基本介紹
- 中文名：壓水堆燃料元件
- 類型：電子元器件
壓水堆燃料元件的組成,壓水堆燃料元件的主要設計數據和結構特點,
壓水堆燃料元件的組成
壓水堆燃料元件種類繁多，各具特色。但是，不論何種形狀和形式的燃料元件，其組成不外乎兩大部分：燃料棒和骨架。
燃料棒是構成燃料元件的核心部件，典型的壓水堆燃料棒由UO2芯塊、鋯合金包殼、端塞、壓緊彈簧及氦氣腔組成。貯氣空腔的作用是給裂變氣體釋放留空間；壓緊彈簧的作用是防止運輸過程中芯塊的竄動。
燃料元件的骨架是支撐燃料棒束的結構部件，它承受冷卻劑的沖刷，和緊急停堆時數十公斤的控制棒突然下落產生的衝擊力，此外，堆內的高溫和強烈的中子輻照也會是骨架的機械性能發生變化甚至發生彎曲。因此，骨架的結構決定了燃料元件的剛性，它的幾何尺寸直接影響元件的外形。
典型的壓水堆燃料元件的骨架由24根導向管、1根儀表管、2層端部結構格架，5層攪混翼格架，1個下管座和1個上管座組成。當今發展起來的高燃耗元件的骨架還在上半部位增加了3層小格架，以改善燃料元件的熱工水力學性能。採用壓力電阻點焊將導向管、儀表管與定位格架舌片連線成一個整體，導向管部件下端與下管座用軸肩螺釘連線，導向管上端與上管座用套筒螺釘連線。
不同類型的燃料元件骨架的結構和製造工藝有差異，如與AFA2G相比較，AFA3G元件的骨架試用了外徑相等而內徑變化的導向管，它的最大壁厚增加到1.18mm（下部內徑變小，形成緩衝段）。這種結構的導向管既起到了控制棒插入時的定向和緩衝作用，又增加了燃料元件的剛性，從根本上解決了由於輻照後元件的彎曲變形導致控制棒不能完全插入的問題。
壓水堆燃料元件的主要設計數據和結構特點
下表為典型壓水堆元件的主要設計數據和結構特點
壓水堆元件的主要設計數據和結構特點
設計數據 | 冷卻劑 | 水 |
包殼 | Zr4 | |
燃料 | UO2 | |
U富集度（%） | 3%-5% | |
燃料平均比功率/（kW/kg燃料） | 34.7 | |
局部最大燃耗/（MWd/t金屬） | ≈50000 | |
包殼表面最高溫度/℃ | 350 | |
燃料中心最高溫度/℃ | 2400 | |
冷卻劑壓力/絕對大氣壓 | 158 | |
冷卻劑出口溫度/℃ | 320 | |
結構特點 | 燃料元件形式 | 棒束 |
棒或球的直徑/mm | 10.7 | |
棒或片長/m | 4.4 | |
元件內的棒或片數 | 264 | |
棒或片的排列形式 | 方 |
