满月照片创新型棒束控制组件(RCCA)设计-西屋核能0条评论

2018年06月05日   分类:全部文章   24人浏览

创新型棒束控制组件(RCCA)设计-西屋核能

全文 2136字,阅读时间4分钟
本文选自2017年5月的《核电站期刊》,作者为 Richard A. Loretz 与 Olin M.McRae。

Richard A. Loretz
理查德·洛雷茨 (Richard Loretz) 具有37年的核工业领域经验,目前担任西屋北美区燃料营销经理。
在现职之前,洛雷茨先生曾担任燃料客户项目经理,负责燃料硬件及相关服务销售、项目管理、客户交付和问题解决。
洛雷茨先生先后在Combustion工程公司、ABB集团、西屋电气公司任职,并在核工程和先进设计、阵列物理和堆芯中子物理学方法、核编程、换料工程监督和项目管理等岗位担任管理岗位。
洛雷茨先生拥有纽约理工学院核工程理学学士学位和麻省理工学院核工程理学硕士学位。
Olin M. McRae
奥林·麦克雷(Olin M. McRae)在燃料工程和安全分析产品工程经理岗位上具有30多年的工作经验。主要负责西屋电气公司压水堆燃料组件空间格架和堆芯部件的设计和开发。
在其整个职业生涯中, 奥林·麦克雷先生领导和管理开发及交付先进工艺、性能增强的燃料产品等项目团队,其中包括新一代棒束控制组件 (NG-RCCA?)。麦克雷先生目前正主导开发核燃料组件中未来使用的增材制造堆芯部件裴学义。
麦克雷先生拥有南卡罗莱纳大学机械工程、生物和化学专业的理学学士学位。
新一代棒束控制组件
西屋电气公司最近作出创新性改进李蕴洁,以提高“增强的性能-棒束控制组件”(EP-RCCA?)的设计寿命和可靠性,这是西屋压水堆堆芯中调节裂变反应的最重要组件之一。新一代棒束控制组件(NG-RCCA?)的设计建立在其先驱控制组件的经验证的性能之上,即具有30多年成功运行的历史——在世界各地西屋设计的14×14、15×15、16×16、和17×17反应堆的3000多个在役组件之中。西屋电气公司维持了蛛形把手和吸收体棒的基本配置,应用全新的开发设计和制造技术改进了蛛形把手、棒体连接件和吸收体棒几何结构的工程设计傅韵霏。这些变化预计将提高棒束控制组件的运行寿命,而最终降低业主们整体的控制棒替换成本。
在保留EP-RCCA最成功的特征的同时,NG-RCCA的设计旨在:
延长控制棒运行约30%的寿命
增加支持更高负载运行的疲劳余量
改善耐负荷性
减少单脱落的概率
改进控制棒插入次数
通过美国联邦法规10 CFR 50.59节“变更、测试和实验”许可实施。
改进的部件之优势必须与电厂的实施成本相平衡,崔景富最大限度地减少业主可能在设计变更时所需要的变更管理活动,而这些变更都是至关重要的合数列 。因此,在我们现有的控制棒试验基地中,为NG-RCCA建立了每一种合并的设计变更,并在本质上被认为是不断演进的。NG-RCCA与当前的燃料硬件兼容;不会影响到核设计、热工水力设计、安全分析或技术规格;并允许使用现有的RCCA操作和对中工具。
在西屋压水堆中,每一个棒束控制组件都有一个连接了多个中子吸收体棒的蛛形把手组件摩合罗传。该蛛形把手通过控制棒驱动装置,降低或升高进出于反应堆堆芯之中。这些调节棒是由耐磨、带涂层的包壳管内含吸收材料组成。
就蛛形把手而言,西屋电气公司实施的制造技术改进,包含一项全新的、精确的、可再生产的加工技术,可以将钎焊和焊接子部件的数量从41个减少到2个,仅用单一环形焊缝连接在一起麻辣双娇 5。这种方法提供了良好约束的尺寸稳定性,改善了疲劳强度,同时降低了制造复杂性。为了进一步增加整体疲劳强度,西屋电气公司利用最新有限元分析方法增强了每个翅片筋板的几何结构。利用这一工艺实现的更紧密的尺寸控制还形成了较低的棒束控制组件整体拖曳阻力,从而实现了改进的插入次数。

NG-RCCA 蛛形把手设计提高疲劳余量和运行服务时间
运行经验表明,单棒脱落情形非常罕见。然而,西屋电气公司发现,通过消除当前使用的单棒与蛛形把手之间的销钉连接李梓溪,较之于其他RCCA设计,能进一步降低这种风险。NG-RCCA设计消除了当前使用的这种销钉连接,纳入一种新的包含反向丝扣锁定接头的上端塞延伸段,与其他RCCA设计相比,进一步减少了单棒脱落的风险。
无插销接头放大图像
吸收体几何结构的变化是为了解决这样一种现象,即,在操作过程中,吸收体轴向偏下部位相对于吸收体轴向的其他部分,遭受到更高的中子通量。这将导致较低部位,即尖头部位的膨胀。就NG-RCCA而言,西屋电气公司增加了下部吸收区域与包壳管内表面之间的间隙戴良纯,以更好地适应尖头部位的膨胀。这种变化减缓了吸收体膨胀而引起的包壳应变醒酒汤的做法,有助于提高运行寿命。
为了进一步提高整体耐磨性,西屋电气公司利用当前设计的坚硬镀铬涂层,通过延伸镀铬层以覆盖棒体根部的焊接区域,保护其在运行期间与上部堆内构件的导向筒内表面的接触部位。包壳是一种高纯度、部分冷加工的304不锈钢管。30多年的运行经验已经证明了这种包壳对辐射促使应力腐蚀开裂的抵抗力。
西屋电气公司还应用了来自EP-RCCA设计的其他堆内性能历史数据,以确定哪些特定设计要素已经证明是最有益的,从而为NG-RCCA设计所保留。除了弹性包壳和结构材料外张俊熙,这一数据清单包括对棒体材料中某些化学杂质的持续控制,而这些杂质对调节棒耐蚀性和对辐射促使应力腐蚀裂纹的低敏感性是非常重要的,并且还能延长乏燃料池中的存储次数。
目前, NG-RCCA设计可随时投产于17 x17阵列的电厂满月照片,但随着对相同优势的需求不断增加,该设计还将拓展以适应具备其他阵列设计配置的电厂——延长了控制棒运行寿命,增加了疲劳余量,改善了耐负荷性,改进了控制棒插入次数佟石头,并减少了单棒脱落概率周鸿儒。
本公众号发布的内容均为原创
欢迎关注西屋电气官方公众号
微信号:wecchinanuclear
长按识别二维码关注西屋核能

转载请注明:林楚麒 » 满月照片创新型棒束控制组件(RCCA)设计-西屋核能