公开(公告)号：CN117524515A

公开(公告)日：2024-02-06

申请号：CN202311580691.2

申请日：2023-11-24

Applicant: 中国核动力研究设计院

Inventor： 郭子萱 ,  李垣明 ,  粟敏 ,  庞华 ,  唐辉 ,  辛勇 ,  青涛 ,  罗英 ,  张坤 ,  曾孝敏 ,  唐昌兵 ,  王鹏 ,  岳慧芳

IPC: G21C3/28 ,  G21C3/60 ,  G21C3/64 ,  G21C3/06 ,  G21C3/10

Abstract: 本发明公开了一种圆管状燃料元件及其应用，圆管状燃料元件包括内包壳、外包壳、上端塞和下端塞，上端塞与内包壳和外包壳的一端端部相连，下端塞与内包壳和外包壳的另一端端部相连，其特征在于，所述内包壳和外包壳之间设置有燃料芯体，所述燃料芯体两端均为厚度渐变结构，燃料芯体的两端分别与上端塞和下端塞冶金结合。通过将燃料芯体两端设计厚度渐变结构，使得应力分散、避免包壳局部厚度过薄，包壳和燃料芯体完全贴合使得结构完整，各组成部分结合紧密，有助于燃料芯体内部热量快速、有效地传递到冷却剂中，能够显著降低燃料温度。适用于压水研究试验堆，作为燃料元件使用。

公开(公告)号：CN115132378A

公开(公告)日：2022-09-30

申请号：CN202210799511.9

申请日：2022-07-08

Applicant: 中国核动力研究设计院

Inventor： 路怀玉 ,  唐昌兵 ,  李垣明 ,  黄永忠 ,  余红星 ,  柴晓明 ,  李文杰 ,  张瑞谦 ,  潘小强 ,  邱玺 ,  李权 ,  张坤 ,  高士鑫 ,  辛勇 ,  青涛 ,  郭子萱 ,  殷明阳 ,  王严培

IPC: G21C3/04 ,  G21C3/60

Abstract: 本发明公开了一种采用ODS不锈钢基的弥散微封装棒状燃料元件及反应堆，包括基体和多重包覆结构燃料颗粒，所述基体内部设置有多个用于容纳所述多重包覆结构燃料颗粒的燃料空腔，所述多重包覆结构燃料颗粒设置在所述燃料空腔内；所述多重包覆结构燃料颗粒包括：燃料核心及包覆在所述燃料核心外侧的无燃料层；本发明通过将多个多重报复结构燃料颗粒设置在基体内的燃料空腔内，从而省去了燃料元件无包壳，避免了芯块‑包壳力学相互作用，结构简单，能够节省堆芯空间，减少传热间隙，有效降低燃料运行温度，包容裂变产物能力强，宏观辐照肿胀量低、抗高温失效能力强，安全性高，适用于高温反应堆对堆芯小型化、高温高固有安全性的要求。

公开(公告)号：CN114220558A

公开(公告)日：2022-03-22

申请号：CN202111371365.1

申请日：2021-11-18

Applicant: 中国核动力研究设计院

Inventor： 焦拥军 ,  吴琳 ,  陈平 ,  肖忠 ,  茹俊 ,  李庆 ,  蒲曾坪 ,  雷涛 ,  杜思佳 ,  张坤 ,  郭晓明 ,  粟敏 ,  李垣明 ,  郑美银 ,  吴磊

IPC: G21C3/352 ,  G21C3/34 ,  G21C3/356

Abstract: 本发明属于核燃料技术领域，具体涉及一种燃料组件格架、燃料组件及压水堆堆芯。本发明的燃料组件格架包括搅混翼，所述搅混翼经过N次折弯成形，侧面呈“S”型，其中N≥2。本发明的搅混翼利用多次弯折成形分步对流体进行横向引导。本发明还提供了一种燃料组件，采用若干个上述燃料组件格架沿燃料组件轴向排列布置，格架栅元对燃料棒进行夹持，不同格架的搅混翼持续对冷却剂起到搅混作用。采用上述燃料组件，本发明还提供了一种压水堆堆芯，同一堆芯中有不同富集度燃料组件，在换料期间卸出若干燃料组件，并装入若干新的燃料组件。本发明能够增强燃料组件格架的搅混性能，同时增强冷却剂传热能力，进而提升核燃料组件的热工性能。

公开(公告)号：CN114121307A

公开(公告)日：2022-03-01

申请号：CN202111397233.6

申请日：2021-11-23

Applicant: 中国核动力研究设计院

Inventor： 王坤 ,  张坤 ,  何梁 ,  焦拥军 ,  陈平 ,  邢硕 ,  周毅 ,  李垣明 ,  尹春雨 ,  高士鑫

IPC: G21C3/06 ,  G21C3/18 ,  G21C3/07

Abstract: 本发明公开一种具有内部缓冲层的复合包壳管及其构成的燃料棒，包括外层管，外层管内部同轴安装有内层缓冲管，内层缓冲管组织结构为海绵状或点阵排列。本发明复合包壳管，通过增加内层缓冲管，其组织结构为海绵状或点阵结构，内部包含大量孔隙或空腔，在受到燃料芯块热膨胀和辐照肿胀挤压时，内层缓冲管能够产生较大的形变，从而为燃料芯块尺寸的增长提供一定的包容空间，同时这种变形可以起到缓冲作用，能够有效缓解内层缓冲管、尤其是外层管受到来自燃料芯块膨胀所产生的应力，大幅降低了PCI造成包壳失效的风险，另外内层缓冲管内部的孔隙或空腔能有效阻挡燃料芯块裂变产物向外层管迁移，避免了对包壳管的腐蚀，消除了包壳管应力腐蚀开裂的风险。

公开(公告)号：CN112613156A

公开(公告)日：2021-04-06

申请号：CN202011301692.5

申请日：2020-11-19

Applicant: 中国核动力研究设计院

Inventor： 苗一非 ,  邢硕 ,  卢宗健 ,  李庆 ,  涂晓兰 ,  张坤 ,  刘东 ,  陈平 ,  吕亮亮 ,  何梁 ,  王璐 ,  刘振海 ,  冯晋涛 ,  芦韡

IPC: G06F30/20

Abstract: 本发明涉及反应堆燃料棒分析技术领域，具体公开了一种精细化燃料棒性能分析方法。该方法包括：将全堆芯燃料棒进行数据分类，并按照堆芯燃料棒的位置信息形成数据串；对燃料棒进行编码，并根据编码顺序对全堆芯的燃料棒堆芯行为进行模拟，并进行不确定性分析；根据中子学数据特征，对部分或所有燃料棒进行瞬态模拟分析；将瞬态影响较大的性能数据与对应设计准直进行比较，若未超限，则对极限参数进行不确定分析。该方法能够对燃料棒性能精细瞬态分析和不确定性分析，并判断燃料棒能能及行为是否满足设计准则要求；同时，降低人因影响，其分析全面，可操作性强，满足反应堆正常运行条件下全堆芯燃料棒的行为计算和性能分析。

公开(公告)号：CN107766641B

公开(公告)日：2020-08-25

申请号：CN201710959109.1

申请日：2017-10-16

Applicant: 中国核动力研究设计院

Inventor： 李文杰 ,  焦拥军 ,  周毅 ,  邢硕 ,  刘振海 ,  张坤 ,  庞华 ,  张林 ,  陈平 ,  李垣明

IPC: G06F30/20 ,  G06F119/08

Abstract: 本发明公开了一种计算UO2燃料裂变气体热释放率的方法，包括：计算在当前时刻与前一时刻之间新产生的裂变气体浓度和不考虑释放的当前时刻的燃料基体裂变气体浓度；计算晶界气体浓度的上下阈值以及上下阈值对应的等效燃耗；判断当前时刻局部燃耗和时间步平均局部温度是否达到热释放开启的条件，达到开启条件时计算时间步平均局部温度下的裂变气体原子晶格扩散系数D、时间‑燃耗转换系数TBu；计算当前时刻t的燃耗系数和当前时刻的热释放率FGRth(t)。本发明重新推导建立了晶界气体浓度和裂变气体热释放率的关系，相比于以前假设晶界浓度恒定不变的计算方法，与实验中发现的晶界气泡连通过程符合的更好，可以更准确的计算裂变气体热释放率。

公开(公告)号：CN119724631A

公开(公告)日：2025-03-28

申请号：CN202411657216.5

申请日：2024-11-19

Applicant: 中国核动力研究设计院

Inventor： 蒲曾坪 ,  焦拥军 ,  张坤 ,  陈平 ,  何瑞 ,  李权 ,  杜思佳 ,  郑美银 ,  肖忠 ,  雷涛 ,  李正阳 ,  任全耀

IPC: G21C3/06

Abstract: 本申请提供了一种燃料组件连接结构及燃料组件，包括上管座、连接套管及锁止环；所述锁止环套设于所述连接套管的外侧壁上，所述锁止环的外侧壁上凸设有配合凸耳，所述上管座分别贯穿设置有在竖直方向上延伸的导向管孔与装配通槽，所述装配通槽的槽口开设于所述导向管孔的侧壁上，所述导向管孔用于供所述连接套管及所述锁止环伸入或退出所述上管座，所述装配通槽用于供所述配合凸耳伸入或退出所述上管座；本申请在拆卸上管座时，对锁止环施加外力作用，带动锁止环反向转动，使得配合凸耳相对旋出锁止槽，解除上管座与配合凸耳的锁止，即解除上管座与连接套管的锁止，本发明解决了现有技术的燃料组件中上管座与导向管拆装复杂的问题。

公开(公告)号：CN117428307B

公开(公告)日：2025-02-07

申请号：CN202311567281.4

申请日：2023-11-22

Applicant: 中国核动力研究设计院

Inventor： 王坤 ,  范航 ,  张坤 ,  李权 ,  蒲曾坪 ,  焦拥军 ,  陈平 ,  肖忠 ,  杜思佳 ,  陈耀 ,  何梁 ,  邢硕 ,  郑美银 ,  吴平 ,  王严培 ,  秋博文 ,  王鹏

IPC: B23K11/36 ,  G21C3/10

Abstract: 本发明公开了一种用于核燃料棒电阻焊接的端塞，端塞本体中部带有用于和包壳管实现电阻焊接的焊接区，焊接区在朝远离包壳管方向带有依次同轴连接的第一圆台段、第二圆台段和第三圆台段；第二圆台段的外径尺寸位于包壳管内径和外径尺寸之间；第一圆台段、第二圆台段和第三圆台段三者之间，第一圆台段外径最小，第二圆台段的外径最大；端塞本体位于包壳管内的内端还带有和第一圆台段同轴连接的第四圆台段，第四圆台段的外径小于包壳管内径，且位于第一圆台段和第二圆台段外径尺寸之间。采用本方案，能够有效地控制焊接熔合区熔合线长度和角度，以及焊缝凸出高度，并能够限制焊接过程焊瘤的流动，避免焊瘤与燃料棒内部燃料柱或气腔弹簧接触。

公开(公告)号：CN118197661A

公开(公告)日：2024-06-14

申请号：CN202410318422.7

申请日：2024-03-20

Applicant: 中国核动力研究设计院

Inventor： 范航 ,  王坤 ,  张坤 ,  李权 ,  蒲曾坪 ,  焦拥军 ,  陈平 ,  肖忠 ,  杜思佳 ,  郑美银 ,  郭子萱 ,  何梁 ,  任全耀 ,  陈耀 ,  邱玺 ,  王严培 ,  刘孟龙 ,  吴平 ,  王鹏 ,  余霖

IPC: G21C3/10 ,  G21C3/06

Abstract: 本发明涉及核反应堆燃料元件技术领域，具体涉及一种核燃料棒下端塞以及燃料棒，端塞本体沿自身轴向依次设置有：插入端，能够插入到包壳管内，包括沿所述端塞本体轴向依次相连的缩径平台和缩径段，所述缩径平台用于支撑包壳管内的元件；焊接台，用于与包壳管焊接，包括沿所述端塞本体轴向依次相连的焊接段和承载段，所述焊接段与所述缩径段相连；约束段，与所述承载段相连，用于连接下管座，且所述约束段的外径由与所述承载段相连的一端向另一端逐渐缩小，通过约束段配合管座实现燃料棒的自锁紧和坐底，能够确保燃料棒的安全性及其堆内运行性能。燃料棒在包壳管下端适配有上述的核燃料棒下端塞。

公开(公告)号：CN115906462A

公开(公告)日：2023-04-04

申请号：CN202211427680.6

申请日：2022-11-15

Applicant: 中国核动力研究设计院

Inventor： 胡超 ,  陈平 ,  张坤 ,  周毅 ,  李文杰 ,  高士鑫 ,  何梁 ,  尹春雨 ,  秋博文 ,  李权 ,  陈定勇 ,  邢硕 ,  范航 ,  王严培

IPC: G06F30/20 ,  G06F17/18 ,  G06F17/11 ,  G06F111/10

Abstract: 本发明属于燃料棒堆内辐照行为的数值模拟方法领域，具体涉及计算U3Si2燃料裂变气体热释放的方法，包括以下步骤：计算在当前时刻与前一时刻之间间隔的Δt时间内新产生的裂变气体浓度和当前时刻的裂变气体产生总量；计算当前时刻晶内气体总数和晶间气体总数；计算当前时刻晶间气泡经过生长和聚合后晶间气泡浓度、气泡体积、气泡半径和气泡面积；计算晶间气泡覆盖分数并判断是否达到气体释放开始的条件，达到开启条件时计算当前时刻晶间气体原子总数和气体原子释放数。本发明推导建立了求解U3Si2燃料晶内、晶间气体气泡浓度和裂变气体释放的计算方法，真实反映了裂变气体释放的机理，可用于预测U3Si2燃料在反应堆内的裂变气体释放。