基本介紹
- 中文名：重水堆燃料通道組件
- 外文名：fuel assembly and fuelclannel assembly for HWR
- 組成：壓力管和端部件
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組成
重水反應堆採用標準的燃料棒束，由7個零部件組成(見重水堆燃料棒束製造)。燃料芯塊為壓制、燒結的天然二氧化鈾圓柱體，將燃料芯塊封裝在鋯-4合金包殼管中構成燃料棒。每根棒中裝有約30個芯塊，芯塊塗有石墨塗層，以減輕包殼與芯塊之間的相互作用。用兩個端板與燃料端頭焊接，將37根燃料棒構成一個整體棒束結構。在每根棒的中部焊上定位墊，以保證所需要的棒間距。在棒束外圈的每根燃料棒靠近兩頭及中部焊上支承墊，以保證棒束與壓力管之間的間隙。
燃料通道組件由一根壓力管和兩個端部件組件組成。
壓力管
壓力管容納燃料和重水冷卻劑， 定位在排管容器的排管內。壓力管由鋯-2.5鈮合金製成， 具有低的中子吸收截面和高的強度， 並有良好的抗腐蝕和抗輻照性能。壓力管的壁厚考慮了腐蝕和容許的磨損量，滿足應力需要的最低要求。由於壓力管處於高溫、高壓和高輻照的工作環境，設計壽命為25年。
端部件
端部件組件屬於壓力管在堆芯外的延伸部分，兩端延伸到端禁止外。壓力管的兩端均用機械脹管連線到端部件上，每個端部件內有一個襯管，熱傳輸系統的冷卻劑由供水管進入端部件，經過襯管與端部件之間的環形區，繞著襯管流動，再通過襯管端部的孔進入壓力管。端部件本體材料為改進型403不鏽鋼，襯管材料為無縫410不鏽鋼。
每個端部件的襯管內有一個禁止塞，在換料時禁止塞可卸下並儲存在換料機的料斗內;完成換料後，裝入禁止塞，提供通道要求的禁止，也可用於燃料束的定位。每個端部件的外側端在裝換料時與換料機的機頭連線，在功率運行時，能進行燃料的插入或卸出。換料時，換料機將燃料通道密封塞拆除並儲存。在換料機離開燃料通道之前，將密封塞重新裝在端部件上。
端部件的側向管嘴與反應堆進口集管之間連線的供水管以及出口端的側向管嘴與堆出口集管之間連線的供水管，均為熱傳輸系統的一部分。每個供水管與端部件用法蘭連線。
焊在端禁止柵格管處的波紋管將燃料通道與排管之間形成的環隙加以密封，並且有撓性，以適應熱膨脹和蠕變變形引起的移動。
定位組件
燃料通道兩端均裝有定位組件，燃料通道組件通過定位組件固定在一端的端禁止管板上，相反方向的一端是自由的，在自由端允許通道的熱膨脹和蠕變移動。這種布置能調整兩端軸承對壓力管總的軸向蠕變伸長。根據計算及運行經驗，在12.5個滿功率運行年以後，定位組件進行重新調整，即將原來由定位組件固定的一端鬆開，變成自由端，原為自由端的定位組件則將燃料通道固定在另一端的端禁止管板上。
優點
由於燃料棒束組件簡單短小，又加上反應堆堆芯是水平管道式的，這為不停堆雙向裝卸燃料創造了有利條件。重水堆燃料通道組件簡單短小的組件設計，意味著燃料製造廠投資小，燃料生產成本低，燃料和相關運行管理費用低。所有引進CANDU機組的國家，在建成第一個機組後都很快就實現了燃料組件製造的國產化，這包括工業基礎比較薄弱的國家，如阿根廷和羅馬尼亞等。
重水堆
重水堆按其結構可以分為壓力容器式和壓力管式兩種，但目前達到商用的只有加拿大發展的壓力管臥式重水堆，稱為CANDU型重水堆。
CANDU型重水堆用壓力管把重水冷卻劑和重水慢化劑（注意：慢化劑和冷卻劑都是使用重水），分開。壓力管內流過不沸騰的高溫高壓（溫度約300度，壓力約10MPa）重水作為冷卻劑，壓力管外是基本不受壓的慢化劑，慢化劑盛裝在大型臥式圓柱型排管容器中。
