本申請的實施例涉及反應(yīng)堆燃料元件領(lǐng)域，具體涉及一種對燃料元件進行處理的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、這里的陳述僅僅提供與本申請有關(guān)的背景信息，而不必然地構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

2、反應(yīng)堆的燃料元件在使用過程中會產(chǎn)生熱量，為避免燃料元件的溫度升高而造成安全隱患，在燃料元件外設(shè)置有反應(yīng)堆冷卻劑，以對燃料元件進行冷卻。

3、燃料元件主要包括殼件和安裝于殼件內(nèi)的芯塊，燃料元件在使用過程中產(chǎn)生的熱量來自芯塊，這些熱量會由芯塊傳遞至殼件，進而傳遞至殼件外的反應(yīng)堆冷卻劑。當芯塊與殼件之間的傳熱效率較低時，芯塊產(chǎn)生的熱量無法及時傳遞至反應(yīng)堆冷卻劑，使得芯塊的溫度上升，造成局部過熱，對燃料元件的安全使用帶來隱患，因此，有必要采取措施以提高芯塊與殼件之間的傳熱效率。

4、目前通常采用在殼件和芯塊之間加入冷卻介質(zhì)，以提高芯塊和殼件之間的傳熱效率，但在加入冷卻介質(zhì)時，會出現(xiàn)冷卻介質(zhì)分布不均勻的問題，使得芯塊和殼件之間的傳熱效率未能得到有效提高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、在下文中給出了關(guān)于本申請的簡要概述，以便提供關(guān)于本申請的某些方面的基本理解。應(yīng)當理解，這個概述并不是關(guān)于本申請的窮舉性概述。它并不是意圖確定本申請的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本申請的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

2、相關(guān)技術(shù)中，向殼件中加入金屬鈉的方式通常為直接向殼件中加入液態(tài)鈉。由于金屬鈉的熔點相對較高，需要將金屬鈉加熱至約97.8℃才能使其熔化，因此，在填充液態(tài)鈉的過程中，如果容器壁面的加熱溫度不能達到約97.8℃，液態(tài)鈉在接觸到較冷的壁面時可能會迅速凝固。這種現(xiàn)象會導(dǎo)致金屬鈉在殼件入口處凝結(jié)，形成堵塞，從而阻止后續(xù)液態(tài)鈉的添加。一旦發(fā)生這種情況，就需要對殼件進行額外的加熱，以使凝結(jié)的鈉重新熔化，或者更換殼件，重新開始充鈉過程。這個過程不僅耗費時間，還可能增加操作風險。

3、在改進的方法中，向殼件中加入金屬鈉的方式為直接向殼件中加入固態(tài)鈉。之后將芯塊放入殼件，且位于固態(tài)鈉件的上方；對殼件進行加熱，以使固態(tài)鈉件熔化，將芯塊包圍。本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在這一過程中，會存在部分氣體困在殼件下端，并且會擠壓液態(tài)鈉以不穩(wěn)定的方式向上移動，使得液態(tài)鈉內(nèi)部形成氣孔、氣隙等，造成液態(tài)鈉分布不均勻，進而導(dǎo)致燃料元件出現(xiàn)局部過熱的問題。

4、為解決上述問題，本申請的實施例提供一種對燃料元件進行處理的系統(tǒng)及方法。燃料元件包括殼件和設(shè)置于殼件內(nèi)的多個芯塊、冷卻介質(zhì)以及氣體，多個芯塊位于冷卻介質(zhì)的液面下方。

5、第一方面，本申請的實施例提供的對燃料元件進行處理的系統(tǒng)包括保持裝置、加熱裝置以及振動裝置。保持裝置用于保持多個燃料元件；加熱裝置用于對多個燃料元件進行加熱，以使燃料元件的冷卻介質(zhì)處于液態(tài)；振動裝置用于帶動保持裝置進行振動，從而帶動多個燃料元件進行振動，以使液態(tài)的冷卻介質(zhì)內(nèi)部的氣體能夠逸出至冷卻介質(zhì)的液面上方。

6、本申請的實施例提供的處理系統(tǒng)通過振動裝置帶動保持裝置進行振動，從而帶動多個燃料元件進行振動，使得冷卻介質(zhì)內(nèi)部的氣體能夠逸出至冷卻介質(zhì)的液面上方，進而使得液態(tài)冷卻介質(zhì)能夠在殼件內(nèi)均勻分布，能夠提高燃料元件的殼件和芯塊之間的傳熱效率，避免燃料元件出現(xiàn)局部過熱的現(xiàn)象。

7、第二方面，本申請的實施例提供的對燃料元件進行處理的方法利用本申請第一方面的實施例提供的對燃料元件進行處理的系統(tǒng)實現(xiàn)。

技術(shù)特征：

1.一種對燃料元件進行處理的系統(tǒng)，所述燃料元件包括殼件和設(shè)置于所述殼件內(nèi)的多個芯件、冷卻介質(zhì)以及氣體，所述多個芯件位于所述冷卻介質(zhì)的液面下方；其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述振動裝置包括機械振動部，所述機械振動部用于帶動所述保持裝置進行振動。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述機械振動部包括本體和能夠相對于所述本體振動的振動部；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述保持裝置還包括延伸部，所述延伸部與所述連接部連接；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述保持件的徑向外側(cè)形成夾持槽，每個所述燃料元件通過所述夾緊件被夾緊于所述夾持槽內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述保持裝置還包括支撐部，與所述連接部連接，所述支撐部設(shè)置于所述多層保持件的下方，所述多個燃料元件與所述支撐部接觸，以由所述支撐部支撐所述多個燃料元件。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述保持件、所述支撐部、所述延伸部以及所述連接部設(shè)置成鏤空結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱裝置設(shè)置成形成下方具有開口的加熱腔；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述密封裝置包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述振動裝置還包括超聲振動部，所述超聲振動部用于通過超聲帶動所述保持裝置進行振動。

11.一種對燃料元件進行處理的方法，所述方法利用權(quán)利要求1-10中任一項所述的系統(tǒng)實現(xiàn)。

技術(shù)總結(jié)
本申請的實施例涉及反應(yīng)堆燃料元件領(lǐng)域，具體涉及一種對燃料元件進行處理的系統(tǒng)及方法。燃料元件包括殼件和設(shè)置于殼件內(nèi)的多個芯塊、冷卻介質(zhì)以及氣體，多個芯塊位于冷卻介質(zhì)的液面下方。系統(tǒng)包括保持裝置、加熱裝置以及振動裝置。保持裝置用于保持多個燃料元件；加熱裝置用于對多個燃料元件進行加熱，以使燃料元件的冷卻介質(zhì)處于液態(tài)；振動裝置用于帶動保持裝置進行振動，從而帶動多個燃料元件進行振動，以使液態(tài)的冷卻介質(zhì)內(nèi)部的氣體能夠逸出至冷卻介質(zhì)的液面上方。本申請的實施例提供的處理系統(tǒng)使液態(tài)冷卻介質(zhì)能夠在殼件內(nèi)均勻分布，能夠提高燃料元件的殼件和芯塊之間的傳熱效率，避免燃料元件出現(xiàn)局部過熱的現(xiàn)象。

技術(shù)研發(fā)人員：王宇回,梁娜,阮章順,付曉剛,李雅平,王東恒,王一新,王榮東,朱慶福
受保護的技術(shù)使用者：中國原子能科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23