》一實施例的流程圖。
圖8為圖7所述裝載方法流程圖的一次偏置示意圖。
圖9為圖7所示步驟S201的子流程圖。
圖10為圖9所示步驟S2011的堆芯二維數(shù)組圖。
圖11為二維數(shù)組維度坐標(biāo)示意圖。
圖12為九宮格模型示意圖。
圖13為目標(biāo)位置合法性判斷的流程圖。
圖14為目標(biāo)位置的9種合法情形示意圖。
圖15為根據(jù)圖12確定偏置方向的流程圖。
圖16為4種符合偏置換料條件的情形的換料示意圖。
圖17為該發(fā)明反應(yīng)堆核電站的燃料組件卸載方法一實施例的流程圖。
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參考圖7,《壓水堆核電站的燃料組件裝卸方法》包括以下步驟:
S201,根據(jù)換料機(jī)的當(dāng)前位置判斷是否進(jìn)行偏置,若是,則進(jìn)行S202,反之,則進(jìn)行該S204;
S202,控制系統(tǒng)驅(qū)動大車和小車同時運(yùn)行至目標(biāo)預(yù)定的全偏置位置;如圖8所示的該全偏置位置;
S203,控制系統(tǒng)驅(qū)動主提升下降至第一高度,即距離堆芯頂部8.7米處;
S204,控制系統(tǒng)驅(qū)動大車和小車同時運(yùn)行至目標(biāo)位置正上方;
S205,控制系統(tǒng)驅(qū)動主提升下降至堆芯底部,直至載荷釋放,燃料組件坐落于目標(biāo)該格架上。
需要說明的是,步驟S201、S204及S205是在S201判斷出不需要進(jìn)行偏置的情況下,該采用直插方式完成的燃料組件的裝載。
從以上描述及圖8可以看出,在燃料組件的裝載過程中,在保證燃料組件安全的前該提下,僅采用了一次偏置方式(全偏置方式),相比傳統(tǒng)裝載過程中所采用的“全偏置 半偏該置”的二次偏置方式,提高了換料機(jī)的換料效率,縮短了大修關(guān)鍵路徑時間,從而給核電站該帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
具體地,如圖9所示,步驟S201具體包括:
S2011,以大車和小車的運(yùn)動方向維度建立堆芯二維數(shù)組圖;具體地,采用17*17的該二維數(shù)組代替?zhèn)鹘y(tǒng)的堆芯指針圖,X為大車的運(yùn)動方向維度,涵蓋堆芯01—15編碼組件,Y為該小車的運(yùn)動方向維度,涵蓋堆芯A-R編碼組件,Array【X,Y】即代表堆芯單個燃料組件,所建該立的堆芯二維數(shù)組圖如圖10所示,圖中的白色部分代表堆芯;
S2012,將換料機(jī)的當(dāng)前位置轉(zhuǎn)換為堆芯二維數(shù)組圖中的位置;具體地,裝載于換該料機(jī)的大車、小車及主提升的三個編碼器實時獲取換料機(jī)的X方向(大車運(yùn)動方向)、Y方向該(小車運(yùn)動方向)及Z方向(主提升運(yùn)動方向)的位置信息,控制系統(tǒng)根據(jù)三個位置信息判斷該出換料機(jī)的當(dāng)前位置,將換料機(jī)的當(dāng)前位置轉(zhuǎn)換為堆芯二維數(shù)組圖中的位置具體采用以下該坐標(biāo)系及計算公式:
如圖11所示,以傾翻機(jī)所在的位置作為原點(diǎn),堆芯的中心點(diǎn)坐標(biāo)為(x0,y0),換料該機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)為(x,y),而堆芯格架的間隔為L,則圖10所示的二維數(shù)組的起點(diǎn)坐標(biāo)為該(x0 8.5*L,y0 8.5*L),再根據(jù)維度計算公式得到二維數(shù)組Array【X,Y】的維度,最后根據(jù)所該求得的維度并結(jié)合堆芯二維數(shù)組圖便可得知換料機(jī)的當(dāng)前位置在圖10中的位置,即完成了該換料機(jī)的當(dāng)前位置在堆芯二維數(shù)組圖中的位置的轉(zhuǎn)換,其中,維度計算公式為:
X=INT((x0-x)/L 8.5);Y=INT((y0-y)/L 8.5);其中INT表示取整。
S2013,判斷目標(biāo)位置是否合法,若是,則進(jìn)行步驟S2014,反之,則結(jié)束;具體地,根該據(jù)燃料組件技術(shù)規(guī)范規(guī)定,堆芯內(nèi)組件至少有相鄰的兩面受到支撐(可以是圍板或另一組該件),以防止組件因重心不穩(wěn)而傾倒,因此換料機(jī)操作核燃料組件前必須對目標(biāo)位置的合法該性進(jìn)行判斷。假設(shè)目標(biāo)位置的二維數(shù)組維度為【X,Y】,為了便于分析,將目標(biāo)位置的周圍組該件進(jìn)行編號,如圖12所示,結(jié)合圖12的九宮格模型及圖13的目標(biāo)位置合法性判斷流程進(jìn)行該分析判斷,得到了如圖14所示的9種目標(biāo)位置合法有效情形,進(jìn)一步地通過對圖14中9種合該法情形的歸納總結(jié),可以得出結(jié)論:目標(biāo)位置是否合法只與第1、3、5、7等四個位置相關(guān),即該這四個位置中至少2個相鄰位置已裝載燃料組件;
S2014,采用九宮格模型判斷是否進(jìn)行偏置及確定偏置方向;具體地,為了避免燃該料組件在相對運(yùn)動時出現(xiàn)剮蹭、超欠載等情況,換料機(jī)采用偏置方式操作核燃料組件,因此該不但要求目標(biāo)位置合法,同時要求目標(biāo)位置周圍三個相鄰位置尚未裝載燃料組件,在圖14該的9種目標(biāo)位置合法情形中,只有a—d四種情形符合偏置條件,再結(jié)合圖12及圖15可知,當(dāng)該格架2、格架1及格架3中均未裝載燃料組件時,則確定偏置方向為左上,當(dāng)格架4、格架3及格該架5中均未裝載燃料組件時,則確定偏置方向為右上,當(dāng)格架6、格架5及格架7中均未裝載燃該料組件時,則確定偏置方向為右下,當(dāng)格架8、格架7及格架1中均未裝載燃料組件時,則確定該偏置方向為左下,四種符合偏置條件情形的換料示意圖如圖16所示。
從以上描述可以看出,在判斷是否需要進(jìn)行偏置及確定偏置方向時,該發(fā)明采用該了基于二維數(shù)組技術(shù)的方法替代傳統(tǒng)的指針輪詢方式,提高了效率,且優(yōu)化了架構(gòu),滿足了該實時性的要求,且不存在誤判的可能。
相應(yīng)地,該發(fā)明還提供了一種壓水堆核電站的燃料組件卸載方法,如圖17所示,其該具體包括以下步驟:
S301,根據(jù)換料機(jī)的當(dāng)前位置判斷是否進(jìn)行偏置,若是,則進(jìn)行S302,反之,則進(jìn)行該S306;
S302,控制系統(tǒng)驅(qū)動大車和小車同時運(yùn)行至目標(biāo)位置正上方;
S303,控制系統(tǒng)驅(qū)動主提升上升至第一高度;如圖8所示的8700毫米處;
S304,控制系統(tǒng)驅(qū)動大車和小車同時運(yùn)行至目標(biāo)預(yù)定的全偏置位置;如圖8所示的該全偏置位置;
S305,控制系統(tǒng)驅(qū)動主提升上升至堆芯頂部,完成燃料組件的卸載;
S306,控制系統(tǒng)驅(qū)動大車和小車同時運(yùn)行至目標(biāo)位置正上方;
S307,控制系統(tǒng)驅(qū)動主提升上升至堆芯頂部,完成燃料組件的卸載。
需要說明的是,步驟S301、S306及S307是在S301判斷出不需要進(jìn)行偏置的情況下,該采用直插方式完成的燃料組件的卸載。
從以上描述及圖8可以看出,在燃料組件的卸載過程中,在保證燃料組件安全的前該提下,僅采用了一次偏置方式(全偏置方式),相比傳統(tǒng)裝載過程中所采用的“全偏置 半偏該置”的二次偏置方式,提高了換料機(jī)的換料效率,縮短了大修關(guān)鍵路徑時間,從而給核電站該帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
需要說明的是,在燃料組件的卸載方法中,其“根據(jù)換料機(jī)的當(dāng)前位置判斷是否進(jìn)該行偏置”的具體判斷步驟與燃料組件的裝載方法中的判斷步驟相同。
《壓水堆核電站的燃料組件裝卸方法》的目的是提供一種壓水堆核電站燃料的裝卸方法,以在保證燃料組件安全該的前提下,提高換料機(jī)的換料效率,縮短大修關(guān)鍵路徑時間,從而給核電站帶來顯著的經(jīng)濟(jì)該效益。
《壓水堆核電站的燃料組件裝卸方法》提供了一種壓水堆核電站的燃料組件裝載方法,包括:
(1)控制系統(tǒng)驅(qū)動換料機(jī)的大車和小車同時運(yùn)行至目標(biāo)預(yù)定偏置位置;
(2)所述控制系統(tǒng)驅(qū)動所述換料機(jī)的主提升下降至第一高度;
(3)所述控制系統(tǒng)驅(qū)動所述大車和小車運(yùn)行至目標(biāo)位置正上方;
(4)所述控制系統(tǒng)驅(qū)動所述主提升下降至堆芯底部。
與2013年7月前已有技術(shù)相比,該發(fā)明的壓水堆核電站的燃料組件裝載方法,現(xiàn)將大車和小車該同時運(yùn)行至目標(biāo)預(yù)定的全偏置位置,再將主提升下降至第一高度(即距離堆芯頂部的該8700毫米處),之后將大車和小車運(yùn)行至目標(biāo)位置正上方,最后將主提升下降至堆芯底部以完該成燃料組件的裝載過程;即,該裝載方法在保證燃料組件安全的前提下,僅采用了一次偏置該方式(全偏置方式),相比傳統(tǒng)裝載過程中所采用的“全偏置 半偏置”的二次偏置方式,提高該了換料機(jī)的換料效率,縮短了大修關(guān)鍵路徑時間,從而給核電站帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
較佳地,進(jìn)行步驟(1)之前還包括:根據(jù)所述換料機(jī)的當(dāng)前位置判斷是否進(jìn)行偏置,根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行步驟(1)或步該驟(3)。
具體地,“根據(jù)所述換料機(jī)的當(dāng)前位置判斷是否進(jìn)行偏置”具體包括:以所述大車和所述小車的運(yùn)動方向維度建立堆芯二維數(shù)組圖;將所述換料機(jī)的當(dāng)前位置轉(zhuǎn)換為所述堆芯二維數(shù)組圖中的位置;采用九宮格模型判斷是否進(jìn)行偏置及偏置方向。
較佳地,進(jìn)行“采用九宮格模型判斷是否進(jìn)行偏置及確定偏置方向”之前還包括:判斷所述目標(biāo)位置是否合法。
具體地,所述第一高度為距離堆芯頂部8.7米處。
相應(yīng)地,該發(fā)明還提供了一種壓水堆核電站的燃料組件卸載方法,包括:
(1)控制系統(tǒng)驅(qū)動換料機(jī)的大車和小車同時運(yùn)行至目標(biāo)位置正上方;
(2)所述控制系統(tǒng)驅(qū)動所述換料機(jī)的主提升上升至第一高度;
(3)所述控制系統(tǒng)驅(qū)動所述大車和小車同時運(yùn)行至目標(biāo)預(yù)定的全偏置位置;
(4)所述控制系統(tǒng)驅(qū)動所述主提升上升至堆芯頂部。
《壓水堆核電站的燃料組件裝卸方法》先將大車和小車同該時運(yùn)行至目標(biāo)位置正上方,再將主提升上升至第一高度(即距離堆芯頂部的8700毫米處),之該后將大車和小車運(yùn)行至目標(biāo)預(yù)定的偏置位置,最后將主提升上升至堆芯頂部以完成燃料組該件的卸載過程;即,該卸載方法在保證燃料組件安全的前提下,僅采用了一次偏置方式(全該偏置方式),相比傳統(tǒng)卸載過程中所采用的“全偏置 半偏置”的二次偏置方式,提高了換料該機(jī)的換料效率,縮短了大修關(guān)鍵路徑時間,從而給核電站帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
1.一種壓水堆核電站的燃料組件裝載方法,其特征在于,包括:(1)控制系統(tǒng)驅(qū)動換料機(jī)的大車和小車同時運(yùn)行至目標(biāo)預(yù)定的全偏置位置;(2)所述控制系統(tǒng)驅(qū)動所述換料機(jī)的主提升下降至第一高度;(3)所述控制系統(tǒng)驅(qū)動所述大車和小車運(yùn)行至目標(biāo)位置正上方;(4)所述控制系統(tǒng)驅(qū)動所述主提升下降至堆芯底部。
2.如權(quán)利要求1所述的裝載方法,其特征在于,進(jìn)行步驟(1)之前還包括:根據(jù)所述換料機(jī)的當(dāng)前位置判斷是否進(jìn)行偏置,根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行步驟(1)或步驟該(3)。
3.如權(quán)利要求2所述的裝載方法,其特征在于,“根據(jù)所述換料機(jī)的當(dāng)前位置判斷是否該進(jìn)行偏置”具體包括:以所述大車和所述小車的運(yùn)動方向維度建立堆芯二維數(shù)組圖;將所述換料機(jī)的當(dāng)前位置轉(zhuǎn)換為所述堆芯二維數(shù)組圖中的位置;采用九宮格模型判斷是否進(jìn)行偏置及確定偏置方向。
4.如權(quán)利要求3所述的裝載方法,其特征在于,進(jìn)行“采用九宮格模型判斷是否進(jìn)行偏該置及確定偏置方向”之前還包括:判斷所述目標(biāo)位置是否合法。
5.如權(quán)利要求1所述的裝載方法,其特征在于,所述第一高度為距離堆芯頂部8.7米處。
6.一種壓水堆核電站的燃料組件卸載方法,其特征在于,包括:(1)控制系統(tǒng)驅(qū)動換料機(jī)的大車和小車同時運(yùn)行至目標(biāo)位置正上方;(2)所述控制系統(tǒng)驅(qū)動所述換料機(jī)的主提升上升至第一高度;(3)所述控制系統(tǒng)驅(qū)動所述大車和小車同時運(yùn)行至目標(biāo)預(yù)定的全偏置位置;(4)所述控制系統(tǒng)驅(qū)動所述主提升上升至堆芯頂部。
7.如權(quán)利要求6所述的卸載方法,其特征在于,進(jìn)行步驟(1)之前還包括:根據(jù)所述換料機(jī)的當(dāng)前位置判斷是否進(jìn)行偏置。
8.如權(quán)利要求7所述的卸載方法,其特征在于,“根據(jù)所述換料機(jī)的當(dāng)前位置判斷是否該進(jìn)行偏置”具體包括:以所述大車和所述小車的運(yùn)動方向維度建立堆芯二維數(shù)組圖;將所述換料機(jī)的當(dāng)前位置轉(zhuǎn)換為所述堆芯二維數(shù)組圖中的位置;采用九宮格模型判斷是否進(jìn)行偏置及確定偏置方向。
9.如權(quán)利要求8所述的卸載方法,其特征在于,進(jìn)行“采用九宮格模型判斷是否進(jìn)行偏該置及確定偏置方向”之前還包括:判斷所述目標(biāo)位置是否合法。
10.如權(quán)利要求6所述的卸載方法,其特征在于,所述第一高度為距離堆芯頂部8.7米該處。
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第三代非能動壓水堆核電站AP1000中首次為乏燃料池設(shè)置了噴淋系統(tǒng),在超設(shè)計基準(zhǔn)事故或恐怖襲擊導(dǎo)致乏燃料池水排空時,為乏燃料提供冷卻。噴淋系統(tǒng)設(shè)計中的兩個重要指標(biāo)是噴淋覆蓋面積和單位面積有效噴淋流量。設(shè)計者應(yīng)基于噴嘴性能試驗結(jié)果,根據(jù)乏燃料池結(jié)構(gòu)尺寸和乏燃料特性,確定噴淋流量、噴嘴數(shù)量和布置方式等參數(shù),完成系統(tǒng)設(shè)計,提供足夠冷卻流量。
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2008年10月16日是一個注定要載入中核建中核燃料元件有限公司發(fā)展歷史的日子。這一天,國家核安全局為該公司頒發(fā)了投料批準(zhǔn)書,標(biāo)志著我國最大的年產(chǎn)400噸鈾核電燃料元件生產(chǎn)線正式建成投產(chǎn),使我國壓水堆核電站燃料元件制造能力又躍上了一個新的臺階,并為實現(xiàn)我國壓水堆核電站燃料元件國產(chǎn)化的目標(biāo)以及積極參與國際
《核燃料組件零部件的滲透檢驗方法(GB/T 15147-1994)》由中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版。
裝卸費(fèi)用的歸集與分配方法,與運(yùn)輸費(fèi)用基本相同,其有關(guān)的匯總表、計算表、分配表及會計分錄,一般都可并人前述核算運(yùn)輸業(yè)務(wù)的有關(guān)憑證(匯總表、計算表、分配表)及分錄中。下面舉例簡要說明各項裝卸費(fèi)用的歸集與分配方法。
按輕水堆燃料組件的設(shè)計要求進(jìn)行組件的零部件加工,并將其組裝在一起成為一個完整的燃料元件集(組)合體的加工過程。
輕水冷卻動力堆有壓水堆和沸水堆兩種類型。它們的燃料組件雖然在結(jié)構(gòu)、尺寸和材料上有差異(見壓水堆燃料組件、沸水堆核電廠),但其燃料都采用由細(xì)棒組成的棒束型結(jié)構(gòu),制造工藝也基本類同。沸水堆燃料組件含60~63根燃料棒(包殼管由Zr-2合金制造),按8×8正方形排列??科渲?根燃料棒與上下墊板(由不銹鋼制造)螺紋連接,連同沿長度均勻分配的下層定位格架(由Inconel X制造)固定構(gòu)成骨架,支撐整組燃料棒和保持棒間距。然后將其余燃料棒插入定位格架。最后將燃料棒束裝入緊密配合的方形套筒(由Zr-4合金制造)組裝成燃料組件。反之,壓水堆燃料組件屬無套筒型,它由176~264根燃料棒(包殼管由Zr-4合金制造)按14×14、15×15或17×17正方形排列。在選定位置由控制棒導(dǎo)向管(由不銹鋼制造)取代燃料棒,連同沿長度均勻分配的7~12層定位格架(由Inconel-718或Zr-4合金制造)一起與上下管座(由不銹鋼制造)連接構(gòu)成骨架。最后插入燃料棒組裝成燃料組件。現(xiàn)以壓水堆燃料組件為代表,陳述其制造工藝過程。近代壓水堆燃料組件的制造工藝一般分四步:①燃料棒制造;②定位格架制造;③上下管座加工;④組件組裝和檢查。
燃料棒由鋯合金包殼管、上下端塞、壓緊彈簧、隔熱片、低富集(3%~5#5U)UO2芯塊、支撐管等組成(見圖1)。燃料棒制造工藝主要包括燃料芯塊制備、包殼管準(zhǔn)備和燃料棒裝配。
燃料棒裝配 一般采用芯塊填裝法,分成7道工序。
(1)下端塞焊接:設(shè)計長度(例如3.6m)的包殼管經(jīng)清洗、烘干,安下端塞,用氬弧焊進(jìn)行下端塞的環(huán)縫焊接。
(2)裝管、上端塞焊接:將焊好下端塞的包殼管秤重,然后依次裝入支撐管、下隔熱片、UO2芯塊、上隔熱片、壓緊彈簧,最后安上端塞并進(jìn)行環(huán)縫焊接。焊完后對燃料棒秤重,推算棒中UO2芯塊的質(zhì)量。
(3)充氦、堵孔:為改善芯快與包殼管間的間隙導(dǎo)熱,為抵擋堆運(yùn)行時冷卻劑的壓力(例如16MPa),并推遲包殼與芯塊間的相互接觸,根據(jù)不同的設(shè)計要求,需在燃料棒內(nèi)充入一定壓力的純氦,一般為2~3MPa。氦通過上端塞上的細(xì)孔充入,堵孔是在專用充氦壓力堵孔焊小室中進(jìn)行。
(4)X射線探傷:用于檢查燃料棒環(huán)縫和上端塞頂部堵孔焊點(diǎn)的質(zhì)量。每條環(huán)焊縫需轉(zhuǎn)三個角度透照三次。
(5)密封性檢查:焊好的燃料棒都用氦質(zhì)譜儀檢漏,≤10-6Pa為合格,≥10-5Pa即算有漏隙,判不合格。
(6)豐度檢查:用富集度檢查儀逐根逐塊檢查棒中UO2芯塊的富集度。
(7)外觀檢查:最后對燃料棒作尺寸、不直度、焊縫外形、表面劃傷及棒上標(biāo)記的檢查。