本书较详尽地介绍了重水堆燃料元件的制造、加工。全书分别论述了重水堆核电站、燃料元件及其制造、加工工艺、加工过程以及重水堆燃料循环等内容。其中，重水堆燃料元件的制造、加工工艺及过程反映了我国第一条重水堆燃料元件生产线的总体技术。
本书可供从事核能发电、反应堆、燃料元件设计、制造的科技人员和大专院校有关专业的师生以及对重水堆核电站及其燃料元件制造、加工感兴趣的广大读者阅读。 |
重水堆是目前核电领域的重要堆型之一，世界上许多国家均有运行，它为核能发电及和平利用提供了良好的基础。我国目前有两座700MW的重水堆核电站于2003年初运行发电，它是从加拿大引进的成熟CANDU6堆型，包括其燃料元件制造的粉末冶金技术和元件组装焊接技术，由此建成我国第一条年处理200t铀的重水堆燃料元件生产线，是目前唯一的一条工艺技术成熟的生产线，本书中有关重水堆燃料元件制造、加工部分内容主要来自于该生产线的实践。重水堆燃料元件制造主要包括化工UO2粉末制备、粉末冶金制备陶瓷UO2芯块和燃料元件组装焊接等三个部分。本书重点对重水堆燃料元件制造工艺技术做了详细介绍，同时对重水堆、燃料元件设计、重水堆的发展和改进也做了介绍，还对相关基础理论知识做了适当的讲解。为了使广大科技工作者和大专院校相关专业的师生和对重水堆感兴趣的广大读者能够对重水堆燃料元件制造、加工有细致的了解，特编写本书，以供参考。这本书也是目前有关介绍重水堆燃料元件制造工艺技术较为专业和全面的专业性参考书。
全书共分为六章，内容分别为重水堆概述、重水堆燃料元件设计、高纯天然陶瓷UO2粉末制备、陶瓷UO2芯块制备、重水堆燃料棒束制造、CANDU燃料棒束开发和研究。
本书由李冠兴院士和任永岗研究员主编。参加本书编写的有沈朝纯、朱官仁、王世波、井琦、武贵锁、杨永华、李攀玉、袁瑞林、李绍温、宋建立等，沈朝纯研究员对全书进行了校核。
在编写过程中，我们多次和有实践经验的同志座谈、讨论、征求意见，并得到了他们的热情帮助，在此谨致谢意。由于编者水平所限，书中不当之处在所难免，敬请读者批评指正。
编者2007年1月 |
第1章概述1
11重水堆核电站发展过程1
12CANDU重水堆及其燃料元件5
121CANDU重水堆5
122CANDU堆燃料元件12
13CANDU堆的未来发展16
131CANDU9反应堆16
132燃料设计的优化17
133燃料通道设计的优化22
134堆芯布置优化23
135强化的非能动安全性24
136CANDUNG（next generation）以后的发展：CANDUX
概念25
参考文献26
第2章重水堆燃料元件设计27
21CANDU堆燃料元件设计原则27
22燃料棒设计28
221燃料棒设计准则28
222燃料棒设计描述29
23燃料束设计30
231燃料束设计准则30
232燃料束设计描述31
24燃料性能32
241堆内试验32
242芯块密实和肿胀32
243芯块包壳间相互作用32
244包壳管坍塌性能33
245磨蚀和磨损33
246端板疲劳强度33
247功率循环33
248非破坏燃料棒包壳的氢化/氘化33
249正常运行的端部通量峰34
2410功率提升和跃增34
25堆外试验34
251滑动磨损试验35
252冲击强度试验35
253与换料机系统的相容性试验35
254磨蚀试验35
255水力压降试验36
256抗震试验36
26燃料运行性能36
261燃料燃耗36
262燃料缺陷37
参考文献39
第3章高纯天然陶瓷UO2粉末的制备40
31概述40
32天然陶瓷UO2粉末性能要求41
321化学性能指标41
322物理性能43
33ADU流程制备高纯天然陶瓷UO2粉末45
331硝酸铀酰料液的制备46
332萃取纯化48
333ADU沉淀及其过滤、洗涤52
334ADU的干燥63
335二氧化铀粉末的生产68
34生产中的废品、废物和废水的处理80
341废芯块氧化煅烧处理80
342含铀可燃废物的焚烧处理81
343各类含铀废水的处理81
参考文献82
第4章重水堆二氧化铀芯块的制备84
41燃料芯块的优化设计84
411芯块形状和尺寸85
412芯块密度87
413孔隙率88
414晶粒大小89
415氧铀比90
42二氧化铀粉末的制粒91
421预压饼法92
422轧片法94
423破碎和过筛96
43二氧化铀粉末压制成型96
431物料混合96
432二氧化铀粉末冷压成型工艺100
433二氧化铀粉末冷压成型过程108
434成型设备与模具112
435影响生坯芯块质量的因素116
436生坯芯块废品原因分析123
44生坯芯块烧结125
441二氧化铀烧结的几个阶段125
442生坯芯块的烧结动力127
443二氧化铀烧结机理128
444二氧化铀生坯芯块烧结工艺133
445影响二氧化铀生坯芯块烧结的因素137
446烧结设备141
45烧结芯块的磨削143
451烧结芯块磨削的必要性143
452磨床143
453烧结芯块磨制过程144
454自动化磨削生产线146
46废品和废料直接在生产中的应用技术148
461废芯块磨削渣氧化成八氧化三铀掺入二氧化铀粉末中制
造芯块技术148
462氧化还原法将废芯块转化为八氧化三铀粉末制造芯
块技术153
463机械破碎法技术154
47二氧化铀芯块的质量保证155
471二氧化铀芯块的质量控制计划155
472二氧化铀芯块质量控制156
参考文献159
第5章重水堆燃料棒束制造161
51燃料包壳管材料选择和制造161
52锆4包壳管制造163
521管坯加工164
522锆4合金包壳管加工166
523成品管检验167
524棒材加工制造167
53燃料棒束制造168
531燃料棒束制造工艺流程168
532零部件加工170
533燃料棒制造176
534燃料棒束组装196
54燃料束制造期间质量控制和质量保证199
541在线或实验室的检验或试验199
542统计取样204
543质量保证审查（2A review）204
55燃料制造技术的开发研究204
551锆4包壳管内表面的低温度涂热解碳涂层技术204
552应用声学显微技术评价燃料束焊接和钎焊接头质量210
参考文献219
第6章CANDU燃料棒束开发和研究221
61CANDU堆燃料循环的灵活性和多种类型燃料循环计划221
62CANFLEX燃料束结构和性能224
621燃料束结构224
622燃料束主要优点226
63稍加浓铀CANFLEX燃料束226
631稍加浓铀CANFLEX燃料束中铀235的选定原则226
632稍加浓铀CANFLEX燃料束制造227
64回收铀CANFLEX燃料束229
641回收铀的性质230
642回收铀在CANDU堆中循环比压水堆循环更经济231
643回收铀CANFLEX燃料束制造234
65DUPIC CANFLEX燃料束235
651DUPIC燃料循环的好处235
652DUPIC燃料的特点237
653DUPIC燃料循环操作237
654DUPIC燃料性能242
655压力堆和CANDU的协同243
656用实验验证DUPIC燃料的性能243
66MOX燃料的制造和性能试验244
661CANDU混合氧化物燃料的制造245
662混合氧化物燃料的性能试验248
67钍CANFLEX燃料束249
68锕系元素的焚烧251
69HAC 61 MK3燃料束251
参考文献251 |
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