反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)課件

反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)核島調(diào)試處反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)核島調(diào)試處目錄壓水堆結(jié)構(gòu)概述反應(yīng)堆壓力容器堆內(nèi)構(gòu)件堆芯結(jié)構(gòu)控制棒組件控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)堆內(nèi)測(cè)量裝置反應(yīng)堆本體運(yùn)行問(wèn)題目錄壓水堆結(jié)構(gòu)概述1.壓水堆結(jié)構(gòu)概述反應(yīng)堆的功能堆芯是核反應(yīng)堆的心臟，是實(shí)現(xiàn)持續(xù)鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng)的區(qū)域。

確保堆芯能按核設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安全的可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)；確保核裂變釋放的熱量能按熱工水力設(shè)計(jì)要求有效地導(dǎo)出；實(shí)現(xiàn)三道屏障的前兩道屏障1.壓水堆結(jié)構(gòu)概述反應(yīng)堆的功能堆芯是核反應(yīng)堆的心臟堆芯功率應(yīng)盡量均勻，以便使堆芯有最大的功率輸出；盡量減少堆芯內(nèi)不必要的中子吸收材料，以提高中子經(jīng)濟(jì)性；有最佳的冷卻劑流量分配和最小的流動(dòng)阻力；有較長(zhǎng)的堆芯壽命，以適當(dāng)減少換料操作次數(shù)；堆芯結(jié)構(gòu)緊湊，換料操作簡(jiǎn)易方便。堆芯設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求1.壓水堆結(jié)構(gòu)概述堆芯功率應(yīng)盡量均勻，以便使堆芯有最大的功率輸出；堆芯設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)1.壓水堆結(jié)構(gòu)概述壓力容器（俗稱(chēng)壓力殼）ReactorPressureVessel(RPV)堆芯(Core)堆內(nèi)構(gòu)件(ReactorVesselInternals)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

ControlRodDriveMechanism（CRDM)反應(yīng)堆本體主要包括：1.壓水堆結(jié)構(gòu)概述壓力容器（俗稱(chēng)壓力殼）反應(yīng)堆本體主要包括1.壓水堆結(jié)構(gòu)概述1.壓水堆結(jié)構(gòu)概述反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)課件反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)課件1.壓水堆結(jié)構(gòu)概述堆芯的重量由下柵格板承受下柵格板由堆芯支撐柱承重支撐柱的力傳遞到堆芯支撐板堆芯支撐板通過(guò)吊籃傳遞給壓力容器上法蘭上部構(gòu)件的重量通過(guò)導(dǎo)向管支撐板傳遞給壓力容器上法蘭壓力容器的重力通過(guò)管嘴下部傳遞給基礎(chǔ)吊籃斷裂則由二次支撐組件承重力的傳遞了解各個(gè)部件的功能1.壓水堆結(jié)構(gòu)概述堆芯的重量由下柵格板承受力的傳遞了解各個(gè)1.壓水堆結(jié)構(gòu)概述冷端雙端斷裂后吊籃的變形1.壓水堆結(jié)構(gòu)概述冷端雙端斷裂后吊籃的變形1.壓水堆結(jié)構(gòu)概述其它吊籃還用于建立一回路的流向通道圍板、吊籃、熱屏用于降低RPV的輻照水平1.壓水堆結(jié)構(gòu)概述其它吊籃還用于建立一回路的流向通道1.壓水堆結(jié)構(gòu)概述常用詞匯壓力容器：ReactorPressureVessel(RPV)堆芯：Core堆內(nèi)構(gòu)件:ReactorVesselInternals控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu):ControlRodDriveMechanism（CRDM)頂蓋：MonoblocClosureHead排氣管：VentPipe吊籃：CoreBarrel圍板：Baffle支撐板：CoreSupportForging下柵格板：LowerCorePlate流量分配孔板：DiffuserPlate熱屏：ThermalShield二次支撐組件：SecondarySupportassembly1.壓水堆結(jié)構(gòu)概述常用詞匯壓力容器：ReactorPre2.反應(yīng)堆壓力容器安全一級(jí)設(shè)備，規(guī)范等級(jí)為一級(jí)，抗震類(lèi)別為I類(lèi),質(zhì)保要求為核級(jí)（H級(jí)）。反應(yīng)堆壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、安裝和試驗(yàn)應(yīng)與其安全功能相適應(yīng)，采用公認(rèn)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，保證滿(mǎn)足反應(yīng)堆壓力容器的安全功能。在設(shè)計(jì)、制造、安裝和試驗(yàn)中，必須使異常泄漏、裂紋快速擴(kuò)展及破壞的概率降低到最小。應(yīng)能承受各種工況下的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷，并保持其結(jié)構(gòu)完整性。2.反應(yīng)堆壓力容器安全一級(jí)設(shè)備，規(guī)范等級(jí)為一級(jí)，抗震類(lèi)別為I2.反應(yīng)堆壓力容器包容反應(yīng)堆堆芯燃料組件，固定、支承堆內(nèi)構(gòu)件，確保燃料組件按規(guī)定位置在堆芯內(nèi)支撐和定位；確保冷卻劑按規(guī)定流道暢通無(wú)阻，將熱量帶出反應(yīng)堆。作為一回路的一部分，壓力容器是冷卻劑與外界的壓力邊界。它需要承受堆芯核裂變強(qiáng)γ放射性、中子的輻照及冷卻劑的高溫、高壓載荷，還需要承受控制棒可能發(fā)生的撞擊和一回路管道傳遞的力。壓力容器的承壓密封可以避免放射物質(zhì)外逸。與堆內(nèi)構(gòu)件一起，作為生物屏蔽對(duì)工作人員起防護(hù)作用。利用壓力容器頂部和底部的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、測(cè)量裝置，控制反應(yīng)堆，監(jiān)測(cè)堆芯溫度、中子通量密度。2.1反應(yīng)堆壓力容器的作用2.反應(yīng)堆壓力容器包容反應(yīng)堆堆芯燃料組件，固定、支承堆內(nèi)構(gòu)件2.反應(yīng)堆壓力容器

壓力容器屬于在核電站壽期內(nèi)不更換的設(shè)備，在運(yùn)行中壓力容器被中子活化后具有強(qiáng)放射性，無(wú)法對(duì)其進(jìn)行近距離檢查和維修，因此電站堆壓力容器使用壽命要求不少于40年。2.反應(yīng)堆壓力容器壓力容器屬于在核電站壽期內(nèi)不更換的設(shè)2.反應(yīng)堆壓力容器材料應(yīng)具有高度的完整性保證材質(zhì)純度很好的滲透性、小的偏析成分和性能的均勻性很好的可焊性材料應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和足夠的韌性防止脆性斷裂的根本途徑是韌性（材料抗裂紋擴(kuò)展的能力）脆性斷裂是最嚴(yán)重的失效形式材料應(yīng)具有低的輻照敏感性輻照提高了強(qiáng)度，降低了塑性，因而加劇脆性破壞的可能性，應(yīng)控制和降低材料的輻照催化傾向?qū)嵝阅芎帽阌诩庸ぶ圃?、成本低?.2壓力容器選材原則2.反應(yīng)堆壓力容器材料應(yīng)具有高度的完整性2.2壓力容器選材2.反應(yīng)堆壓力容器核壓力容器的工況雖然苛刻，但使用的材料并不特殊，也是由工程通用材料派生的。普遍選用的是低合金鋼——錳-鉬系列

C≤0.25%、Mn:1.15～1.5%、Mo:～0.6%、Ni:0.4～1.0%其余為Fe良好的導(dǎo)熱性；很好的可焊性脆性轉(zhuǎn)變溫度較低；（一般在-30℃至5℃）抗輻照脆化能力；便于加工，成本較低。改善低合金鋼抗輻照脆化能力的主要措施有：嚴(yán)格限制銅和磷這兩個(gè)主要的有害元素（Cu<0.10%,P<0.012%）添加少量鋁、釩、鉻、鉬、鎳等元素，減少鋼的輻照損傷2.3壓力容器的材料2.反應(yīng)堆壓力容器核壓力容器的工況雖然苛刻，但使用的材料并不2.反應(yīng)堆壓力容器2.反應(yīng)堆壓力容器壓力容器的頂蓋由上封頭球冠和頂蓋法蘭焊接而成。頂蓋法蘭端部圓周上開(kāi)有均勻布置的螺栓孔，58個(gè)，并且法蘭支承面上有二道放置密封環(huán)用的槽。球冠面3只吊耳設(shè)有61個(gè)的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的管座4個(gè)溫度測(cè)量引出管座1根排氣管管座材料：因科鎳管座形狀：杯形座管座組成：套管和法蘭2.反應(yīng)堆壓力容器2.4頂蓋（MonoblocClosureHead)壓力容器的頂蓋由上封頭球冠和頂蓋法蘭焊接而成。球冠面管座2.反應(yīng)堆壓力容器2.反應(yīng)堆壓力容器2.5堆容器本體堆容器本體從上而下由：l

容器下法蘭（VesselFlange)l

一個(gè)外法蘭(ExternalSealLedge)l

管嘴直管段（NozzleShell)l

進(jìn)出口管嘴（Nozzle)l

堆芯筒體(CoreShell)l

一節(jié)過(guò)渡段(BottomTorus)l

一只半球形下封頭（LowerDome)一二期比較：少了一個(gè)筒體管節(jié)2.反應(yīng)堆壓力容器2.5堆容器本體堆容器本體從上而下由：一二期比較：2.反應(yīng)2.5.1下法蘭VesselFlange在法蘭上，為裝58只鎖緊螺栓鉆有58個(gè)未穿透的螺紋。下法蘭還包括有：與反應(yīng)堆容器頂蓋匹配的不銹鋼支承面，反應(yīng)堆容器的密封由兩個(gè)特殊設(shè)計(jì)的、連在頂蓋法蘭上的O形密封環(huán)來(lái)保證一根泄漏探測(cè)管

一個(gè)支承臺(tái)肩，用來(lái)支承堆內(nèi)構(gòu)件四個(gè)鍵槽，用來(lái)對(duì)準(zhǔn)反應(yīng)堆容器頂蓋和堆內(nèi)構(gòu)件2.反應(yīng)堆壓力容器2.5.1下法蘭VesselFlange在法蘭上，為2.5.2密封結(jié)構(gòu)-0型環(huán)(ORingorGasket)為了確保安全運(yùn)行，防止放射性冷卻劑外泄，在壓力容器頂蓋和筒體法蘭連接處設(shè)置有內(nèi)外兩道同心的“O”形環(huán)進(jìn)行密封。“O”形密封環(huán)由不銹鋼管或鎳基合金管制成。2.反應(yīng)堆壓力容器2.5.2密封結(jié)構(gòu)-0型環(huán)(ORingorGaske2.反應(yīng)堆壓力容器2.5.2密封結(jié)構(gòu)-0型環(huán)2.反應(yīng)堆壓力容器2.5.2密封結(jié)構(gòu)-0型環(huán)2.5.2密封結(jié)構(gòu)-0型環(huán)

為隨時(shí)觀察密封裝置的可靠性，在兩道“O”形環(huán)之間設(shè)有泄漏監(jiān)督警報(bào)裝置，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏，并進(jìn)行處理——一根泄漏探測(cè)管這根管子傾斜穿過(guò)上法蘭后，頭部露出在兩只O形密封環(huán)之間的支承面上.內(nèi)密封環(huán)的泄漏是由引漏管線上的一臺(tái)溫度傳感器進(jìn)行探測(cè)。當(dāng)反應(yīng)堆在額定功率下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，內(nèi)密封環(huán)不允許泄漏；在啟動(dòng)和停堆時(shí)，內(nèi)密封環(huán)允許的最大泄漏率為20L／h。2.反應(yīng)堆壓力容器2.5.2密封結(jié)構(gòu)-0型環(huán)為隨時(shí)觀察密封裝置的可靠2.反應(yīng)堆壓力容器2.5.3外法蘭ExternalSealLedge壓力容器本體外側(cè)法蘭下部還有一個(gè)法蘭。此法蘭在堆頂換料水池充水前，用一個(gè)環(huán)形密封板搭在它與池底面上就能起到對(duì)堆坑的密封作用，防止堆頂換料水池充水時(shí)堆坑進(jìn)水。2.反應(yīng)堆壓力容器2.5.3外法蘭ExternalSe2.反應(yīng)堆壓力容器2.5.3管嘴Nozzle用于將壓力容器的重量傳遞到基礎(chǔ)上進(jìn)口管嘴與吊籃配合形成冷管段通道出口管嘴與吊籃開(kāi)孔配合形成熱管段通道2.反應(yīng)堆壓力容器2.5.3管嘴Nozzle用于將壓力容過(guò)渡段把半球形的下封頭和容器的筒體段聯(lián)接起來(lái)。由熱軋鋼板鍛壓成半球形封頭。下封頭上裝有50根因科鎳導(dǎo)向套管，為堆內(nèi)中子通量測(cè)量系統(tǒng)提供導(dǎo)向。利用部分穿透焊工藝將導(dǎo)向套管焊在下封頭內(nèi)。2.5.4過(guò)渡段及下封頭BottomTorus/LowerDome2.反應(yīng)堆壓力容器過(guò)渡段把半球形的下封頭和容器的筒體段聯(lián)接起來(lái)。2.5.4導(dǎo)向裝置-徑向支承塊壁焊有4個(gè)周向分布的徑向支承塊（槽），與吊籃相對(duì)應(yīng)的徑向支承鍵相配，限制吊籃徑向和周向擺動(dòng)。徑向支承塊上裝有可調(diào)整的U形塊，以便在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)調(diào)整配和尺寸。

2.反應(yīng)堆壓力容器導(dǎo)向裝置-徑向支承塊壁焊有4個(gè)周向分布的徑向支承塊（槽），與3.堆內(nèi)構(gòu)件堆芯下部支撐結(jié)構(gòu)lowerinternal堆芯上部支撐結(jié)構(gòu)upperinternal壓緊彈簧holddownspring測(cè)量支承結(jié)構(gòu)在最初組裝和換料時(shí)，上部堆芯支承結(jié)構(gòu)是作為一個(gè)整體安裝和卸出的。在所有燃料組件卸出以后，下部堆芯支承結(jié)構(gòu)也可以作為一個(gè)整體卸出。下部堆芯支承結(jié)構(gòu)一般只有在作反應(yīng)堆容器監(jiān)視時(shí)才卸出。組成：3.堆內(nèi)構(gòu)件堆芯下部支撐結(jié)構(gòu)在最初組裝和換料時(shí)，上部堆芯支3.堆內(nèi)構(gòu)件堆內(nèi)構(gòu)件的主要功能如下：為反應(yīng)堆冷卻劑提供流道；為壓力容器提供屏蔽，使其免受或少受堆芯中子輻射的影響；固定監(jiān)督用的輻照樣品；為燃料組件提供支撐和壓緊；為棒束控制組件和傳動(dòng)軸以及上下堆內(nèi)測(cè)量裝置提供機(jī)械導(dǎo)向；平衡機(jī)械載荷和水力載荷；確保堆容器頂蓋內(nèi)的冷卻水循環(huán)，以便頂蓋保持一定的溫度。3.堆內(nèi)構(gòu)件堆內(nèi)構(gòu)件的主要功能如下：為反應(yīng)堆冷卻劑提供流道堆內(nèi)構(gòu)件的設(shè)計(jì)要求保證：在正常工況下為堆芯提供均勻的冷卻劑分配；在事故工況下，堆芯幾何形狀的變化被限制在不會(huì)使其喪失適當(dāng)?shù)睦鋮s能力的范圍內(nèi)；即使在最大的假想事故情況下，堆芯幾何形狀的變化被限制在不使其臨界或次臨界的堆芯形狀受到嚴(yán)重破壞的范圍內(nèi)。

堆內(nèi)構(gòu)件的設(shè)計(jì)考慮了能經(jīng)受各種運(yùn)行工況并考慮各種載荷。3.堆內(nèi)構(gòu)件堆內(nèi)構(gòu)件的設(shè)計(jì)要求保證： 堆內(nèi)構(gòu)件的設(shè)計(jì)考慮了能經(jīng)受各種運(yùn)行3.1堆芯下部支撐結(jié)構(gòu)堆芯吊籃組件(含堆芯支承板)熱中子屏蔽堆芯圍板組件堆芯下柵格板流量分配孔板堆芯二次支承和測(cè)量通道

3.堆內(nèi)構(gòu)件3.1堆芯下部支撐結(jié)構(gòu)堆芯吊籃組件(含堆芯支承板)3.堆上部加固環(huán),其作用是將堆芯下部支撐結(jié)構(gòu)的重量及其承受的載荷傳遞給壓力容器筒體的上法蘭焊接到加固環(huán)上去的環(huán)段焊接到堆芯吊籃下環(huán)段上去的堆芯支承板一塊多孔板，鍛件承擔(dān)堆芯組件的全部重量開(kāi)有圓孔，以便冷卻劑流入堆芯也開(kāi)有安裝支承柱的孔加固環(huán)環(huán)段3.堆內(nèi)構(gòu)件(1)堆芯吊籃組件Barrel上部加固環(huán),其作用是將堆芯下部支撐結(jié)構(gòu)的重量及其承受的載荷傳3.堆內(nèi)構(gòu)件3.堆內(nèi)構(gòu)件吊籃上法蘭端面上有螺孔，供堆內(nèi)構(gòu)件吊具與吊籃組件連接用，當(dāng)壓力容器進(jìn)行在役檢查或新堆內(nèi)構(gòu)件裝入壓力容器時(shí)，用吊具將其由壓力容器吊至存放架存放或吊入壓力容器內(nèi)。3.堆內(nèi)構(gòu)件吊籃上法蘭端面上有螺孔，供堆內(nèi)構(gòu)件吊具與吊籃組件連接用，當(dāng)壓(2)熱屏蔽(SegmentedNeutronShield)熱屏蔽的布置：由四塊不銹鋼板組合成不連續(xù)的圓筒形，在反應(yīng)堆中心軸的四個(gè)象限位置上，直接用螺釘連接在堆芯吊籃外壁上。作用：雖然堆芯吊籃的厚度已能為壓力容器提供對(duì)堆芯快中子的輻照防護(hù)，而借助熱屏蔽可在輻照最大區(qū)域(距壓力容器壁最近的堆芯四角)加強(qiáng)這種防護(hù)。輻照樣品監(jiān)督管焊在熱屏蔽的外側(cè)。反應(yīng)堆容器材料放在輻照樣品監(jiān)督管內(nèi)，靠特殊工具取回，而不必拆卸下部堆芯支承結(jié)構(gòu)。如果適當(dāng)加大壓力容器的內(nèi)徑，使堆芯與壓力容器之間水層加厚，并選用耐輻照性能較好的壓力容器材料，則可考慮不設(shè)熱屏蔽。3.堆內(nèi)構(gòu)件(2)熱屏蔽(SegmentedNeutronShiel(2)熱屏蔽3.堆內(nèi)構(gòu)件(2)熱屏蔽3.堆內(nèi)構(gòu)件(3)流量分配孔板

DiffuserPlate安裝在堆芯下柵格板與吊蘭底板之間，是一塊比較薄的板，上面開(kāi)了許多孔。作用：用于分配進(jìn)入堆芯的冷卻劑流量，使冷卻劑能夠根據(jù)物理及熱工方面提出的要求合理的流進(jìn)各燃料組件內(nèi)。3.堆內(nèi)構(gòu)件(3)流量分配孔板

DiffuserPlate安裝在堆芯(4)堆芯下柵格板直接支承整個(gè)堆芯的重量并且給燃料組件的下管座定位，確保燃料組件之間的間隙，因此對(duì)表面平面度要求十分嚴(yán)格；在板面上按座裝燃料組件的要求：裝上157對(duì)定位銷(xiāo)，以使燃料組件在堆芯中的橫向位置被固定下來(lái)；比較薄，且開(kāi)有157×4個(gè)流通冷卻劑的圓孔；100t的燃料組件座裝在它的上面，產(chǎn)生很大的鐃度，因此必須用一定數(shù)量的支撐柱。作用在堆芯下柵格板上的力通過(guò)下述兩種途徑傳遞給堆芯吊籃:通過(guò)周邊支承在一個(gè)與堆芯吊籃環(huán)段相焊接的圓環(huán)上；通過(guò)支承柱將力分配到堆芯吊籃的支承板上。3.堆內(nèi)構(gòu)件(4)堆芯下柵格板直接支承整個(gè)堆芯的重量并且給燃料組件的下管3.堆內(nèi)構(gòu)件3.堆內(nèi)構(gòu)件(5)堆芯圍板組件堆芯圍板組件確立了堆芯燃料區(qū)的邊界。圍板組件是由幾十塊圍板（垂直板）組成的曲折形限流板，和軸向的8層輻板（水平加強(qiáng)板）用螺釘聯(lián)接而成。整個(gè)圍板組件按對(duì)中要求，用螺釘、圓柱銷(xiāo)將其固定在吊籃筒體內(nèi)壁上。它處于堆芯上、下板之間，將堆芯圍住，并保證邊緣的燃料組件與圍板有1mm水隙。在輻板上開(kāi)設(shè)有若干個(gè)流水孔，有一股旁通流量進(jìn)入吊籃筒體與圍板之間，該水層起著反射層作用，同時(shí)冷卻吊籃筒體內(nèi)壁和圍板。

3.堆內(nèi)構(gòu)件(5)堆芯圍板組件堆芯圍板組件確立了堆芯燃料區(qū)的邊界。3.3.堆內(nèi)構(gòu)件連接圍板與輻板靠螺釘相連輻板與吊籃筒體的連接也是通過(guò)螺釘3.堆內(nèi)構(gòu)件連接圍板與輻板靠螺釘相連堆芯二次支承和測(cè)量通道堆芯二次支承由一塊厚的底板、二塊支承板和多個(gè)能量吸收裝置等組成。厚底板的外形與堆容器下封頭底部形狀相似，通過(guò)多個(gè)能量吸收裝置懸掛在堆芯下柵格板的底面上。測(cè)量通道管由二次支承組件的固定板定位。帶有移動(dòng)式堆內(nèi)通量測(cè)量小型裂變室的柔性軸可通過(guò)測(cè)量套管插入壓力容器，進(jìn)而穿入燃料組件中心的測(cè)量用導(dǎo)向管。3.堆內(nèi)構(gòu)件堆芯二次支承和測(cè)量通道堆芯二次支承由一塊厚的底板、二塊支承板3.堆內(nèi)構(gòu)件二次支承組件是一種安全裝置，用來(lái)限制發(fā)生堆芯吊籃斷裂事故造成的后果。二次支承組件是由一個(gè)外形與壓力容器底部形狀相似的防斷底板和懸掛在堆芯支承板下面的4根圓柱形支柱，以及防斷中板、吸能緩沖器等組成。二次支承組件的防斷底板與壓力容器底面在熱態(tài)時(shí)有十幾毫米的間距。在吊籃發(fā)生斷裂時(shí)，堆芯突然垂直下落，此時(shí)設(shè)于支柱與防斷底板間的四只吸能緩沖器依靠單薄的橫截面產(chǎn)生變形而耗去沖擊能量，從而防止壓力容器受沖擊而損壞。由于吊籃實(shí)際僅下落十幾毫米，因此控制棒也實(shí)際相對(duì)從堆芯燃料組件中抽出十幾毫米。這部分控制棒當(dāng)量所引起的正反應(yīng)性還不足以造成反應(yīng)堆嚴(yán)重的超臨界事故。吊籃斷裂堆芯下落時(shí)，二次支承組件還能夠限制堆芯徑向位移，從而確?？刂瓢艚M件能順利下插停堆。二次支承組件靠螺栓連接焊接固定，以防松動(dòng)。堆芯核測(cè)量用的50個(gè)測(cè)量探頭套管通過(guò)壓力容器底部測(cè)量通道插入壓力容器，然后再導(dǎo)入燃料組件中央導(dǎo)向管。這些測(cè)量套管進(jìn)入壓力容器后首先通過(guò)二次支承組件進(jìn)行定位，支承并導(dǎo)向。堆芯二次支承和測(cè)量通道3.堆內(nèi)構(gòu)件二次支承組件是一種安全裝置，用來(lái)限制發(fā)生堆芯吊3.堆內(nèi)構(gòu)件3.堆內(nèi)構(gòu)件2、堆芯上部支撐結(jié)構(gòu)（壓緊組件）作用：為燃料組件提供上部的定位為棒束控制組件提供導(dǎo)向堆芯冷卻劑出口溫度測(cè)量裝置的支承堆芯上部支撐結(jié)構(gòu)主要包括如下幾個(gè)部件：堆芯上柵格板；堆芯上部支承柱；導(dǎo)向管支撐板；棒束控制導(dǎo)向管等2、堆芯上部支撐結(jié)構(gòu)（壓緊組件）作用：堆芯上部支承柱(帶攪混器）導(dǎo)向管支撐板2、堆芯上部支撐結(jié)構(gòu)（壓緊組件）棒束控制導(dǎo)向管堆芯上柵格板壓緊彈簧堆芯圍板熱屏堆芯吊籃無(wú)攪混器的支承柱入口接管0.25％的頂蓋清洗流量頂蓋清洗流量的返回孔O型密封環(huán)單個(gè)攪混器1.25％的直接流量泄漏堆內(nèi)結(jié)構(gòu)的中心定位出口接管下部堆內(nèi)構(gòu)件整體件支承凸臺(tái)堆芯上部支承柱(帶攪混器）導(dǎo)向管支撐板2、堆芯上部支撐結(jié)構(gòu)（(1)堆芯上柵格板它直接壓在燃料組件上，其作用如下：將燃料組件對(duì)中并壓緊定位；與堆芯下部支撐結(jié)構(gòu)的流量分配孔板、堆芯下柵格板相配合，分配反應(yīng)堆冷卻劑；固定堆芯上部支承筒；固定導(dǎo)向管；固定冷卻劑攪混裝置。(1)堆芯上柵格板它直接壓在燃料組件上，其作用如下：堆芯上柵格板

堆芯上柵格板是一塊圓板，板上有方孔和圓孔。 板上設(shè)有導(dǎo)向筒組件的定位銷(xiāo)孔。 上柵板的流水孔和下柵板一樣，它們都與每個(gè)燃料組件的位置一一對(duì)應(yīng)。 此外，上柵板設(shè)置有向下的定位銷(xiāo)以壓配每個(gè)燃料組件上管座的定位孔，使燃料組件上端壓緊定位。

堆芯上柵格板 堆芯上柵格板是一塊圓板，板上有方孔和圓孔。(2)堆芯上部支承筒（支承柱）其作用是：連接導(dǎo)向管支撐板與堆芯上柵格板和保證兩者間的空間距離，并在堆芯出口處為反應(yīng)堆冷卻劑提供流道。堆芯上部支承筒還用作熱電偶導(dǎo)管的支承，并使流到熱電偶監(jiān)測(cè)處的冷卻劑受到適當(dāng)?shù)臄嚮臁６研旧喜恐С型矊?dǎo)向管支撐板(2)堆芯上部支承筒（支承柱）其作用是：堆芯上部支承筒導(dǎo)向管熱電偶支承柱熱電偶支承柱(3)導(dǎo)向管支承板它是一個(gè)焊接構(gòu)件，由一塊厚板、一個(gè)法蘭和一個(gè)環(huán)形段組成。在厚板上固定著棒束控制導(dǎo)向管、熱電偶導(dǎo)管和熱電偶管座。環(huán)形段固定在厚板上，而厚板與法蘭相連接。該法蘭與堆芯吊籃上法蘭間放置著壓緊彈簧，并且一起被固定在反應(yīng)堆壓力容器和壓力容器頂蓋之間。所有堆芯測(cè)溫?zé)犭娕紝?dǎo)管集裝到4個(gè)熱電偶管座上，四個(gè)管座固定在導(dǎo)向管支撐板上，并通過(guò)壓力容器頂蓋上的管座及管座頂端的密封機(jī)構(gòu)穿出壓力容器。

導(dǎo)向管支承板導(dǎo)向管支撐板(3)導(dǎo)向管支承板它是一個(gè)焊接構(gòu)件，由一塊厚板、一個(gè)法蘭和一導(dǎo)向管支承板俯視圖導(dǎo)向管支承板俯視圖(4)棒束控制導(dǎo)向管控制棒束通過(guò)此導(dǎo)向管插入堆芯。導(dǎo)向管由上下兩部分組成，并用螺釘將它們一起固定在導(dǎo)向管支承板上。導(dǎo)向管的下端有兩個(gè)銷(xiāo)釘，將其插入堆芯上柵格板上的銷(xiāo)孔中來(lái)定位。導(dǎo)向管的主要部分是方形管盒，包含有間斷的導(dǎo)向板和流水孔槽，下部是開(kāi)口的異形鋼管帶有連結(jié)的導(dǎo)向組件。(4)棒束控制導(dǎo)向管控制棒束通過(guò)此導(dǎo)向管插入堆芯。3、反應(yīng)堆堆內(nèi)測(cè)量支承結(jié)構(gòu)堆芯冷卻劑出口溫度測(cè)量裝置的支承，溫度測(cè)量裝置布置在反應(yīng)堆的上部。堆芯中子通量測(cè)量裝置的支承，中子通量測(cè)量裝置布置在反應(yīng)堆的下部。3、反應(yīng)堆堆內(nèi)測(cè)量支承結(jié)構(gòu)堆芯冷卻劑出口溫度測(cè)量裝置的支承，4.堆芯結(jié)構(gòu)4.1堆芯布置4.2燃料組件4.3燃料元件棒4.4其它堆芯組件4.5大亞灣核電站改進(jìn)型燃料4.堆芯結(jié)構(gòu)4.1堆芯布置4.1堆芯布置反應(yīng)堆的核心部件，高溫?zé)嵩础?qiáng)輻射源157個(gè)幾何形狀和機(jī)械結(jié)構(gòu)完全相同的燃料組件，構(gòu)成一個(gè)高3.65m，等效直徑3.04m的準(zhǔn)圓柱狀核反應(yīng)區(qū)。在典型的燃料管理方案中，初始堆芯分成三個(gè)燃料濃集度不同的區(qū)，在堆芯外區(qū)放置濃集度較高的燃料組件，濃集度較低的燃料組件以棋盤(pán)的形式排列在堆芯的內(nèi)區(qū)。1區(qū)53個(gè)組件，濃集度1.8%；2區(qū)52個(gè)組件，濃集度2.4%；3區(qū)52個(gè)組件，濃集度為3.1%。通常每年進(jìn)行一次換料，每次換料更換1/3燃料組件，達(dá)到平衡換料時(shí)新燃料的濃集度為3.25%。4.1堆芯布置反應(yīng)堆的核心部件，高溫?zé)嵩础?qiáng)輻射源4.1堆芯布置4.1堆芯布置4.1堆芯布置157個(gè)燃料組件（每個(gè)燃料組件17*17的正方形）三種不同富集度的燃料分區(qū)布置1區(qū)：53個(gè)，1.8%，內(nèi)區(qū)2區(qū)：52個(gè)，2.4%，內(nèi)區(qū)3區(qū)：52個(gè)，3.1%，外區(qū)4.1堆芯布置157個(gè)燃料組件（每個(gè)燃料組件17*17的正4.2燃料組件17X17型燃料組件，289個(gè)柵元，24根導(dǎo)向管，1根中子通量測(cè)量管，264根燃料棒共157個(gè)燃料組件無(wú)盒，帶指形控制組件組件內(nèi)燃料元件棒按正方形排列組件總重約650kg燃料組件的組成燃料元件棒控制棒導(dǎo)向管中子通量測(cè)量管控制棒組件上管座上格架中間格架下格架下管座4.2燃料組件17X17型燃料組件，289個(gè)柵元，24根導(dǎo)燃料芯塊燃料棒燃料組件燃料芯塊燃料棒燃料組件4.3燃料元件棒燃料元件棒組成：燃料芯塊燃料包殼壓緊彈簧上端塞下端塞上端塞包殼芯塊下端塞

燃料元件是產(chǎn)生核裂變并釋放熱量的部件。271塊燃料芯塊。它的長(zhǎng)為3852mm，外徑9.5mm,棒間間距為12.6mm。二氧化鈾芯塊疊置在鋯-4合金包殼管中，裝上端塞，把燃料封焊在里面，從而構(gòu)成燃料棒。限制燃料和包殼的使用溫度（2000-2450℃至350℃）MDNBR>=1.22充氦氣(2MPa)：改善燃料芯塊-包殼之間的傳熱減少冷卻劑壓力對(duì)包殼形成的壓應(yīng)力,可以減少包殼的蠕變，從而限制燃料-包殼的相互作用

壓緊彈簧4.3燃料元件棒燃料元件棒組成：上端塞包殼芯塊下端塞燃料4.3燃料元件棒－燃料芯塊燃料芯塊

制作：由低富集度的二氧化鈾粉末經(jīng)冷壓，燒結(jié)成所需要密度的陶瓷型芯塊，經(jīng)滾磨成一定尺寸（直徑8.19mm，高度13.5mm）的正圓柱體。外形：正圓柱體，芯塊端面成蝶形+倒角UO2芯塊屬于穩(wěn)定的化合物，與水在高溫下不發(fā)生反應(yīng)，熔化溫度高達(dá)2800℃，燃耗可達(dá)33000MWd/tU以上UO2芯塊的缺點(diǎn)是密度低（～10.4g/cm3）；導(dǎo)熱性差；釋放裂變氣體使包殼內(nèi)壓在燃料壽期末高達(dá)150大氣壓；高溫、輻照下會(huì)膨脹、致密、龜裂。二氧化鈾導(dǎo)熱率小，致使鈾芯溫度遠(yuǎn)比芯塊周邊溫度高（徑向溫度梯度﹥1000℃/cm）。NuclearFuel4.3燃料元件棒－燃料芯塊燃料芯塊制作：由低富集度的二氧4.3燃料元件棒－燃料芯塊環(huán)脊描述：燃料包殼上竹節(jié)狀隆起起因：由于燃料的熱膨脹分均勻和非均勻兩部分。由溫度梯度存在時(shí)，有限圓柱體內(nèi)部的溫度比外部的溫度高得多，因而內(nèi)部伸長(zhǎng)比外部大，結(jié)果使圓柱形芯塊成為“扯鈴”狀。燃料元件受到輻照后，變成扯鈴狀，造成元件棒沿軸向每隔一定距離就發(fā)生“環(huán)脊”現(xiàn)象。圓柱狀扯鈴狀竹節(jié)狀4.3燃料元件棒－燃料芯塊環(huán)脊描述：燃料包殼上竹節(jié)狀隆起圓燃料芯塊兩個(gè)端面為什么要加工成碟形？端頭為什么要加工成倒角？在功率運(yùn)行時(shí)，二氧化鈾芯塊內(nèi)存在10000C/cm以上的溫度梯度，在該溫度梯度作用下（圓柱體內(nèi)部的溫度比外部的溫度高得多)，圓柱形的燃料芯塊變成“扯鈴”形狀；而且輻照也是形成環(huán)脊變形的重要原因。為了減小芯塊在溫度和輻照作用下的膨脹和腫脹，減少芯塊與包殼的相互作用，導(dǎo)致重疊放置的芯塊總長(zhǎng)度增加，兩端面做成蝶形。為了避免端頭邊緣與包殼之間產(chǎn)生局部應(yīng)力，在邊緣處加工成倒角。4.3燃料元件棒－燃料芯塊燃料芯塊兩個(gè)端面為什么要加工成碟形？端頭為什么要加工成倒角？芯塊密度-影響到熱系數(shù)密度高是好的：可以使芯塊的溫度下降；但是低密度芯塊亦有利：高燃耗下，為了減小腫脹需要有氣孔實(shí)踐中一般認(rèn)為目前芯塊密度是理論密度（10.98g/cm3）的92%-95%；現(xiàn)代壓水堆都取95%UO2理論密度為芯塊的密度。大亞灣核電廠的芯塊密度為10.4g/cm3。4.3燃料元件棒－燃料芯塊芯塊密度-影響到熱系數(shù)密度高是好的：可以使芯塊的溫度下降；4采用粉末壓制的制塊工藝并加入一些制孔劑為獲得合適的芯塊顯微結(jié)構(gòu)，使燒結(jié)后芯塊內(nèi)部存在—些細(xì)孔，即可以容納絕大部分裂變氣體，又使芯塊致密化效應(yīng)減至最少。致密化效應(yīng)：燃料芯塊在低燃耗時(shí)芯塊的體積可能因輻照而收縮稱(chēng)為密實(shí)現(xiàn)象，可能導(dǎo)致包殼的塌陷。試驗(yàn)表明，采用大晶粒、并盡量減少小于2μm以下的氣孔的芯塊芯塊端面呈淺碟形和芯塊內(nèi)部存在細(xì)孔這兩項(xiàng)措施，對(duì)于防止燃料芯塊的輻照腫脹引起包殼蠕變導(dǎo)致包殼破損也有明顯的良好效果。4.3燃料元件棒－燃料芯塊采用粉末壓制的制塊工藝并加入一些制孔劑為獲得合適的芯塊顯微結(jié)三道屏障的第一道屏障材料：鋯-4合金包殼外徑9.5mm壁厚(0.57mm)的考慮：結(jié)構(gòu)強(qiáng)度：抵抗冷卻劑的外壓，不發(fā)生倒塌而保持其形狀；隨著燃耗的加深，包殼管因燃料腫脹和裂變氣體壓力而造成的周向變形，不應(yīng)該超過(guò)經(jīng)驗(yàn)所確定的極限值。腐蝕：氫脆效應(yīng)，到燃料壽期末包殼的吸氫量不得超過(guò)容許值包殼的腐蝕量不得大到破壞包殼材料完整性程度。（<10%）M5合金：鋯－1％鈮－氧合金Zr－4相比，腐蝕量1/4,吸氫量1/6,輻照生長(zhǎng)1/2，熱蠕變1/3。不吸收中子良好的機(jī)械性能（抗蠕變性能和延展性）正常運(yùn)行時(shí)不與水發(fā)生反應(yīng)熔點(diǎn)高（1800℃）－1250T>820℃,鋯水反應(yīng)，釋放熱量和氫氣。失水事故要注意燃料元件包殼4.3燃料元件棒－燃料芯塊三道屏障的第一道屏障燃料元件包殼4.3燃料元件棒－燃料芯塊鋯的氫脆效應(yīng)Zr+H——>ZrH，ZrH使材料性能變脆，即氫脆效應(yīng)。措施控制芯塊的含水量UO2容易從周?chē)账?，在反?yīng)堆啟動(dòng)后，燃料吸收的水分將釋放出來(lái)，并在輻照作用下分解為氫氧根和氫，其中氫被鋯合金吸收形成氫化鋯。規(guī)定每3.66m不得超過(guò)60mg的含水量或每塊芯塊的含水量不得超過(guò)10ppm。4.3燃料元件棒－燃料芯塊鋯的氫脆效應(yīng)Zr+H——>ZrH，ZrH使材料性能變脆，即集氣空腔和充填氣體芯塊與包殼間留有軸向空腔和徑向間隙(0.085mm)補(bǔ)償軸向熱膨脹和腫脹容納裂變氣體為了防止燃料棒在運(yùn)輸、吊裝和運(yùn)行過(guò)程中芯塊在包殼內(nèi)竄動(dòng)，在軸向空腔處裝入壓緊彈簧。預(yù)充壓技術(shù)2MPa的氦氣防止包殼管的蠕變塌陷改善燃料元件的傳熱性能降低運(yùn)行過(guò)程中包殼管的內(nèi)外壓差，當(dāng)燃料元件棒工作到接近壽期終了時(shí)，包殼管內(nèi)氦氣加上裂變氣體的總壓力同包殼管外面冷卻劑的工作壓力值相近。4.3燃料元件棒－燃料芯塊集氣空腔和充填氣體芯塊與包殼間留有軸向空腔和徑向間隙(0.04.3燃料元件棒－其它部件隔熱片隔熱片又叫芯塊支承板，用來(lái)減小燃料芯塊的軸向傳熱，減小端塞熱應(yīng)力和壓緊彈簧的溫度。材料為三氧化二鋁陶瓷片，置于燃料芯塊組合體的兩端。壓緊彈簧壓緊彈簧用來(lái)防止芯塊在運(yùn)輸、吊裝過(guò)程中軸向竄動(dòng)。一般用鎳基不銹鋼作材料，置于包殼管內(nèi)上端塞與上部隔熱片之間空腔內(nèi)。端塞燃料棒的上下部用端塞與包殼管焊接密封，以防止氦氣及裂變氣體逸出，冷卻劑進(jìn)入，同時(shí)使壓緊彈簧產(chǎn)生預(yù)壓力，壓住隔熱片和燃料芯塊。另外，在組件組裝時(shí)端塞有上下抽插的用途。上端塞有一個(gè)進(jìn)氣孔，以便在燃料棒制成后進(jìn)行充氣，隨后將其焊接密封。4.3燃料元件棒－其它部件隔熱片4.4其它堆芯組件核燃料組件的“骨架”結(jié)構(gòu)功能:確保燃料組件的剛度和強(qiáng)度，承受整個(gè)組件的重量，流體力產(chǎn)生的振動(dòng)和壓力波動(dòng)，承受控制棒快速落棒時(shí)的沖擊力，并作為控制棒導(dǎo)向，保證組件在堆內(nèi)可靠地工作和燃料裝卸及運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

包括定位格架控制棒導(dǎo)向管中子通量測(cè)量管下管座上管座4.4其它堆芯組件核燃料組件的“骨架”結(jié)構(gòu)功能:包括4.4其它堆芯組件-上管座上管座外形：一個(gè)箱式結(jié)構(gòu)作用：燃料組件上部構(gòu)件并構(gòu)成了一個(gè)水腔，加熱了的冷卻劑由燃料組件上管座流向堆芯上柵格板的流水孔上管座還構(gòu)成燃料組件的相關(guān)部件的護(hù)罩組成：承接板（304型不銹鋼）圍板（304型不銹鋼）頂板（304型不銹鋼）四個(gè)板彈簧（因科鎳718）相配的零件（304型不銹鋼）

上管座板彈簧圍板頂板承接板圍板4.4其它堆芯組件-上管座上管座外形：一個(gè)箱式結(jié)構(gòu)上管座4.4其它堆芯組件-上管座承接板呈正方形，上面加工了許多長(zhǎng)孔讓冷卻劑流經(jīng)此板加工成的圓形孔用于與導(dǎo)向管相連承接板起燃料組件上格板的作用，即使燃料棒保持一定的柵距又能防止燃料棒從組件中向上彈出。圍板、頂板圍板是正方形薄壁管式殼體，它組成了管座的水腔。頂板是正方形中心帶孔的方板，以便控制棒束通過(guò)管座插入燃料組件的導(dǎo)向管，并使冷卻劑從燃料組件導(dǎo)入上部堆內(nèi)構(gòu)件區(qū)域。頂板的對(duì)角線上有兩個(gè)帶有直通孔的凸臺(tái)，它們使燃料組件頂部定位和對(duì)中。與下管座相似，上管座頂板上的定位孔與堆芯上柵格板的定位銷(xiāo)相配合。板彈簧板彈簧通過(guò)鎖緊螺釘固定在頂板上。彈簧的形狀為向上彎曲凸出燃料組件，而自由端彎曲朝下插入頂板的鍵槽內(nèi)當(dāng)堆內(nèi)構(gòu)件入堆時(shí)，堆芯上柵格板將板彈簧壓下引起彈簧撓曲而產(chǎn)生的壓緊力將足以抵消冷卻劑的水流沖力。板彈簧的設(shè)計(jì)及其與上管座頂板鍵槽的配合使得在彈簧斷裂這種概率極小的事故情況下，既可防止零件松脫掉入堆內(nèi)，又能防止彈簧的任何一端卡入控制棒的通道，這就避免了棒束控制組件正常運(yùn)動(dòng)中可能發(fā)生阻礙的危險(xiǎn)。

4.4其它堆芯組件-上管座承接板呈正方形，圍板、頂板圍板是4.4其它堆芯組件-上管座4.4其它堆芯組件-上管座4.4其它堆芯組件-下管座下管座下管座外形：一個(gè)正方形箱式結(jié)構(gòu)作用：它起著燃料組件底部構(gòu)件的作用，又對(duì)流入燃料組件的冷卻劑起著流量分配作用。組成：一塊方形孔板：起冷卻劑流量分配的作用，又使燃料棒不能通過(guò)孔板。

四個(gè)支撐腳：支撐腳焊在方形孔板上形成一個(gè)水腔，以供冷卻劑流入燃料組件。材料：都用304型不銹鋼制造。4.4其它堆芯組件-下管座下管座下管座外形：導(dǎo)向管與下管座的連接導(dǎo)向管與下管座的連接借助其螺紋塞頭來(lái)實(shí)現(xiàn)，螺紋塞頭的端部帶有一個(gè)卡緊的薄壁圓環(huán)，用脹管工具使圓環(huán)機(jī)械地變形并鑲?cè)牍茏鶅?nèi)帶凹槽的扇形孔中；螺紋塞頭旋緊在鋯合金端塞的螺孔中將導(dǎo)向管鎖緊在下管座中。

4.4其它堆芯組件-下管座導(dǎo)向管與下管座的連接導(dǎo)向管與下管座的連接借助其螺紋塞頭來(lái)實(shí)現(xiàn)定位格架燃料組件中，燃料棒沿長(zhǎng)度方向由八層格架夾住定位，這種定位使棒的間距在組件的設(shè)計(jì)壽期內(nèi)得以保持。格架的夾緊力設(shè)計(jì)：既使可能發(fā)生的振動(dòng)磨蝕到最小又允許有不同的熱膨脹滑移也不致引起包殼的超應(yīng)力。格架材料由鋯-4合金條帶制成格架形狀呈l7×17正方柵格排列4.4其它堆芯組件-定位格架定位格架燃料組件中，燃料棒沿長(zhǎng)度方向由八層格架夾住定位，這種4.4其它堆芯組件-定位格架定位格架的具體結(jié)構(gòu)條帶的交叉處用電子束焊雙邊點(diǎn)焊連接。外條帶比內(nèi)條帶厚，內(nèi)條帶的端部焊在外條帶上。在格架的四周外條帶的上緣設(shè)有導(dǎo)向翼，并按照避免裝卸操作時(shí)相鄰組件的格架相互干擾的方式來(lái)布置。定位格架點(diǎn)焊在導(dǎo)向管上與其相連。4.4其它堆芯組件-定位格架定位格架的具體結(jié)構(gòu)條帶的交叉處燃料棒在定位格架的固定在格架柵元中，燃料棒的一邊由彈簧施力，另一邊頂住鋯合金條帶上沖出的兩個(gè)剛性凸起，兩邊的力共同作用使棒保持中心位置。彈簧力是由跨夾在鋯合金條帶上的因科鎳718制的彈簧夾子產(chǎn)生的，并在上下相接面上點(diǎn)焊，以把條帶全部圍起來(lái)。最終成形的彈簧組合件形成兩個(gè)相背的彈簧分別頂住相鄰柵元的兩根燃料棒，這樣，彈簧作用在條帶上的力自然抵消了，也就減少了格架的應(yīng)力。4.4其它堆芯組件-定位格架燃料棒在定位格架的固定在格架柵元中，燃料棒的一邊由彈簧施力，攪混翼彈簧定位格架是壓水堆燃料組件的關(guān)鍵部件之一。定位格架設(shè)計(jì)的好，可以提高反應(yīng)堆出力或增加反應(yīng)堆熱工安全裕量。在高通量區(qū)的六個(gè)格架（即從下至上第2至第7個(gè)格架）在內(nèi)條帶上還設(shè)置有攪混翼，以促進(jìn)冷卻劑流的混合，有利于燃料棒的冷卻和傳熱。但是在下述部位的情況不同：外條帶上只有剛性凸起在導(dǎo)向管柵元里不需要設(shè)置彈簧定位格架通過(guò)條帶上的調(diào)節(jié)片直接點(diǎn)焊在導(dǎo)向管上與之相連。4.4其它堆芯組件-定位格架攪混翼彈簧定位格架是壓水堆燃料組件的關(guān)鍵部件之一。定位格架設(shè)4.4其它堆芯組件-控制棒導(dǎo)向管控制棒導(dǎo)向管在標(biāo)準(zhǔn)的17×17燃料組件中，導(dǎo)向管占據(jù)24個(gè)柵元作用：為控制棒插入和提出提供了導(dǎo)向的通道材料：由一整根鋯-4合金管子制成其下段在第一和第二格架之間直徑縮小，在緊急停堆時(shí)，當(dāng)控制棒在導(dǎo)向管內(nèi)接近行程底部時(shí)，它將起緩沖作用流水孔：冷卻控制棒4.4其它堆芯組件-控制棒導(dǎo)向管控制棒導(dǎo)向管在標(biāo)準(zhǔn)的17×控制棒導(dǎo)向管的緩沖段以保證控制棒的沖擊速度被限制在棒束控制組件最大的容許速度之內(nèi)，又使緩沖段內(nèi)因減速而產(chǎn)生的最大壓力引起導(dǎo)向管的應(yīng)力不超過(guò)最大許用應(yīng)力。緩沖段的過(guò)渡區(qū)呈錐形，以避免管徑過(guò)快變化，在過(guò)渡區(qū)上方開(kāi)有流水孔，正常運(yùn)行時(shí)有一定的冷卻水流入管內(nèi)進(jìn)行冷卻，緊急停堆時(shí)水能部分地從管內(nèi)流出。緩沖段以下在第一層格架的高度處，導(dǎo)向管擴(kuò)徑至正常管徑，使這層格架與上面各層格架以相同的方式與導(dǎo)向管相連。4.4其它堆芯組件-控制棒導(dǎo)向管控制棒導(dǎo)向管的緩沖段以保證控制棒的沖擊速度被限制在棒束控制組4.4其它堆芯組件-中子通量管中子通量測(cè)量管放在燃料組件中心位置的通量測(cè)量管用來(lái)容納堆芯通量探測(cè)儀的鋼護(hù)套管。通量測(cè)量管由鋯-4合金制成，直徑上下一致，其在格架中的固定方法與導(dǎo)向管相同。4.4其它堆芯組件-中子通量管中子通量測(cè)量管4.5大亞灣核電站改進(jìn)型燃料AFA3G和AFA2G相比，主要改進(jìn)的技術(shù)特點(diǎn)有：上、下管座高度分別縮短3.55mm和8mm，增加了上、下管座間的內(nèi)部距離，為燃料棒氣腔增長(zhǎng)提供了空間；優(yōu)化結(jié)構(gòu)格架設(shè)計(jì)并增加了三個(gè)中間攪混格架(MSMG)，較大地增加了熱工裕量；增加了導(dǎo)向管厚度(含中子通量管)，使燃料組件剛度增加了25%～30%，克服了組件彎曲而引起的控制棒不完全插入的問(wèn)題；燃料棒和其氣腔的長(zhǎng)度分別增加了15.6mm和16.3mm；制造狀態(tài)下氣腔的內(nèi)壓降低了1.1MPa，包殼材料改用M5（Zr-1%,Nb鈮-0.12%O），其氧化、氫化、燃料棒輻照生長(zhǎng)和蠕變分別是Zr-4包殼的1/3、1/6、1/2和1/3。明顯地提高了燃料棒的可靠性；采用Gd2O3

作可燃毒物。4.5大亞灣核電站改進(jìn)型燃料AFA3G和AFA2G4.5大亞灣核電站改進(jìn)型燃料4.5大亞灣核電站改進(jìn)型燃料5控制棒組件與其它組件5.1概述5.2控制棒組件5.3可燃毒物組件5.4中子源組件5.5阻力塞5控制棒組件與其它組件5.1概述5.1概述

總體而言，每個(gè)控制棒組件、可燃毒物組件以及中子源組件在燃料組件中的位置是類(lèi)似的，都是都占據(jù)燃料組件中除去燃料元件的264個(gè)位置和一個(gè)中子測(cè)量通道以外的的24個(gè)位置?？刂瓢艚M件：G棒、R棒與N棒數(shù)目始終不變，但S棒數(shù)目會(huì)隨換料周期有變化中子源組件：初級(jí)中子源只在第一循環(huán)使用，第二循環(huán)之后取出；次級(jí)中子源一直保留可燃毒物組件：只在第一循環(huán)使用，之后取出阻力塞：除去有控制棒與這些組件以外的位置全部用阻力塞塞住。5.1概述總體而言，每個(gè)控制棒組件、可燃毒物組件以及每一種組件都包括：一個(gè)壓緊組件形成的支承結(jié)構(gòu)。四種堆芯相關(guān)組件的壓緊組件結(jié)構(gòu)都是相同的，它放置在燃料組件上管座的承接板上。24根棒束。每根棒的上端塞先用螺紋擰緊到壓緊組件上，然后用銷(xiāo)釘定位，最后將銷(xiāo)釘焊接固定。堆芯相關(guān)組件結(jié)構(gòu)5.1概述每一種組件都包括：堆芯相關(guān)組件結(jié)構(gòu)5.1概述壓緊組件材料：零部件全部用304型不銹鋼制造。底板：底板上鉆有固定可燃毒物棒、中子源棒和阻力塞的螺紋孔，有留有冷卻劑流經(jīng)的通道。底板承放在燃料組件上管座的承接板上，而在這兩塊板之間留有水流通過(guò)的空間。彈簧導(dǎo)向筒：與底板相焊，為內(nèi)外兩圈螺旋形壓緊彈簧提供橫向支承。軛板：由彈簧導(dǎo)向筒的槽溝內(nèi)滑動(dòng)的兩個(gè)銷(xiāo)釘定位和導(dǎo)向，軛板與彈簧導(dǎo)向筒配合并且當(dāng)上部堆芯板就位時(shí)，通過(guò)軛板壓縮壓緊彈簧，使堆芯相關(guān)組件定位。

5.1概述壓緊組件材料：零部件全部用304型不銹鋼制造。5.1概述星形架的結(jié)構(gòu)中心轂環(huán)：轂環(huán)上端加上多道凹槽，以便與傳動(dòng)軸相嚙合并供吊裝用，轂環(huán)底端為一體的圓筒。彈簧(用因科鎳718制)：與轂環(huán)底端成整體的圓筒中設(shè)置有彈簧組件，以便在緊急停堆時(shí)，當(dāng)棒束控制組件與燃料組件上管座的連接板相撞擊時(shí)吸收沖擊能量。固定彈簧用的螺柱及彈簧托環(huán)（用A1S1630不銹鋼制）與轂環(huán)之間用螺紋連接，然后施焊，以保證運(yùn)行時(shí)無(wú)故障。翼片下部呈圓筒形的指狀物星形架的所有部件（除彈簧及托環(huán)外）均用304型不銹鋼制造。5.1概述星形架的結(jié)構(gòu)中心轂環(huán)：轂環(huán)上端加上多道凹槽，以便與傳動(dòng)軸相5.1概述吸收劑棒與星形架的連接吸收劑棒固定在星形架的指狀物上：棒與指狀物之間先用螺紋連接，然后用銷(xiāo)釘保持接點(diǎn)緊固，最后將銷(xiāo)釘焊接固定，以保證無(wú)故障運(yùn)行。5.1概述吸收劑棒與星形架的連接吸收劑棒固定在星形架的指5.1概述第一燃料周期后續(xù)（第2—6）燃料周期第7周期后類(lèi)型數(shù)目組別組件數(shù)類(lèi)型數(shù)目組別組件數(shù)類(lèi)型數(shù)目組別組件數(shù)控制36G14控制36G14控制36G14G28G28G28N18N18N18N28N28N28R8R8R8停堆13SA1停堆17SA5停堆25SA5SB8SB8SB8SC4SC4SC4SD0SD0SD8控制組件總數(shù)49控制組件總數(shù)53控制組件總數(shù)61可燃毒物組件總數(shù)66可燃毒物組件總數(shù)0可燃毒物組件總數(shù)0初級(jí)中子源總數(shù)2初級(jí)中子源總數(shù)0初級(jí)中子源總數(shù)0次級(jí)中子源總數(shù)2次級(jí)中子源總數(shù)2次級(jí)中子源總數(shù)2阻力塞總數(shù)38阻力塞總數(shù)102阻力塞總數(shù)945.1概述第一燃料周期后續(xù)（第2—6）燃料周期第7周期后5.2控制棒組件功能控制棒組件用來(lái)控制反應(yīng)堆：控制核裂變的反應(yīng)性啟動(dòng)和停止反應(yīng)堆（S棒）調(diào)整反應(yīng)堆功率（R棒/G棒/N棒）在事故工況下依靠它快速下插使反應(yīng)堆在極短的時(shí)間內(nèi)緊急停堆，以保證反應(yīng)堆安全。控制棒組件的安全等級(jí)為三級(jí)。5.2控制棒組件功能控制棒組件用來(lái)控制反應(yīng)堆：控制棒組件的5.2控制棒組件控制棒設(shè)計(jì)的基本原則安全可靠、機(jī)動(dòng)靈活及不對(duì)堆內(nèi)功率分布產(chǎn)生過(guò)大的擾動(dòng)。為實(shí)現(xiàn)安全可靠原則，控制棒應(yīng)有足夠大的總價(jià)值，能可靠地達(dá)到緊急停堆的要求，特別是在“卡棒”條件下，即有一束最大價(jià)值的控制棒“卡”在堆頂不下落的條件下，也能實(shí)現(xiàn)安全停堆。為實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)靈活的原則，微分價(jià)值不能太小，以快速控制功率的意外波動(dòng)。微分價(jià)值也不能太大，否則會(huì)給彈棒事故帶來(lái)嚴(yán)重后果?？刂瓢舨捎脭?shù)量多、尺寸小的設(shè)計(jì)原則，以減少控制棒移動(dòng)對(duì)堆芯功率分布的影響。（滿(mǎn)足卡棒原則及功率分布）

設(shè)計(jì)能保證：在棒束控制組件或其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的任何零部件發(fā)生故障時(shí)，都能防止組件由堆芯彈出。棒束控制組件的設(shè)計(jì)壽命為l5年，壽命只受燃耗的限制而不受機(jī)械性能劣化的限制。5.2控制棒組件控制棒設(shè)計(jì)的基本原則安全可靠、機(jī)動(dòng)靈活及不5.2控制棒組件兩種控制棒類(lèi)型大亞灣核電站采用兩種類(lèi)型的吸收劑棒：黑棒：黑棒的吸收劑材料為銀一銦一鎘合金，重量百分比分別為80％、l5%和5%。這種合金做成擠壓成形的芯塊，封裝在不銹鋼包殼內(nèi)，兩端有鎢極惰性氣體保護(hù)焊接的端塞，防止吸收劑材料與冷卻劑接觸。黑棒束控制組件所含的24根吸收劑棒都是黑棒。

灰棒：灰棒的吸收劑材料為不銹鋼，吸收中子的能力較小?；业陌羰刂平M件只含有8根黑棒，其余16根為鋼棒。

灰棒控制模式（G1，G2）5.2控制棒組件兩種控制棒類(lèi)型大亞灣核電站采用兩種類(lèi)型的吸5.2控制棒組件大亞灣核電站控制棒分組的原則及各控制棒組的作用根據(jù)各棒組的功能進(jìn)行分組：停堆棒組（或稱(chēng)安全棒組）：（SA=5,SB=8,SC=4,SD=8）反應(yīng)性?xún)r(jià)值較大，專(zhuān)門(mén)用于事故停堆，一般要求其總價(jià)值大于堆內(nèi)的剩余反應(yīng)性。功率補(bǔ)償組：（G1=4,G2=8,N1=8,N2=8）反應(yīng)性?xún)r(jià)值適中，用于功率粗略調(diào)節(jié)及補(bǔ)償部分剩余分應(yīng)性。溫度調(diào)節(jié)組：（R=8）用于反應(yīng)性功率細(xì)調(diào)，以補(bǔ)償冷卻劑平均溫度效應(yīng)、硼濃度及空泡效應(yīng)等小反應(yīng)性變化的影響。但在事故停堆時(shí)，功率補(bǔ)償棒組和溫度調(diào)節(jié)棒組也一并下落，每組棒都具有安全棒組的功能。各棒組應(yīng)考慮均勻分布及中心對(duì)稱(chēng)分布。以避免提升一組控制棒時(shí)造成較大的象限功率傾斜。當(dāng)控制棒組件完全從堆芯抽出時(shí)(即最高位置)，吸收劑棒的總長(zhǎng)度能夠保證棒的下端仍保持在導(dǎo)向套管之內(nèi)，使吸收劑棒和導(dǎo)向套管保持對(duì)中。5.2控制棒組件大亞灣核電站控制棒分組的原則及各控制棒組的5.2控制棒組件棒束控制組件的組成包括一組24根吸收劑棒用作吸收劑棒支承結(jié)構(gòu)的星形架；星形架與安置在反應(yīng)堆容器封頭上的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸相嚙合。每一棒束控制組件有其本身的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可單獨(dú)動(dòng)作或若干控制組件編組動(dòng)作。在緊急停堆時(shí)，每一棒束控制組件靠重力快速插入準(zhǔn)芯，以防止發(fā)生對(duì)電站有害的運(yùn)行工況。5.2控制棒組件棒束控制組件的組成包括5.2控制棒組件5.2控制棒組件下端塞上端塞不銹鋼包殼彈簧控制棒的結(jié)構(gòu)黑棒與灰棒結(jié)構(gòu)相似。下端塞呈子彈頭形狀，以便在棒束控制組件移動(dòng)時(shí)，吸收劑棒平穩(wěn)地導(dǎo)向進(jìn)入燃料組件中的導(dǎo)向管。吸收劑棒的上端塞具有螺紋端頭，以便與星形架的指狀物相連接。銀—銦—鎘或不銹鋼的砌塊在不銹鋼包殼內(nèi)，上端塞下面由預(yù)緊的螺圈形彈簧壓緊定位。5.2控制棒組件下端塞上端塞不銹鋼包殼彈簧控制棒的結(jié)構(gòu)黑棒與灰棒結(jié)構(gòu)相似。55.2控制棒組件束棒型控制棒的優(yōu)點(diǎn)棒徑細(xì)，數(shù)量多、吸收材料均勻分布在堆芯中，使堆芯內(nèi)中子注量率及功率分布更為均勻。由于單根控制棒細(xì)而長(zhǎng)，增大了柔性，在保證控制棒導(dǎo)向管對(duì)中的前提下，可相對(duì)放寬裝配工藝要求，而不致引起卡棒；由于提高控制棒材料的吸收率，大大減少了控制棒的總重量。由于棒徑小，所以控制棒提升時(shí)所留下的水隙對(duì)功率分布畸變影響小。不需另設(shè)擠水棒，從而簡(jiǎn)化堆內(nèi)結(jié)構(gòu)，降低了反應(yīng)堆壓力容器的高度。5.2控制棒組件束棒型控制棒的優(yōu)點(diǎn)棒徑細(xì)，數(shù)量多、吸收材料5.3可燃毒物組件

為了減少控制棒數(shù)量，加深燃料燃耗深度，降低堆芯功率不均勻系數(shù)，在電站壓水堆中同時(shí)采用調(diào)節(jié)控制棒組件和改變慢化劑（冷卻劑）水中硼濃度兩種控制方式。但是，慢化劑水在不含吸收體硼狀態(tài)下，隨著水溫升高體積膨脹密度下降，會(huì)使反應(yīng)性減少，呈負(fù)溫度效應(yīng)。而慢化劑中加入硼酸后，同時(shí)還會(huì)隨水溫升高水中硼隨慢化劑體積膨脹部分被排出堆芯，出現(xiàn)正反應(yīng)性效應(yīng)。因此當(dāng)水中硼超過(guò)某一濃度值，兩者的綜合效應(yīng)使反應(yīng)堆呈正反應(yīng)性溫度效應(yīng)時(shí)，將會(huì)影響堆的自穩(wěn)調(diào)節(jié)性能。為此，通常將慢化劑水中硼限制在某一濃度范圍內(nèi)，以確保堆的負(fù)溫度效應(yīng)。然而新堆首次裝料后的后備反應(yīng)性卻很高，控制棒組件和慢化劑中硼吸收體還不足以抑制住堆的這部分正反應(yīng)性，因此必須要采取其他妥善的安全措施。壓水堆的可燃毒物棒組件，即是用來(lái)限制新燃料在第一運(yùn)行循環(huán)內(nèi)引起的過(guò)剩反應(yīng)性。隨著反應(yīng)堆的運(yùn)行，燃料的不斷消耗，剩余反應(yīng)性的減少，此時(shí)可燃毒物也相應(yīng)較快地消耗掉。待反應(yīng)堆進(jìn)行第一次換料時(shí)，即可將這些可燃毒物取走?？扇级疚镌诙褍?nèi)布置較靈活，可以利用它進(jìn)一步改善堆功率分布，降低堆功率不均勻系數(shù)，如利用堆芯不同部位燃料組件導(dǎo)向管內(nèi)放置不同數(shù)目的可燃毒物棒來(lái)展平徑向功率分布；將可燃毒物棒有效高度做得較短，使中子吸收集中于活性區(qū)的中下段，以展平軸向功率分布?？扇级疚锇粼谕蝗剂辖M件導(dǎo)向管中，則采取對(duì)稱(chēng)布置，以免出現(xiàn)局部中子峰。5.3可燃毒物組件為了減少控制棒數(shù)量，加深燃料燃可燃毒物棒可燃毒物棒為裝在304型不銹鋼包殼管內(nèi)的一根硼玻璃管（成分為B203十SiO2），硼玻璃管在內(nèi)徑全長(zhǎng)還用薄壁304型管狀內(nèi)襯支承，內(nèi)襯用于防止玻璃管坍塌和蠕變包殼管的兩端（上、下端塞）堵塞住并施密封焊。內(nèi)外包殼之間留有足夠的氣隙空間，以便容納釋放出的氦氣，并限制其內(nèi)壓小于反應(yīng)堆運(yùn)行壓力。硼玻璃管不銹鋼內(nèi)襯管不銹鋼包殼管5.3可燃毒物組件可燃毒物棒可燃毒物棒為裝在304型不銹鋼包殼管內(nèi)的一根硼玻璃5.3可燃毒物組件功能：是降低溶解在一回路冷卻劑水中的硼濃度，保持慢化劑的負(fù)溫度系數(shù)。硼玻璃管式可燃毒物棒組件只用于第一燃料循環(huán)的全新堆芯，所需可燃毒物棒的數(shù)目取決于堆芯的初始總反應(yīng)性。大亞灣核電站的首次堆芯裝有：48個(gè)含l2根可燃毒物棒的組件18個(gè)含l6根可燃毒物棒的組件加上2個(gè)初級(jí)中子源棒組件中的32根共68個(gè)組件共含896根可燃毒物棒在第一次換料時(shí)將全部卸出，換上64個(gè)阻力塞組件和4個(gè)控制棒組件?？扇级疚锝M件的作用及布置5.3可燃毒物組件功能：共68個(gè)組件在第一次換料時(shí)將全部卸5.4中子源組件中子源組件的作用：1.提高堆內(nèi)中子通量水平，增加儀表測(cè)量精度，為堆的安全啟動(dòng)提供可靠的依據(jù)。為了安全啟動(dòng)反應(yīng)堆，必須掌握反應(yīng)堆的次臨界度和堆內(nèi)中子通量的變化情況，以避免因過(guò)快地抽提控制棒或其它方式引入正反應(yīng)性而造成未預(yù)料到的超臨界，而次臨界狀態(tài)的反應(yīng)堆不具有足夠的中子密度來(lái)形成可測(cè)量出的中子通量，所以要在反應(yīng)堆內(nèi)裝入中子源來(lái)提高啟動(dòng)的測(cè)量準(zhǔn)確度和克服測(cè)量上的盲區(qū)，以保證安全。2.在反應(yīng)堆啟動(dòng)時(shí)起“點(diǎn)火”的作用。分初級(jí)中子源組件和次級(jí)中子源組件。5.4中子源組件中子源組件的作用：大亞灣核電站的中子源組件大亞灣核電站第一循環(huán)反應(yīng)堆堆芯使用4個(gè)中子源組件:2個(gè)初級(jí)中子源組件:每個(gè)初級(jí)中子源組件包括：1個(gè)初級(jí)源棒和1個(gè)次級(jí)源棒，16根可燃毒物棒和6個(gè)阻力塞2個(gè)次級(jí)中子源組件:每個(gè)次級(jí)中子源組件包括：4個(gè)次級(jí)源棒和20個(gè)阻力塞棒在后繼循環(huán)只使用兩個(gè)次級(jí)中子源組件，位置不變。在第一次換料時(shí)，將初級(jí)中子源棒卸出，換上套管塞。中子源組件分別插在堆芯內(nèi)沿直徑方向相對(duì)兩側(cè)的靠近源量程核儀表探測(cè)器的燃料組件的控制導(dǎo)向管內(nèi)，如下圖所示。5.4中子源組件大亞灣核電站的中子源組件大亞灣核電站第一循環(huán)反應(yīng)堆堆芯使用4SSSPSPP表示一次源，S表示二次源。

5.4中子源組件SSSPSPP表示一次源，S表示二次源。5.4中子源組件初級(jí)中子源锎-252（252Cf）：發(fā)生自發(fā)裂變釋放中子。初級(jí)中子源的工作壽期為制造后的500至1000天，該壽期與堆芯第一燃料運(yùn)行周期相一致。初級(jí)中子源位于堆芯下部約四分之一高度處。锎-252封裝在雙層鋼套筒內(nèi)，套筒由下部及上部的氧化鋁（AL2O3）制間隔棒定位，裝在不銹鋼包殼內(nèi)，包殼兩端封裝。上端塞頂部加工有螺紋，固定到壓緊組件的底板上去。中子源雙層鋼套筒5.4中子源組件初級(jí)中子源锎-252（252Cf）：發(fā)生自發(fā)裂變釋放中子。中次級(jí)中子源反應(yīng)堆運(yùn)行后，在停堆再啟動(dòng)（或換料再啟動(dòng)）時(shí)，初級(jí)源已衰變完，往往不能再勝任再啟動(dòng)任務(wù)，故堆芯中必須設(shè)置次級(jí)源。次級(jí)中子源棒利用初始非放射性的銻和鈹混合物制成的芯塊，從304型不銹鋼包殼的底部堆砌至棒的中部，上下端塞封裝，里面充氦氣壓力至4.5MPa，以防止堆芯壽期內(nèi)由于冷卻劑壓力而使包殼塌陷。銻和鈹5.4中子源組件次級(jí)中子源反應(yīng)堆運(yùn)行后，在停堆再啟動(dòng)（或換料再啟動(dòng)）時(shí)，初級(jí)次級(jí)中子源的工作原理次級(jí)中子源在堆內(nèi)經(jīng)中子輻照之后，銻-123經(jīng)(n、γ)反應(yīng)生成銻-124，銻-124衰變放出?射線，生成碲-124?射線打擊鈹時(shí)產(chǎn)生中子,而鈹經(jīng)歷(γ、n)反應(yīng)，產(chǎn)生中子并釋放氦原子核至空隙空間。

5.4中子源組件次級(jí)中子源的工作原理次級(jí)中子源在堆內(nèi)經(jīng)中子輻照之后，5.4次級(jí)中子源的布置大亞灣核電站的首次裝料中有2個(gè)次級(jí)中子源棒組件，各有4根次級(jí)中子源棒和20個(gè)阻力塞，加上2根初級(jí)中子源棒組件中的2根次級(jí)中子源棒，共有10根次級(jí)中子源棒。在滿(mǎn)功率運(yùn)行兩個(gè)月之后，它們提供的中子源可在停堆12個(gè)月之后再啟動(dòng)反應(yīng)堆。次級(jí)中子源棒在換料時(shí)保留在堆芯中，一般不需要卸出。

5.4中子源組件次級(jí)中子源的布置大亞灣核電站的首次裝料中有2個(gè)次級(jí)中子源棒組阻力塞是304型不銹鋼材料制的短鋼棒（為減少結(jié)構(gòu)材料的中子有害吸收，阻力塞棒用不銹鋼制成短棒（實(shí)心棒））下端成子彈頭形，上端部的螺紋用來(lái)固定到壓緊組件的底板上去構(gòu)成阻力塞組件。作用：阻力塞組件設(shè)計(jì)用于封閉不帶有棒束控制組件、可燃毒物或啟動(dòng)中子源的燃料組件中的導(dǎo)向管，增加水流阻力，從而減少旁路冷卻劑流。只有阻力塞組件全部24根棒位都是阻力塞。大亞灣核電站的首次裝料含有38個(gè)阻力塞組件。

5.5阻力塞組件阻力塞是304型不銹鋼材料制的短鋼棒（為減少結(jié)構(gòu)材料的中子有控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的功能及安全等級(jí)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是核電站反應(yīng)堆控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)的一種伺服機(jī)構(gòu)，是反應(yīng)堆的重要?jiǎng)幼鞑考?。控制棒?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用來(lái)提升、下降、保持或快插控制棒，以完成反應(yīng)堆啟動(dòng)、調(diào)節(jié)反應(yīng)堆功率、維持功率和停止反應(yīng)堆和事故情況下的快速停堆的功能?？刂瓢趄?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的耐壓殼體為安全一級(jí)部件，其它部件為與安全有關(guān)的部件?？刂瓢趄?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的功能及安全等級(jí)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是核電站反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求

反應(yīng)堆正常運(yùn)行時(shí)，要求棒的移動(dòng)速度緩慢，每秒的行程約為10mm，確保控制棒按設(shè)計(jì)速度提升或下插，動(dòng)作應(yīng)準(zhǔn)確無(wú)誤； 在快速停堆或事故工況時(shí)，要求在得到事故停堆信號(hào)后即能自動(dòng)脫開(kāi)控制棒組件，使后者靠自重快速插入堆芯，從得到信號(hào)到控制棒安全插入堆芯的緊急停堆時(shí)間不超過(guò)2.15s，以保證堆芯運(yùn)行安全。 穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，控制棒能夠被夾持而停留在一定位置上；失去電源時(shí)應(yīng)自動(dòng)落棒。 控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)壽命與反應(yīng)堆壽命相同，壽期末仍應(yīng)具有運(yùn)轉(zhuǎn)能力。 控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行應(yīng)平穩(wěn)，無(wú)異常噪聲，不允許發(fā)生失步、打滑、提不起和卡棒等異常現(xiàn)象。 具有足夠的超載提升能力和抗沖擊耐震動(dòng)的能力。 結(jié)構(gòu)緊湊，裝卸、維修方便，且造價(jià)低廉?？刂瓢趄?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求 反應(yīng)堆正常運(yùn)行時(shí)，要求棒的移動(dòng)速度緩慢PWR采用的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)類(lèi)型磁力提升型絲桿滾子螺母型（或磁阻馬達(dá)型）齒輪齒條型以前在某些壓水堆中，常常同時(shí)選用磁力提升型(驅(qū)動(dòng)全長(zhǎng)控制棒組件)、齒輪齒條型（驅(qū)動(dòng)短棒組件）兩種機(jī)構(gòu)。近年來(lái)，德國(guó)、美、法等國(guó)的商業(yè)壓水堆核電站取消了短棒組件及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，只選用磁力提升型作為全長(zhǎng)控制棒組件的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。PWR采用的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)類(lèi)型磁力提升型以前在某些壓水堆中，磁力提升型控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、磨損小、壽命長(zhǎng)及使用安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)提升力大，壽命長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)性也較好。 當(dāng)按設(shè)計(jì)程序通直流電時(shí)，就能使控制棒上下運(yùn)動(dòng)，并由位置指示器指示其位置。 磁力提升型驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的提升或下插運(yùn)動(dòng)形式不是連續(xù)的，也不可微調(diào)，而是以某一設(shè)計(jì)規(guī)定長(zhǎng)度（稱(chēng)為步距或跨距）階躍式地或稱(chēng)步進(jìn)式地運(yùn)動(dòng)。不過(guò)壓水堆核電站是允許這樣運(yùn)動(dòng)的。磁力提升型控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn) 控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、磨控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在壓力容器頂蓋的上部，其驅(qū)動(dòng)軸穿過(guò)頂蓋伸進(jìn)壓力容器內(nèi)，與控制棒組件星形架的連接柄相連。為了防止高溫高壓的冷卻劑泄漏，控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的密封承壓殼焊接在壓力容器頂蓋的管座上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在殼內(nèi)而控制線圈在殼外?？刂瓢趄?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在壓力容器頂蓋的上部，其驅(qū)動(dòng)軸穿過(guò)頂蓋伸進(jìn)3.5.2控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由五個(gè)部件組成：驅(qū)動(dòng)桿部件、運(yùn)行線圈部件、耐壓管部件、鉤鎖抓持部件、位置指示器部件。下部套管安裝在反應(yīng)堆壓力容器頂蓋的管座之上，用螺紋聯(lián)結(jié)后再用“”密封焊死。整個(gè)機(jī)構(gòu)豎立在反應(yīng)堆容器頂蓋上。與控制棒組件的連接柄相連電纜導(dǎo)管環(huán)首螺栓驅(qū)動(dòng)軸棒行程室密封殼提升線圈移動(dòng)線圈夾持線圈3.5.2控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由五個(gè)部件組成：驅(qū)動(dòng)桿部件、運(yùn)行線圈與控制棒組件的連接柄相連電纜導(dǎo)管環(huán)首螺栓驅(qū)動(dòng)軸棒行程室密封殼提升線圈傳遞線圈夾持線圈1.控制棒驅(qū)動(dòng)軸部件驅(qū)動(dòng)軸的主要功能：是把控制棒與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接起來(lái)。控制棒束驅(qū)動(dòng)軸加工有環(huán)形溝槽（228步，15.9mm），以便使銷(xiāo)爪能夠?qū)⑺杰S移動(dòng)或保持在所要求的位置。在此帶溝槽驅(qū)動(dòng)軸的下部是一個(gè)半撓性聯(lián)合器，它也有環(huán)形溝槽，它使驅(qū)動(dòng)軸與控制棒束組件上端頭部聯(lián)結(jié)在一起。在換料時(shí)，將驅(qū)動(dòng)軸與控制棒連柄拆開(kāi)，并隨上部堆芯支承結(jié)構(gòu)一起拆出，控制棒組件仍然留在燃料組件內(nèi)。與控制棒組件的連接柄相連電纜導(dǎo)管環(huán)首螺栓驅(qū)動(dòng)軸棒行程室密封殼2.運(yùn)行線圈部件(磁軛部件)又稱(chēng)磁軛部件，是由安置在耐壓殼外面的運(yùn)行線圈。從上到下依次是提升線圈、傳遞線圈和夾持線圈。線圈的供電電纜穿過(guò)連結(jié)管，它直立地固定在線圈的上部盒上。該連接管的長(zhǎng)度與棒行程指示套筒的長(zhǎng)度接近。由機(jī)構(gòu)通風(fēng)裝置在線圈處提供均勻的氣流。

與控制棒組件的連接柄相連電纜導(dǎo)管環(huán)首螺栓驅(qū)動(dòng)軸棒行程室密封殼提升線圈傳遞線圈夾持線圈2.運(yùn)行線圈部件(磁軛部件)又稱(chēng)磁軛部件，是由安置在耐壓殼外3.承壓套罩（耐壓殼部件）它由密封罩和棒行程指示套筒組成。棒行程指示套筒兩者之間采用梯形螺紋聯(lián)結(jié)，并用Ω焊縫密封，當(dāng)反應(yīng)堆需要換料時(shí)，能拆下端塞，從該管頂部伸進(jìn)專(zhuān)用開(kāi)鎖工具，使驅(qū)動(dòng)桿與控制棒組件脫開(kāi)端塞內(nèi)設(shè)有針閥，以便排氣。端塞上的環(huán)首螺栓為運(yùn)輸、安裝與拆卸等操作而設(shè)。該套管內(nèi)的空間為驅(qū)動(dòng)桿的升降行程范圍，其外與位置指示器部件相配。與控制棒組件的連接柄相連電纜導(dǎo)管環(huán)首螺栓驅(qū)動(dòng)軸棒行程室密封殼提升線圈傳遞線圈夾持線圈3.承壓套罩（耐壓殼部件）它由密封罩和棒行程指示套筒組成。與密封罩密封罩永久性地固定在貫穿反應(yīng)堆壓力容器頂蓋的管座上。密封罩是個(gè)帶有環(huán)形底座的圓筒，其中裝有：固定的提升磁極；可移動(dòng)的傳遞磁極及傳遞銷(xiāo)爪；固定的夾持磁極及夾持銷(xiāo)爪。在密封罩外表面上，沿著各線圈的端部，有包含軟鐵磁環(huán)的溝槽，用作磁力線通道并避免對(duì)相鄰機(jī)構(gòu)的寄生作用。12：耐壓殼16：固定銜鐵18：固定磁極22：提升磁極21：提升銜鐵1、3、7、9：磁通環(huán)密封罩密封罩永久性地固定在貫穿反應(yīng)堆壓力容器頂蓋的管座上。1密封連接耐壓殼下端與反應(yīng)堆壓力容器頂蓋上的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)管座之間用梯形螺紋連接，并用“Ω”形密封焊接。密封連接耐壓殼下端與反應(yīng)堆壓力容器頂蓋上的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)管座4.棘齒裝置(鉤鎖抓持部件)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的每個(gè)棘齒裝有三個(gè)銷(xiāo)爪，它們各自有固定銷(xiāo)，按1200夾角裝在傳動(dòng)軸槽紋桿的四周。銜鐵作用在聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)上，依據(jù)電磁線圈通、斷電，以閉合或打開(kāi)銷(xiāo)爪。4.棘齒裝置(鉤鎖抓持部件)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的每個(gè)棘齒裝有三個(gè)5.棒位置指示器棒行程指示套筒位于密封罩的頂部，它們采用螺栓連接并用密封焊焊于密封罩上。拆掉棒行程指示套筒后，就可接近機(jī)構(gòu)的內(nèi)部構(gòu)件。電纜導(dǎo)管環(huán)首螺栓驅(qū)動(dòng)軸棒行程室與控制棒組件的連接柄相連密封殼提升線圈移動(dòng)線圈夾持線圈5.棒位置指示器棒行程指示套筒位于密封罩的頂部，它們采用螺栓它由裝在棒行程指示套筒周?chē)囊粋€(gè)初級(jí)線圈和一組次級(jí)線圈組成。軸的移動(dòng)影響初級(jí)和次級(jí)線圈之間的耦合，由此影響次級(jí)線圈兩端的電壓。次級(jí)線圈的電壓由數(shù)字處理裝置轉(zhuǎn)換成棒位指示。初級(jí)線圈次級(jí)線圈它由裝在棒行程指示套筒周?chē)囊粋€(gè)初級(jí)線圈和一組次級(jí)線圈組成。3.5.3控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行說(shuō)明保持提升插入落棒3.5.3控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行說(shuō)明保持控制棒保持在某一位置核電站正常運(yùn)行期間，要求驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將控制棒組件從堆芯提升到某一高度上保持不動(dòng)，此時(shí)只有夾持線圈通電，保持鉤爪承載。控制棒保持在某一位置核電站正常運(yùn)行期間，要求驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)每提升一步，其三只電磁線圈勵(lì)磁一周的程序如下:1、夾持線圈通電，傳動(dòng)軸靠夾持銷(xiāo)爪支承；2、

傳遞線圈也通電，傳動(dòng)軸同時(shí)靠夾持銷(xiāo)爪和傳遞銷(xiāo)爪支承；3、

夾持線圈斷電，夾持銷(xiāo)爪松開(kāi)返回，傳動(dòng)軸靠傳遞銷(xiāo)爪支承；4、

提升線圈通電，提升磁鐵吸住可移動(dòng)的傳遞磁鐵，傳遞銷(xiāo)爪帶動(dòng)傳動(dòng)軸提升一步；5、

夾持線圈通電，夾持銷(xiāo)爪和傳遞銷(xiāo)爪同時(shí)支承傳動(dòng)軸；6、

傳遞線圈斷電，傳遞銷(xiāo)爪松開(kāi)返回，傳動(dòng)軸靠夾持銷(xiāo)爪支承。7、提升線圈斷電，受彈簧力的作用，傳遞銷(xiāo)爪下降一步。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)每提升一步，其三只電磁線圈勵(lì)磁一周的程序如下:1、夾驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)每插入一步，其三只電磁線圈勵(lì)磁一周的程序如下：7、

夾持線圈通電，傳動(dòng)軸靠夾持銷(xiāo)爪支承；6、提升線圈通電，傳遞銷(xiāo)爪上升一步；5、

夾持線圈通電，夾持銷(xiāo)爪和傳遞銷(xiāo)爪同時(shí)支承傳動(dòng)軸；4、夾持線圈斷電，夾持銷(xiāo)爪松開(kāi)返回，傳動(dòng)軸靠傳遞銷(xiāo)爪支承；3、提升線圈斷電，受彈簧力和控制棒的重力的作用，傳遞銷(xiāo)爪帶動(dòng)傳動(dòng)軸下降一步；2、夾持線圈通電，夾持銷(xiāo)爪和傳遞銷(xiāo)爪同時(shí)支承傳動(dòng)軸；1、傳遞線圈斷電，傳遞銷(xiāo)爪松開(kāi)返回，傳動(dòng)軸靠夾持銷(xiāo)爪支承。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)每插入一步，其三只電磁線圈勵(lì)磁一周的程序如下：7、操作線圈電流時(shí)序

操作線圈電流時(shí)序控制棒故障降落一旦驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)失去電源，驅(qū)動(dòng)軸在延時(shí)150ms后釋放，控制棒束靠重力下落，從完全抽出時(shí)的最高位置下落到完全插入時(shí)的最低位置所需的時(shí)間，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果測(cè)定，不包括緩沖段為2.15s，包括緩沖段為3.2s。在出現(xiàn)需要緊急停堆的情況下，就是通過(guò)切斷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電源(三個(gè)工作線圈都斷電，所有鉤爪全部松開(kāi))控制棒束靠重力下落的，下落所需時(shí)間已在安全分析中加以考慮并得到認(rèn)可?？刂瓢艄收辖德湟坏?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)失去電源，驅(qū)動(dòng)軸在延時(shí)150ms控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)概述控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成在給定的空間內(nèi)可以遠(yuǎn)距離單臺(tái)拆裝，并且應(yīng)便于反應(yīng)堆換料；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)便于檢修、更換內(nèi)部零部件；承壓零部件的密封設(shè)計(jì)應(yīng)安全可靠、保證壓力邊界完整性，并且便于拆裝；控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)軸組件與控制棒組件應(yīng)采用可靠的可拆連接。連接和脫開(kāi)應(yīng)操作方便，便于遠(yuǎn)距離操作，并且應(yīng)有連接和脫開(kāi)的指示；控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的頂蓋應(yīng)有排氣裝置；

控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)概述控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成在給定的空間內(nèi)可控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)概述控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在反應(yīng)堆壓力容器頂蓋的管座上，其耐壓殼體與管座應(yīng)采用可拆卸的密封連接（包括采用專(zhuān)用工具切割），密封可靠、拆裝方便；控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的相同零部件應(yīng)具有可互換性；承壓零部件設(shè)計(jì)應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行應(yīng)力分類(lèi)并滿(mǎn)足其限值?？刂瓢趄?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所用的各種材料必須符合國(guó)標(biāo)、部標(biāo)或其它有關(guān)堆用材料標(biāo)準(zhǔn)，并且應(yīng)能承受反應(yīng)堆冷卻劑腐蝕、高溫、機(jī)械和輻照等方面作用。磁路中材料應(yīng)具有相應(yīng)的磁性能。驅(qū)動(dòng)軸組件等主要受力零部件設(shè)計(jì)載荷應(yīng)考慮正常載荷、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)地震載荷、機(jī)構(gòu)沖擊載荷，其變形不應(yīng)影響安全落棒，不允許有斷裂性損壞。控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)部零部件設(shè)計(jì)應(yīng)考慮落棒時(shí)流道暢通。

控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)概述控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在反應(yīng)堆壓力容器頂蓋7堆內(nèi)測(cè)量裝置7.1堆芯溫度測(cè)量裝置7.2堆芯中子通量測(cè)量裝置7堆內(nèi)測(cè)量裝置7.1堆芯溫度測(cè)量裝置7.1堆芯溫度測(cè)量裝置堆芯溫度測(cè)量裝置可提供40個(gè)堆芯溫度信息，可監(jiān)測(cè)堆芯功率的徑向不均勻狀態(tài)，并由此估算出冷卻劑飽和溫度裕度。另外，還可進(jìn)一步監(jiān)測(cè)個(gè)別控制棒組件失步引起的局部溫度變化；提供事故及事故后堆芯溫度的變化。堆芯共有40只測(cè)溫?zé)犭娕迹殖?個(gè)系列，每列20只。溫度信號(hào)由熱電偶導(dǎo)線管經(jīng)4根熱電偶支撐柱引出。熱電偶在堆芯安裝、布置情況見(jiàn)后圖。熱電偶的熱端接點(diǎn)固定置于所測(cè)燃料組件水流出口處堆芯上柵板上方的角撐板上。熱導(dǎo)偶導(dǎo)線穿入不銹鋼導(dǎo)線管，管內(nèi)填充氧化鋁絕緣材料。每10只熱電偶導(dǎo)線管穿入一根熱電偶支撐柱內(nèi)，熱電偶支撐柱穿過(guò)壓力殼頂蓋管座。導(dǎo)線管穿出支撐柱之外后經(jīng)熱電偶——導(dǎo)線管接頭，熱電偶導(dǎo)線至連接器與同材料延伸線相連，然后經(jīng)冷端補(bǔ)償給出溫度信號(hào)。熱電偶支撐柱與壓力殼管座之間為可拆卸密封結(jié)構(gòu)。導(dǎo)線管與熱電偶支撐柱之間則是焊接密封結(jié)構(gòu)。熱電偶導(dǎo)線管徑3.17mm，長(zhǎng)度6.5～9.2m，可測(cè)量程為0—1200℃。在每次停堆換料期間，反應(yīng)堆減壓冷卻后先將熱電偶從其延長(zhǎng)線處斷開(kāi)，然后卸開(kāi)可拆密封結(jié)構(gòu)，給熱電偶支承柱裝上密封套后即可起吊壓力殼頂蓋。換料結(jié)束壓力殼頂蓋就位時(shí)，重新安裝熱電偶按相反步驟進(jìn)行。7.1堆芯溫度測(cè)量裝置堆芯溫度測(cè)量裝置可提供40個(gè)堆芯溫度7.1堆芯溫度測(cè)量裝置7.1堆芯溫度測(cè)量裝置7.1堆芯溫度測(cè)量裝置堆芯熱電偶安裝圖4個(gè)熱電偶支承柱熱電偶導(dǎo)線穿入導(dǎo)線管10只導(dǎo)線管穿入1個(gè)熱電偶支承柱7.1堆芯溫度測(cè)量裝置堆芯熱電偶安裝圖7.2堆芯中子通量測(cè)量裝置堆內(nèi)中子通量測(cè)量裝置用來(lái)測(cè)量堆芯軸向和徑向中子通量密度，從而檢查堆芯的三維功率分布并確定堆芯熱點(diǎn)的位置，監(jiān)測(cè)燃料組件燃耗和堆芯有否偏離正常運(yùn)行。利用堆內(nèi)中子通量測(cè)量裝置還可以校核堆外中子測(cè)量裝置。在新堆啟動(dòng)時(shí)，堆內(nèi)中子通量測(cè)量裝置可以用來(lái)校核設(shè)計(jì)期望的堆內(nèi)中子通量密度和堆功率的三維分布，監(jiān)測(cè)首次裝料可能引起的臨界或超臨界，校準(zhǔn)堆外測(cè)量電離室，檢查用于事故工況設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)因子是否是保守的。堆芯共有50個(gè)燃料組件的測(cè)量通道。7.2堆芯中子通量測(cè)量裝置堆內(nèi)中子通量測(cè)量裝置用來(lái)測(cè)量堆芯中子通量測(cè)量裝置主要有：探測(cè)器、指套管、導(dǎo)向管密封隔離裝置、驅(qū)動(dòng)裝置傳遞裝置讀出和控制機(jī)柜7.2堆芯中子通量測(cè)量裝置中子通量測(cè)量裝置主要有：7.2堆芯中子通量測(cè)量裝置7.2堆芯中子通量測(cè)量裝置探測(cè)器探測(cè)器采用微型裂變室。一個(gè)中央電極，