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包壳腐蚀对燃料棒完整性影响分析

核动力工程 2020年第S2期41卷 79-82页

作者：青涛庞华李垣明周毅彭航王璐路怀玉武铃珺中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

针对决定燃料棒堆内服役性能的锆合金包壳腐蚀特性,开展了包壳腐蚀机理模型研究及包壳对燃料棒完整性的影响分析研究,建立了腐蚀对包壳应力、包壳自立、包壳坍塌性能影响的分析方法,并以某小型堆燃料棒为研究对象,分析了反应堆运行中包... 详细信息

针对决定燃料棒堆内服役性能的锆合金包壳腐蚀特性,开展了包壳腐蚀机理模型研究及包壳对燃料棒完整性的影响分析研究,建立了腐蚀对包壳应力、包壳自立、包壳坍塌性能影响的分析方法,并以某小型堆燃料棒为研究对象,分析了反应堆运行中包壳腐蚀影响并给出了定量评价结果。结果表明:包壳腐蚀将使其有效壁厚持续减薄且承载能力下降;考虑腐蚀后,包壳瞬时坍塌和蠕变坍塌随反应堆功率运行时间的增加而逐渐加速恶化且达到一定功率运行时间后将发生突变,严重时将影响燃料棒的完整性和反应堆堆芯安全。

关键词：包壳燃料棒腐蚀坍塌

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基于扩散方程的包壳氧化模型

核动力工程 2012年第4期33卷 44-49页

作者：何晓强余红星李锋江光明中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610041

在轻水堆的严重事故中,堆芯中锆包壳与水蒸汽的氧化反应对事故进程的影响至关重要。当氧化时间较长,或者包壳表面水蒸汽流量很小时,基于实验结果的抛物线型公式存在着不足,影响对包壳失效、氢气产生量以及温度的预测。本研究从菲克定律... 详细信息

在轻水堆的严重事故中,堆芯中锆包壳与水蒸汽的氧化反应对事故进程的影响至关重要。当氧化时间较长,或者包壳表面水蒸汽流量很小时,基于实验结果的抛物线型公式存在着不足,影响对包壳失效、氢气产生量以及温度的预测。本研究从菲克定律出发,建立以扩散方程为出发点、温度范围宽广的包壳氧化模型。该模型的适用范围比抛物线型公式广,且不受抛物线型公式中假设氧化时间较短和堆芯中水蒸汽流量足够的限制,能很好地模拟长期氧化实验和水蒸汽流量很小时的氧化。另外,该模型能给出包壳中的氧原子分布,为精细模拟包壳脆化失效等现象以及发展先进的包壳失效准则提供条件。

关键词：严重事故包壳氧化扩散方程

SCDAP/RELAP5包壳氧化模型改进研究

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核动力工程 2013年第3期34卷 32-36页

作者：余红星何晓强苏光辉董正平西安交通大学核科学与技术学院西安710049 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610041

目前,SCDAP/RELAP5采用抛物线型氧化模型模拟严重事故早期再淹没期间的包壳氧化。该模型在模拟包壳温度较高、表面水蒸气流量较小时的氧化存在不足,此外,该模型未分析包壳中氧原子的分布,对包壳失效的准确模拟有限制。本课题对抛物线型... 详细信息

目前,SCDAP/RELAP5采用抛物线型氧化模型模拟严重事故早期再淹没期间的包壳氧化。该模型在模拟包壳温度较高、表面水蒸气流量较小时的氧化存在不足,此外,该模型未分析包壳中氧原子的分布,对包壳失效的准确模拟有限制。本课题对抛物线型氧化模型和扩散氧化模型之间的区别与联系进行分析,并将扩散氧化模型植入SCDAP/RELAP5中,研究两种模型对严重事故早期再淹没现象的模拟效果。结果表明:扩散氧化模型能更好地模拟严重事故早期再淹没现象;抛物线型氧化模型是扩散氧化模型在特定条件下的简化。

关键词： SCDAP RELAP5 包壳氧化扩散再淹没

新型锆合金包壳材料商业反应堆辐照考验方案设计

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原子能科学技术 2021年第12期55卷 2346-2350页

作者：付浩林少芳洪志强林煜宇张利斌聂立红邓勇军生态环境部核与辐射安全中心北京102401 中广核研究院有限公司广东深圳518000 大亚湾核电运营管理有限责任公司广东深圳518000

对于一种新型锆合金包壳材料,在商业反应堆中开展服役条件下的辐照考验是其研发必不可少的关键环节。相比于国际核电发达国家在锆合金包壳材料研发中积累的丰富商业堆辐照考验,国内自主锆合金仅开展了有限的商业堆先导辐照考验,且考验... 详细信息

对于一种新型锆合金包壳材料,在商业反应堆中开展服役条件下的辐照考验是其研发必不可少的关键环节。相比于国际核电发达国家在锆合金包壳材料研发中积累的丰富商业堆辐照考验,国内自主锆合金仅开展了有限的商业堆先导辐照考验,且考验的燃耗水平偏低。本文将通过对国外锆合金辐照考验经验的总结及自身实践经验,给出锆合金包壳商业反应堆辐照考验时在方案设计上的一般方法和堆芯安全评估、风险应对上的基本考虑,为国内锆合金商业堆辐照考验研究提供参考。

关键词：锆合金包壳辐照考验

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锆合金涂层包壳专利申请态势全景分析

中国材料进展 2021年第4期40卷 275-280页

作者：卢志威温建李雷张显生刘彤任啟森廖业宏中广核研究院有限公司广东深圳518026 深圳核电站高安全性事故容错燃料技术工程实验室广东深圳518026

事故容错燃料(ATF)是日本福岛核事故之后提出的新一代核燃料概念,主要是为了提高反应堆在事故工况下的容错性能,从根本上提高核电厂对严重事故的抵御能力,从而有效地提高核电的安全性和经济性。针对传统核燃料使用的锆合金包壳,通过外... 详细信息

事故容错燃料(ATF)是日本福岛核事故之后提出的新一代核燃料概念,主要是为了提高反应堆在事故工况下的容错性能,从根本上提高核电厂对严重事故的抵御能力,从而有效地提高核电的安全性和经济性。针对传统核燃料使用的锆合金包壳,通过外表面涂层改性的方法提高其在事故工况下的抗高温氧化性能是事故容错燃料的主要研究方向。为了对锆合金涂层包壳的技术发展现状和趋势进行全面了解,对该技术相关的国际及国内专利申请态势进行了统计分析,研究了该领域的专利申请发展态势、专利来源地区及布局地区特点,重点分析了自20世纪60年代以来锆合金涂层包壳技术分支发展趋势;此外,结合我国的锆合金涂层包壳的研究现状,从研究进展及技术聚焦等方面提出锆合金涂层包壳研发建议。

关键词：事故容错涂层锆合金包壳专利

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船用堆燃料棒包壳疲劳寿命分析

核技术 2017年第5期40卷 89-94页

作者：李飞彭蕾时靖谊马冰金成解尧中国科学技术大学核科学技术学院合肥230027

船用堆瞬态变工况下燃料棒包壳温度和冷却剂压力波动较大,引起包壳的疲劳损伤,因此包壳疲劳寿命分析至关重要。本文利用ANSYS软件模拟船用堆瞬态变工况下燃料棒的热机械行为,结合锆包壳疲劳寿命设计曲线,考察包壳温度、冷却剂压力、燃... 详细信息

船用堆瞬态变工况下燃料棒包壳温度和冷却剂压力波动较大,引起包壳的疲劳损伤,因此包壳疲劳寿命分析至关重要。本文利用ANSYS软件模拟船用堆瞬态变工况下燃料棒的热机械行为,结合锆包壳疲劳寿命设计曲线,考察包壳温度、冷却剂压力、燃料棒内压以及辐照对船用堆燃料棒包壳疲劳寿命的影响。计算结果表明,瞬态变工况使得包壳疲劳寿命有很大降低;包壳温度变化与冷却剂压力变化相比,前者对包壳疲劳寿命的影响小;辐照会降低包壳疲劳寿命。在不影响核动力船舶机动性的前提下,可采取一些必要的措施来降低包壳的疲劳损伤。

关键词：船用堆包壳疲劳寿命

东太平洋多金属结核的叠层石包壳及其沉积环境意义

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海洋学报 2000年第5期22卷 73-81页

作者：韩喜球韩喜球方银霞金翔龙杨树锋国家海洋局海底科学重点实验室杭州310012 浙江大学地球科学系杭州310027

对东太平洋Ｃ－Ｃ区深海多金属结核的叠层石包壳、多金属结核的表面类型及其分布规律进行了详细研究和合理解释，认为叠层石的形态学特征既是建造叠层石的微生物种类差异的表现，也是环境水动力条件和溶解氧含量不同的反映，这些因素共... 详细信息

对东太平洋Ｃ－Ｃ区深海多金属结核的叠层石包壳、多金属结核的表面类型及其分布规律进行了详细研究和合理解释，认为叠层石的形态学特征既是建造叠层石的微生物种类差异的表现，也是环境水动力条件和溶解氧含量不同的反映，这些因素共同决定了多金属结核的表面类型，而南极底流是造成海底水体能量环境、氧化还原电位和微生物种类变化的根本原因．为多金属结核的分布规律和成矿预测提供科学依据。

关键词：多金属结核分布规律叠层石包壳沉积环境

中国先进研究堆燃料元件包壳候选材料中温动水腐蚀

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原子能科学技术 1999年第2期33卷 134-140页

作者：王辉孙源珍张伟国毕安泰康亚伦李伟中国原子能科学研究院反应堆工程研究设计所

对中国先进研究堆（ＣＡＲＲ）燃料元件包壳候选材料ＬＴ２４、３０５铝合金进行了温度为２００℃、流速为１０ｍ／ｓ的堆外动水腐蚀试验研究。腐蚀后试样的金相显微镜观察、Ｘ射线衍射分析、扫描电镜及电子探针分析、腐蚀速率的计算及... 详细信息

对中国先进研究堆（ＣＡＲＲ）燃料元件包壳候选材料ＬＴ２４、３０５铝合金进行了温度为２００℃、流速为１０ｍ／ｓ的堆外动水腐蚀试验研究。腐蚀后试样的金相显微镜观察、Ｘ射线衍射分析、扫描电镜及电子探针分析、腐蚀速率的计算及氧化膜厚度的测量等结果表明：从腐蚀类型及其程度和氧化膜的剥落情况等方面看，３０５铝合金材料的抗中温动水腐蚀性能优于ＬＴ２４铝合金；退火态和冷轧态的ＬＴ２４铝合金的耐蚀性能未显示出差异。试验结果为ＣＡＲＲ燃料元件包壳选材提供参考依据。

关键词：燃料元件包壳铝合金中温动水腐蚀研究堆

热处理对U_3Si_2－Al燃料板包壳显微组织及其厚度测量的影响

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核动力工程 1994年第3期15卷 248-253页

作者：周海波张志毅周邦新中国核动力研究设计院

研究了ＬＴ２４铝合金的显微组织与热处理制度间的关系。模拟燃料板轧制加工时的热处理条件，研究了合金元素固溶或以第二相析出后对燃料板包壳的涡流测厚的影响。证明燃料板的最终退火温度波动或沿燃料板长度方向温度不均匀是造成燃料... 详细信息

研究了ＬＴ２４铝合金的显微组织与热处理制度间的关系。模拟燃料板轧制加工时的热处理条件，研究了合金元素固溶或以第二相析出后对燃料板包壳的涡流测厚的影响。证明燃料板的最终退火温度波动或沿燃料板长度方向温度不均匀是造成燃料板包天测厚误差的主要原因。建议燃料板最终退火的温度为３８０℃。

关键词：铝合金热处理显微组织包壳