Page 97 - 无损检测2022年第八期

仪器研制

DOI : 10.11973 / ws j c202208011

热室内板型乏燃料组件水隙检测系统研发

张小刚 , 汤 慧 , 朱吉印 , 葛 腾 , 窦勤明 2
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( 1. 中核北方核燃料元件有限公司, 包头 014035 ;

2. 中国原子能科学研究院 反应堆工程技术研究部, 北京 102413 )

摘 要: 提出了一种基于理想平板电容极板的热室内板型乏燃料组件水隙检测系统 , 针对该
系统, 研制了专用水隙测量探头、 三维运动装置、 视觉对准机构、 四轴运动机构和组件定位装置等机
械部件, 确定了乏燃料组件水隙检测流程, 从而实现了板型乏燃料组件流道间隙的准确测量。通过
CARR ( 中国先进研究堆) 乏燃料组件的热室内测量验证, 该系统的水隙检测范围为 0.9~2.9mm ,

检测精度为 ±0.02mm , 首次实现了热室流道间隙的测量, 测量精度与常规组件一致。
关键词: 无损检测; 燃料组件水隙检测; 板型燃料元件

中图分类号: TL279 ; TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2022 ) 08-0059-06

Develo p mentofwater g a pdetections y stemfor p latet yp es p entfuelassembl y inhotchamber

,
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ZHANGXiao g an g TANGHui , ZHUJi y in , GETen g DOUQ inmin g 2

( 1.ChinaNorthNuclearFuelCo. , Ltd. , Baotou014035 , China ;

2.ReactorEn g ineerin gTechnolo gyResearchDe p artment , ChinaInstituteofAtomicEner gy , Bei j in g102413 , China )

Abstract : Inthisp a p er , theresearchanddevelo p mentofwaterg a pdetections y stem ofp latet yp es p entfuel

assembl y inhotchamberbasedonedd ycurrentmethodwascarriedout , thewaterg a pdetectionp rocessofs p ent

fuelassembl ywasdetermined , andthemechanicalcom p onentssuchass p ecialwater g a pmeasurement p robe , three-

dimensionalmotiondevice , visualali g nment mechanism , four-axis motion mechanism andassembl yp ositionin g

deviceweredevelo p edtorealizetheaccurate measurementofchannelg a pofp latet yp es p entfuelassembl y .

Throu g hthehotchamber measurementverificationofs p entfuelassembl yofCARR ( China Advanced Research

Reactor ), thedetectionran g eofthise q ui p mentis0.9-2.9mm , andthedetectionaccurac ywas± 0.02mm.The

measurementofhotchamberchannelclearanceisrealizedforthefirsttime , andthe measurementaccurac yis

consistentwiththatofconventionalcom p onents.

Ke ywords : nondestructivetestin g ; fuelassembl ywater g a pdetection ; p latefuelassembl y
目前, 研究堆燃料元件多为管状或板状, 不同层 手工移动的涡流探头, 检测结果以纸带打点的形式
燃料管( 板) 之 间 设 计 有 一 定 宽 度 的 流 道 间 隙 ( 水 记录。第二代水隙检测设备采用半机械式的移动超
隙), 用来保证核反应产生的热量被冷却剂 及时带 声探头, 检测结果采用专用软件记录 [ 4 ] 。第一代和
走 [ 1-3 ] 。水隙的宽度必须满足一定的技术要求, 否则 第二代水隙检测设备不适用于辐照环境, 存在如半
会造成冷却程度不同, 热量分布不均匀, 影响反应堆 导体材料以及通用光电开关无法使用、 有机材料脆
内的安全运行。 化等问题, 故需设计制作辐照环境下专用的水隙检
国内研究堆燃料组件第一代水隙检测设备采用 测设备以满足乏燃料组件的水隙检测。
笔者研制了一种具有自主知识产权的热室用板
型乏 燃 料 组 件 水 隙 检 测 系 统, 主 要 用 于 裂 变 后
收稿日期: 2022-04-06
作者简介: 张小刚( 1987- ), 男, 本科, 高级工程师, 主要从事无 CARR ( 中国先进研究 堆) 板 型 燃 料 组 件 水 隙 的 检
损检测的相关工作 测, 可以为研究燃料元件在堆内运行后的水隙状况
提供依据。
通信作者: 张小刚, zhan g u p c06@163.com
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2022 年 第 44 卷 第 8 期
无损检测