燃料棒束

燃料棒束 - 重水堆燃料棒束制造

以天然uoZ为陶瓷燃料芯块、错一4合金为包壳及结构材料组成重水堆用短棒束型燃料组件的加工过程。在近4。年的发展过程中，其嫩料棒和棒束的结构与制造工艺得到了不断地改进和发展。图示为经过改进完善并标准化了的CANDU一6型重水堆嫩料棒束，由UO:芯块、错包壳、石墨中间层、端塞、隔离块、支承垫和端板七个部分组成。其典型的制造工艺过程可分为三步:①错一4合金结构件的加工;②燃料棒的制备;③燃料棒束的组装和检查.错一4合金结构件的加工包括隔离块、支撑垫、端塞、端板的加工。隔离块和支撑垫的加工隔离块和支撑垫的作用分别是使燃料棒之间、燃料棒束与压力管之间保持一定的间隙，使重水顺利通过，以达到冷却和慢化的目的。典型的加工工艺为将符合技术条件要求的错一4合金板条进行清洗、喷砂并真空涂被。涂被的作用是在钎焊隔离块与包壳管、支承垫与包壳管时在其接触区形成低熔点共晶合金从而保证其足够的焊合强度。涂被工艺为将错一4合金板条固定在真空容器内，并对真空容器内的金属被进行加热，被蒸发后沉积在错一4板条表面而达到涂被的目的。然后将涂被的错一4板条由机加工成规定尺寸的隔离块和支承垫。端塞的加工端塞由错一4合金棒切削加工而成。对错一4合金棒的强度、内部缺陷、抗腐蚀性能都有严格的要求。加工前要对错一4合金棒进行尺寸、外观及超声检查。端板的加工端板是由错一4合金连续冲制，并经过喷砂去毛刺、清洗、烘干加工而成。冲制端板用的桔一4合金在冷加工后，需要进行消除应力退火。姗料棒的制备燃料棒由错一4合金包壳管，天然二氧化铀芯块、隔离块、支承垫和端塞组成。燃料棒制造工艺主要包括燃料芯块制备、包壳管准备和燃料棒装配。压力，端视日CANDU6型重水堆燃料棒束示意图燃料芯块制备重水堆元件燃料芯块制造工艺过程与压水堆的基本相同(见二氧化抽)，但重水堆元件燃料芯块与压水堆燃料芯块相比，具有较高的化学纯度，其化学杂质元素总翻当量数仅为1.1890;芯块烧结密度大，不小于95写理论密度，同时芯块尺寸(拟2.15X17·7mm) 也大于压水堆芯块，端面为碟形。包壳管的准备包壳管的准备主要包括包壳管检查，隔离块支撑垫的钎焊，包壳管内壁涂层石墨等工艺。其准备步骤如下:(l)包壳管的质量检查对错一4合金包壳管进行外观、尺寸和超声波探伤检查后，根据包壳管内径尺寸范围分类。然后对包壳管切定长，两端加工，表面清洗。(2)隔离块、支撑垫与包壳管的焊接先将隔离块和支承垫按设计要求点焊在每根错管确定部位，然后在真空室内，感应加热、钎焊。钎焊质量主要靠稳定的工艺来保证。(3)包壳管涂石墨涂石墨包括四个步骤，即涂敷、静t、烘干和固化。将专用石墨浆体从容器中压人错管自下而上，到上端后再流回容器，静置后在约 140℃烘干，最后在真空室内，约500℃下固化.石墨涂层要完整、均匀，厚度不小于3拌m。然后用专用装里清理错管两端内壁，倒角，切定长。燃料棒装配对天然UOZ芯块进行100%的外观检查和尺寸检查，按技术要求对合格的芯块排长、配块、称重和干燥，按顺序将芯块装人包壳管，然后抽空，充氮，进行端塞与错包壳的磁力电阻密封焊，嫌料棒密封好后，要放人定型车床清除焊瘤并将端塞外形加工成规定的形状。装配好的嫩料棒要进行100纬的氦质谱检漏和称重检查，然后进行脱脂、酸洗、漂洗和干燥。姗料棒束的组装和检查组装燃料棒束并予以检查。燃料棒束的组装将合格的嫩料棒按顺序垂直放人焊接夹具中，37根为一束，用接触点焊机，先将一端端板与燃料棒端塞焊好，然后再焊另一端，即完成然料棒束组装加工。燃料棒束的检查组装好的棒束用专用仪器和规尺按标准要求进行外观、尺寸、水隙检查和称重检查.然后对燃料棒束进行超声波清洗，用无油压缩空气吹干;抽取一定百分比的燃料棒束进行放射性污染检查，将合格的燃料棒束装箱人库。CANDU姗料元件发展趋势CANDU反应堆具有很高的中子经济性，不停堆换料，且嫩料棒束设计简单，使其能够适应多种嫌料的应用。研究开发包括低富集铀(SEU)、轻水反应堆乏燃料回收料、杯及其他铆系元素的应用等。CANDU反应堆的另一特点是燃料循环的灵活性大。例如正在研究中的DUPIC燃料循环 (directuseofspentPWRFuelinCANDU)，通过干法，可将压水堆乏嫌料的回收料转化成CANDU燃料。近年来发展研制了由43 根两种尺寸和两种富集度铀燃料棒组成的CANFLEX(CANDUflexiblefuelling)嫩料棒束，以达到更高的燃耗.