【摘要】：燃料組件是鈉冷快中子反應(yīng)堆堆芯中最為的重要組件之一。快堆燃料組件在工作的過程中處于強(qiáng)輻照、較大的壓力差和溫度梯度大等環(huán)境中,輻照會(huì)產(chǎn)生輻照生長、輻照腫脹和輻照蠕變等現(xiàn)象,壓力差和溫度差會(huì)使組件不同部位所受的應(yīng)力不同,這些因素都會(huì)導(dǎo)致燃料組件產(chǎn)生變形。組件過大的變形會(huì)導(dǎo)致?lián)Q料組件卡住、加速組件破損,對(duì)反應(yīng)堆的運(yùn)行產(chǎn)生很大的安全隱患。因此,開發(fā)燃料組件變形測量系統(tǒng),進(jìn)行燃料組件變形的測量與評(píng)估,可為反應(yīng)堆安全運(yùn)行提供必需的手段。本文針對(duì)燃料組件變形測量技術(shù)展開研究,開發(fā)出燃料組件變形測量系統(tǒng),研究工作主要圍繞測量系統(tǒng)的測量理論與算法、測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)兩方面展開。本文的主要工作如下:1.提出并設(shè)計(jì)了基于線結(jié)構(gòu)光視覺測量的組件變形測量系統(tǒng)。針對(duì)組件變形參數(shù)的測量,本文提出基于結(jié)構(gòu)光測量和掃描相結(jié)合的組件變形測量新方法,先通過掃描機(jī)構(gòu)獲取組件的點(diǎn)云,在通過對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,重建出組件的三維模型,最后對(duì)重建的模型進(jìn)行參數(shù)測量。本文對(duì)測量系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)與分析,針對(duì)輻射對(duì)測量系統(tǒng)的影響,進(jìn)行了輻射屏蔽設(shè)計(jì),并解決了多傳感器間點(diǎn)云拼接問題。2.研究了輻射和輻射屏蔽結(jié)構(gòu)對(duì)燃料組件變形測量系統(tǒng)的影響,提出燃料組件變形測量系統(tǒng)的校正模型,校正模型對(duì)于高精度的測量和點(diǎn)云拼接非常重要。并對(duì)測量系統(tǒng)的校正模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明校正誤差為±0.05 mm。3.為了驗(yàn)證燃料組件變形測量系統(tǒng)的測量精度,加工出標(biāo)準(zhǔn)件和模擬燃料組件,并進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的測量實(shí)驗(yàn)。測量實(shí)驗(yàn)取得較好的效果,在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件的對(duì)邊距和對(duì)角距測量誤差為±0.05 mm,對(duì)模擬燃料組件的對(duì)邊距測量誤差為±0.05mm,長度和對(duì)角距測量的誤差為±0.1 mm。最后,對(duì)影響測量系統(tǒng)測量精度的因素進(jìn)行了研究。
【圖文】：

題研究背景及意義是一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展和人民生活不可或缺的資源。自從工業(yè)革源的需求日益增大，在工業(yè)迅速發(fā)展的今天，對(duì)能源的消耗在的能源在不斷的消耗減少，新能源的開發(fā)成為解決能源緊缺和途徑。而核能作為人類開發(fā)新能源的重要目標(biāo)之一，日益受到國家已經(jīng)利用核能來發(fā)電，而且利用核能發(fā)電的能量占據(jù)電能大，核電站未來將成為產(chǎn)生電能最為重要的部分之一。核電站堆，，核電站常用的反應(yīng)堆主要有快中子增殖反應(yīng)堆(FBR)、氣冷HWR)和輕水堆(LWR)[1]，反應(yīng)堆主要由反應(yīng)堆堆芯、壓力容器組成。本文的燃料組件是指鈉冷快中子反應(yīng)堆(SFR)的燃料組中子反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)如圖 1.1 所示，圖 1.2 為日本 JoyoMK-Ⅱ 快中的外形示意圖。

圖 1.2 Joyo MK- II 快堆燃料組件外形[3]gure 1.2 Outline of Joyo MK-II fast reactor fuel assemb件工作時(shí)浸泡在金屬鈉冷卻液中，快堆功率密堆燃料組件所產(chǎn)生的溫度較高，在組件入口處和和 600 ℃，組件內(nèi)外壓力差較大，在入口處內(nèi)組件在壽期末材料所受的中子能量 E＞0.1 MeV1023cm-2 [5-7]。因此，燃料組件工作過程中承受輻照。高溫及冷卻液的壓力差會(huì)使燃料組件的六區(qū)中輻照損傷較大，會(huì)產(chǎn)生輻照腫脹和輻照蠕變生橫向彎曲、縱向伸長和徑向膨脹[8]。過大的變時(shí)燃料組件的卡住[5]，使組件的使用性能受到影
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP391.41;TL352

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本文編號(hào)：2656973