拉棒中断现象对燃料棒表面划伤深度的影响研究

亢方亮

海军装备部，陕西 西安 710000

1 燃料棒概述

在反应堆正常运行中，燃料棒棒体结构应保持完整性，并将核燃料的裂变产物始终包容在内，以实现核能的安全有效利用。一座压水反应堆有成千上万支燃料棒，这些燃料棒是核反应堆内实现核能利用的核心部件。

从结构上来讲，燃料棒是通过拉棒过程被组装成为燃料组件的一部分。组装后，受燃料组件格架栅元刚凸和夹持弹簧的横向作用，燃料棒竖立在燃料组件的下管座上。从燃料组件的设计要求来看，燃料组件格架栅元内的刚凸和夹持弹簧与燃料棒之间有一定横向夹持力的作用，使得燃料棒在燃料组件内不会轻易轴向窜动（比如在燃料组件运输中或反应堆运行初期）。在实施拉棒过程时，上述横向夹持力以格架栅元刚凸和夹持弹簧与燃料棒之间存在摩擦力的形式体现出来。拉棒后，燃料棒棒体表面总是不可避免地会有可见的拉棒划伤。通常，基于满足反应堆结构材料的综合性能要求，燃料棒棒体材料的硬度远小于定位格架刚凸及夹持弹簧的硬度，导致拉棒划伤主要集中在燃料棒棒体表面，而定位格架刚凸和夹持弹簧没有被划伤的现象。在工程实际中，为节省材料及提高换热效果，燃料棒包壳往往采用薄壁管。为满足燃料棒全寿命期内的完整性要求，燃料棒棒体的表面划伤深度应按相关质量要求严格控制。

正常拉棒时，燃料棒棒体表面划伤深度是能够满足相应控制要求的。……