Page 108 - 无损检测2021年第十二期

仪器研制

DOI : 10.11973 / ws j c202112014

核燃料组件破损自动超声检测系统的研制

朱性利 , 甘文军 , 石志彬 , 蔡家藩 , 聂 勇 1
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( 1. 中核武汉核电运行技术股份有限公司, 武汉 430223 ; 2. 海南核电有限公司, 昌江 572733 )

摘 要: 为满足核燃料组件破损检测的需要, 研制了适用于燃料组件破损超声检测的成套检
测系统。基于燃料棒破损后内腔充满水的特点, 通过检测沿燃料棒包壳传输超声信号的能量损失
来判断燃料棒是否破损。介绍了检测系统组成, 并结合检测环境的特殊需求进行了一系列验证试
验, 包括标定组件和模拟组件超声信号测试、 辐照试验、 探头高温试验和现场验证等。试验结果表
明, 研制的超声探头及检测系统能够有效识别完好标定棒和破损标定棒, 该检测系统具备对破损燃
料组件实施自动超声检测的能力。

关键词: 燃料棒; 破损; 自动超声检测

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2021 ) 12-0066-05

Develo p mentofautomaticultrasonicins p ections y stemfordama g edofnuclearfuelassembl y

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ZHUXin g li , GAN Wen j un , SHIZhibin , CAIJiafan , NIEYon g 1

( 1.ChinaNationalNuclearWuhanNuclearPowerO p erationTechnolo gyCo. , Ltd. , Wuhan430223 , China ;

2.HainanNuclearPowerCo. , Ltd. , Chan gj ian g 572733 , China )

Abstract : Inordertomeettheneedsofnuclearfuelassembl y dama g eins p ection , acom p leteins p ections y stem

suitableforultrasonicins p ectionoffuelassembl y dama g ehasbeendevelo p ed.Basedonthecharacteristicsthatthe

innercavit y ofthefuelrodisfilledwithwaterafterthefuelrodisdama g ed , theener gy lossoftheultrasonicsi g nal

transmittedalon g thefuelrodcladdin g isdetectedtodeterminewhetherthefuelrodisdama g ed.Thecom p ositionof

thedetections y stem wasintroducted , andaseriesofverificationtestsbasedonthes p ecialre q uirementsofthe

detectionenvironmentwerecarriedout , includin gultrasonicsi g naltestofcalibrationcom p onentsandanalo g

com p onents , irradiationtest , p robehi g htem p eraturetestandfieldverification.Thetestresultsshowthatthe

develo p edultrasonicp robeandins p ections y stem caneffectivel yidentif yintactcalibrationrodsanddama g ed

calibrationrods.Theins p ections y stemhastheabilit y top erformautomaticultrasonicins p ectionofdama g edfuel
assemblies.

Ke ywords : fuelrod ; dama g e ; automaticultrasonictestin g
核电站利用核燃料发生的受控自持链式裂变反 物质增加, 导致运行期间设备维护人员受到辐照, 给
应所释放的能量作为热源发电。核燃料装在由端塞 核电站的安全性和经济性带来不良影响。
密封的薄壁包壳内, 包壳作为核电站的第一道防护 在核反应堆运行、 大修期间, 可采取多种方法检
屏障, 一旦发生破损, 燃料棒中的放射性裂变产物会 测堆内是否存在燃料组件破损。运行期间, 可通过
释放到一回路的冷却剂中, 造成一回路设备放射性 监测冷却剂和排气的放射性浓度来确定是否存在燃
料组件破损; 停堆换料时或换料后, 可通过啜吸法检
测多组疑似破损燃料组件, 确定真正破损组件后, 通
收稿日期: 2021-05-19
过外围视频检测法或超声检测法来定位组件中的破
作者简介: 朱性利( 1979- ), 男, 高级工程师, 主要从事核电站自
动化运维装备开发方面的研究工作 损燃料棒并对其进行更换, 换下来的组件则根据寿
命周期状态重新入堆或存放在乏燃料水池, 换下来
通信作者: 朱性利, zhuxl01@cnn p .com.cn
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2021年 第43卷 第12期

无损检测