一种用于核燃料棒γ扫描检测的标准棒的制作方法

一种用于核燃料棒
γ
扫描检测的标准棒
技术领域
1.本实用新型涉及核燃料棒制造过程的无损检测领域，尤其涉及一种用于核燃料棒γ扫描检测的标准棒。

背景技术：

2.为了精确检测燃料棒富集度，需要使用富集度含量已知的校准棒进行校准。标准棒作为γ扫描检测方法的配套标准器，在各燃料制造厂都有应用。由于各反应堆燃料棒结构特点、技术指标、检测项目都各不相同。同时γ扫描检验系统的设备制造商也各不相同，导致标准棒的研制都是各燃料厂的技术秘密，未见相关的公开报道。因此在出现新的燃料棒类型时，没有可参考的技术路线及结构设计直接引用，必须通过分解对应的检验技术指标，结合检验方法进行满足检验系统要求的设计并研制。
3.ap1000的燃料棒中有环形芯块、各类零部件、ifba涂覆段、分区域设计。这些燃料棒的特殊设计，在当前的检测领域没有可借鉴的经验。因此其在燃料棒的γ扫描检测时，所用到标准棒的制造经验，也没有可参考的相关技术应用。

技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是：提供一种用于核燃料棒γ扫描检测的标准棒，用于ap1000燃料棒γ扫描检测方法的建立及燃料棒γ扫描检测设备的日常标定和设备状态的监控。
5.本实用新型提供了一种用于核燃料棒γ扫描检测的标准棒，包括：
6.圆筒型的包壳，
7.所述包壳内部填充不少于2种的基体芯块，
8.所述包壳一端设置有弹簧，用于阻挡芯块。
9.优选地，所述包壳内部填充3～5种基体芯块，
10.各个基体芯块的富集度不同。
11.优选地，所述包壳内部填充0.74％～4.95％五种富集度的基体芯块。
12.优选地，所述包壳内部填充2种基体芯块，
13.所述基体芯块内插入若干异常芯块；
14.所述异常芯块的富集度与基体芯块的富集度不同。
15.优选地，每块基体芯块内插入5～6块异常芯块，
16.不同的异常芯块的富集度不同。
17.优选地，所述包壳内部设置3个区，第一区，第二区和第三区由弹簧端开始依次排列，
18.所述第一区和第三区内填充的基体芯块的富集度相同，
19.所述第二区内填充至少一种基体芯块；
20.所述基体芯块插入异常芯块。
21.优选地，所述第二区内填充1种基体芯块，所述基体芯块内插入6块异常芯块，各个异常芯块的富集度不同。
22.优选地，所述第一区内填充1种基体芯块，所述基体芯块中插入一块异常芯块。
23.优选地，所述包壳的另一端依次设置芯块垫和支撑管。
24.与现有技术相比，本实用新型的一种用于核燃料棒γ扫描检测的标准棒，通过在包壳内填充不同的芯块，实现不同的检测功能，如平均富集度检测，裂变物质含量偏差检测，检测能力验证等，满足核燃料棒γ扫描检测要求。
附图说明
25.图1表示一实施例的标准棒结构示意图；
26.图2表示另一实施例的标准棒结构示意图；
27.图3表示又一实施例的标准棒结构示意图；
28.图中，
29.1为弹簧，2～6为不同富集度的基体芯块，7～16为不同富集度的异常芯块，18为芯块垫，19为支撑管。
具体实施方式
30.为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型的实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型的限制。
31.本实用新型的实施例公开了一种用于核燃料棒γ扫描检测的标准棒，包括：
32.圆筒型的包壳，
33.所述包壳内部填充不少于2种的基体芯块，
34.所述包壳一端设置有弹簧，用于阻挡芯块。
35.本实用新型中，标准棒通用指标为：
36.为了精确检测燃料棒富集度，需要使用富集度含量已知的校准棒进行校准。同时γ扫描检测系统的能力要使用含有已知裂变物质含量偏差、模拟间隙缺陷和基准尺寸特性的标准棒标定、验证。标准棒的材料满足以下通用指标：
37.标准棒使用与被测燃料棒同类材料制作而成；如相同的锆合金包壳材料、端塞、弹簧材料等。
38.标准棒能反映出被检特性，如异常富集度芯块、空腔长度、区域长度和芯块柱长度。标准棒制作时采用直径和裂变物质富集度符合要求的芯块，来获得标定计数曲线从而进行精确的富集度测量。其中芯块的主要技术指标要与产品基本一致，富集度除外。
39.通过调整包壳内不同富集度的基体芯块，形成不同的标准棒。
40.所述包壳内部填充不少于2种的基体芯块。
41.如图1所示，当包壳内部仅填充有基体芯块时，优选地填充3～5种基体芯块，各个基体芯块的富集度不同，更优选地填充5种基体芯块，填充0.74％～4.95％五种富集度的基体芯块；则构成的燃料棒用于平均富集度检测。
42.平均富集度检测标定曲线的有效数据点包括ap1000反应堆运行的最低富集度
0.74％和最高富集度4.95％，每段长度要保证检测系统可以识别出该段富集度的平均有效信号。
43.标准棒包含了0.74％～4.95％五种富集度芯块段用于制作标定曲线。零部件的缺失和倒装，在平均富集度标准棒的尾部进行了集成，用于检测软件的功能性验证。该类标准棒用于建立计数率与富集度的关系，同时建立mm/道用于长度检测，端部验证零部件缺失和倒装，分别用在有源γ扫描缓发法和无源γ扫描的检测。
44.如图2所示，当所述包壳内部填充2种的基体芯块，所述基体芯块内插入若干异常芯块；所述异常芯块的富集度与基体芯块的富集度不同，则构成用于裂变物质含量偏差检测的标准棒。
45.优选地，每种基体芯块内插入5～6块异常芯块，不同的异常芯块的富集度不同。
46.裂变物质含量偏差的检验，每个异常芯块之间的富集度偏差要超过
±
4％。如果偏差较小，检测方法的统计涨落会导致信号在一个水平，则标定曲线将无法保证线性。同时在这类标定棒的设计时，由于检验技术条件中对基体富集度大于等于1％和基体富集度小于1％时的要求不同，因此要设计不同的基体作为异常芯块检验的标定棒。
47.标准棒选择0.74％～4.95％富集度区间内6种富集度作为裂变物质含量偏差检测标定棒的基体富集度。这其中插入的异常芯块的富集度优先从ap1000全循环中含有的富集度中选择，这样在标准棒更新中可以直接从生产线上选取芯块进行制作。异常芯块校准标准棒用于6种基体富集度中异常芯块检测能力标定曲线的建立，分别用在有源γ扫描缓发法和无源γ扫描的检测。
48.补充基体芯块富集度与异常芯块富集度的选取规则是：
49.富集度检测标准棒用于平均富集度检测、裂变物质含量偏差检测以及检测能力验证。其基体富集度范围要涵盖反应堆全循环中的最低和最高富集度、同时对于不同基体富集度的富集度偏差芯块，要遵循以下原则：
50.当基体芯块富集度小于1％时，富集度偏差芯块的最小值为25％
±
3％。插入的异常芯块富集度偏差间隔最小值需大于
±
14％。
51.当基体芯块富集度大于1％时，富集度的偏差可以从
±
5％到
±
60％之间进行间隔插入。插入的异常芯块富集度偏差间隔最小值需大于
±
4％。
52.如图3所示，当所述包壳内部设置3个区，第一区，第二区和第三区由弹簧端开始依次排列，所述第一区和第三区内填充的基体芯块的富集度相同，所述第二区内填充至少一种基体芯块；所述基体芯块插入异常芯块，则构成用于检测功能验证的标准棒。
53.所述第二区内填充1种基体芯块，所述基体芯块内插入6块异常芯块，各个异常芯块的富集度不同。
54.所述第一区内填充1种基体芯块，所述基体芯块中插入一块异常芯块。
55.ap1000反应堆全循环燃料棒类型为4种，分别为常规燃料棒一区棒、常规燃料棒三区棒、ifba燃料棒三区棒和ifba燃料棒五区棒，以此为原则，设计了标准试验棒。首先用于软件编制中各种燃料棒类型的程序模块的编写，进行软件功能测试；其次在该试验棒中插入了不同富集度的异常芯块用于验证不同基体富集度下异常芯块的检出能力。
56.按照本实用新型，所述包壳的另一端依次设置芯块垫和支撑管。
57.标准棒已经应用在γ扫描检验系统的标定、检测及日常的设备监控。
58.1)实现了多富集度一体化检测。ap1000燃料短周期生产时富集度更换种类多，为减少设备频繁标定的情况，将0.74％～4.95％的富集度范围涵盖，运行时采用控制图监控，当出现波动或放射源的减弱影响检测时，再进行多次标定，提高有效检验时间。
59.2)实现了分区燃料设计的γ扫描。为满足裂变物质含量偏差的检验，设计了多种富集度基体的裂变物质含量偏差标准棒，当单根燃料棒的不同富集度区域出现异常信号时，软件可自动调用接近的基体富集度的标定曲线，用于评估判定燃料棒质量。
60.3)实现了含环形芯块燃料的γ扫描。通过标准棒建立环形芯块富集度检测补偿因子。
61.4)实现了ifba燃料的γ扫描检测。通过标准棒建立了涂覆区域的降级因子，用于补偿有效富集度。
62.目前，该标准棒已经应用于γ扫描检验系统缓发法、穿透法、无源法的检测中，应用于设备的日常标定、重要参数因子的建立、检测限值的建立、设备的检测性能监控。实现了ap1000核燃料棒的多富集度质量管控及燃料棒其他性能的γ扫描检测。
63.以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
64.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：

1.一种用于核燃料棒γ扫描检测的标准棒，其特征在于，包括：圆筒型的包壳，所述包壳内部填充不少于2块的基体芯块，所述包壳一端设置有弹簧，用于阻挡芯块；所述包壳内部填充3～5块基体芯块，所述基体芯块五种富集度为0.74％～4.95％；或者所述包壳内部填充2块基体芯块，所述基体芯块内插入5～6块异常芯块；所述异常芯块的富集度与基体芯块的富集度不同。2.根据权利要求1所述的用于核燃料棒γ扫描检测的标准棒，其特征在于，所述包壳内部设置3个区，第一区，第二区和第三区由弹簧端开始依次排列，所述第一区和第三区内填充的基体芯块的富集度相同，所述第二区内填充至少一块基体芯块；所述基体芯块插入异常芯块。3.根据权利要求2所述的用于核燃料棒γ扫描检测的标准棒，其特征在于，所述第二区内填充1块基体芯块，所述基体芯块内插入6块异常芯块，各个异常芯块的富集度不同。4.根据权利要求3所述的用于核燃料棒γ扫描检测的标准棒，其特征在于，所述第一区内填充1块基体芯块，所述基体芯块中插入一块异常芯块。5.根据权利要求1～4任意一项所述的用于核燃料棒γ扫描检测的标准棒，其特征在于，所述包壳的另一端依次设置芯块垫和支撑管。

技术总结

本实用新型涉及核燃料棒制造过程的无损检测领域，尤其涉及一种用于核燃料棒γ扫描检测的标准棒。所述用于核燃料棒γ扫描检测的标准棒，包括：圆筒型的包壳，所述包壳内部填充不少于2种基体芯块，所述包壳一端设置有弹簧，用于阻挡芯块。本实用新型的标准棒，用于AP1000燃料棒γ扫描检测方法的建立及燃料棒γ扫描检测设备的日常标定和设备状态的监控。通过在包壳内填充不同的芯块，实现不同的检测功能，如平均富集度检测，裂变物质含量偏差检测，检测功能验证等，满足核燃料棒γ扫描检测要求。满足核燃料棒γ扫描检测要求。满足核燃料棒γ扫描检测要求。