內容提要
全書分別論述了重水堆核電站、燃料元件及其製造、加工工藝、加工過程以及重水堆燃料循環等內容。其中，重水堆燃料元件的製造、加工工藝及過程反映了我國第一條重水堆燃料元件生產線的總體技術。
本書可供從事核能發電、反應堆、燃料元件設計、製造的科技人員和大專院校有關專業的師生以及對重水堆核電站及其燃料元件製造、加工感興趣的廣大讀者閱讀。
編輯推薦
重水堆是目前核電領域的重要堆型之一，世界上許多國家均有運行，它為核能發電及和平利用提供了良好的基礎。
本書是“核材料科學與工程”叢書之一，全書共分為六章，具體內容包括重水堆概述、重水堆燃料元件設計、高純天然陶瓷UO2粉末製備、陶瓷UO2芯塊製備、重水堆燃料棒束製造、CANDU燃料棒束開發和研究，重點對重水堆燃料元件製造工藝技術做了詳細介紹，並同時對重水堆、燃料元件設計、重水堆的發展和改進也做了介紹，還對相關基礎理論知識做了適當的講解，其內容主要來自於該生產線的實踐。
本書可供各高等院校作為教材使用，也可供從事相關工作的人員作為參考書使用。
作者簡介
李冠興，我國核材料專家，中共十六大代表，全國政協委員，中國工程院化工、冶金與材料工程學部院士。
1962年畢業於清華大學工程物理系，1966年清華大學研究生畢業，1967年至今在中國核工業集團公司二O二廠工作。1982年至1984年，公派到美國俄亥俄州立大學任冶金工程系訪問學者。1990年任二0二廠總工程師。1993年享受政府特殊津貼。2001年至今任二O二廠廠長，兼任中國核工業集團公司科學技術委員會委員、中國材料研究學會理事、清華大學材料科學與工程研究院核材料學科顧問、核工業鈾材料研究與開發重點實驗室主任。
長期從事核材料技術的開發與研究，在金屬型核燃料元件、研究堆核燃料元件、靶件和鈾材料等方面做出了貢獻。
目錄
第1章概述
1.1重水堆核電站發展過程
1.2CANDU重水堆及其燃料元件
1.2.1CANDU重水堆
1.2.2CANDU堆燃料元件
1.3CANDU堆的未來發展
1.3.1CANDU-9反應堆
1.3.2燃料設計的最佳化
1.3.3燃料通道設計的最佳化
1.3.4堆芯布置最佳化
1.3.5強化的非能動安全性
1.3.6CANDU-NG(nextgeneration)以後的發展：CANDU-X概念
參考文獻
第2章重水堆燃料元件設計
2.1CANDU堆燃料元件設計原則
2.2燃料棒設計
2.2.1燃料棒設計準則
2.2.2燃料棒設計描述
2.3燃料束設計
2.3.1燃料束設計準則
2.3.2燃料束設計描述
2.4燃料性能
2.4.1堆內試驗
2.4.2芯塊密實和腫脹
2.4.3芯塊-包殼間相互作用
2.4.4包殼管坍塌性能
2.4.5磨蝕和磨損
2.4.6端板疲勞強度
2.4.7功率循環
2.4.8非破壞燃料棒包殼的氫化/氘化
2.4.9正常運行的端部通量峰
2.4.10功率提升和躍增
2.5堆外試驗
2.5.1滑動磨損試驗
2.5.2衝擊強度試驗
2.5.3與換料機系統的相容性試驗
2.5.4磨蝕試驗
2.5.5水力壓降試驗
2.5.6抗震試驗
2.6燃料運行性能
2.6.1燃料燃耗
2.6.2燃料缺陷
參考文獻
第3章高純天然陶瓷UO2粉末的製備
3.1概述
3.2天然陶瓷UO2粉末性能要求
3.2.1化學性能指標
3.2.2物理性能
3.3ADU流程製備高純天然陶瓷UO2粉末
3.3.1硝酸鈾醯料液的製備
3.3.2萃取純化
3.3.3ADU沉澱及其過濾、洗滌
3.3.4ADU的乾燥
3.3.5二氧化鈾粉末的生產
3.4生產中的廢品、廢物和廢水的處理
3.4.1廢芯塊氧化煅燒處理
3.4.2含鈾可燃廢物的焚燒處理
3.4.3各類含鈾廢水的處理
參考文獻
第4章重水堆二氧化鈾芯塊的製備
4.1燃料芯塊的最佳化設計
4.1.1芯塊形狀和尺寸
4.1.2芯塊密度
4.1.3孔隙率
4.1.4晶粒大小
4.1.5氧鈾比
4.2二氧化鈾粉末的制粒
4.2.1預壓餅法
4.2.2軋片法
4.2.3破碎和過篩
4.3二氧化鈾粉末壓製成型
4.3.1物料混合
4.3.2二氧化鈾粉末冷壓成型工藝
4.3.3二氧化鈾粉末冷壓成型過程
4.3.4成型設備與模具
4.3.5影響生坯芯塊質量的因素
4.3.6生坯芯塊廢品原因分析
4.4生坯芯塊燒結
4.4.1二氧化鈾燒結的幾個階段
4.4.2生坯芯塊的燒結動力
4.4.3二氧化鈾燒結機理
4.4.4二氧化鈾生坯芯塊燒結工藝
4.4.5影響二氧化鈾生坯芯塊燒結的因素
4.4.6燒結設備
4.5燒結芯塊的磨削
4.5.1燒結芯塊磨削的必要性
4.5.2磨床
4.5.3燒結芯塊磨製過程
4.5.4自動化磨削生產線
4.6廢品和廢料直接在生產中的套用技術
4.6.1廢芯塊磨削渣氧化成八氧化三鈾摻入二氧化鈾粉末中製造芯塊技術
4.6.2氧化-還原法將廢芯塊轉化為八氧化三鈾粉末製造芯塊技術
4.6.3機械破碎法技術
4.7二氧化鈾芯塊的質量保證
4.7.1二氧化鈾芯塊的質量控制計畫
4.7.2二氧化鈾芯塊質量控制
參考文獻
第5章重水堆燃料棒束製造
5.1燃料包殼管材料選擇和製造
5.2鋯-4包殼管制造
5.2.1管坯加工
5.2.2鋯-4合金包殼管加工
5.2.3成品管檢驗
5.2.4棒材加工製造
5.3燃料棒束製造
5.3.1燃料棒束製造工藝流程
5.3.2零部件加工
5.3.3燃料棒製造
5.3.4燃料棒束組裝
5.4燃料束製造期間質量控制和質量保證
5.4.1線上或實驗室的檢驗或試驗
5.4.2統計取樣
5.4.3質量保證審查(2Areview)
5.5燃料製造技術的開發研究
5.5.1鋯-4包殼管內表面的低溫度塗熱解碳塗層技術
5.5.2套用聲學顯微技術評價燃料束焊接和釺焊接頭質量
參考文獻
第6章CANDU燃料棒束開發和研究
6.1CANDU堆燃料循環的靈活性和多種類型燃料循環計畫
6.2CANFLEX燃料束結構和性能
6.2.1燃料束結構
6.2.2燃料束主要優點
6.3稍加濃鈾CANFLEX燃料束
6.3.1稍加濃鈾CANFLEX燃料束中鈾235的選定原則
6.3.2稍加濃鈾CANFLEX燃料束製造
6.4回收鈾CANFLEX燃料束
6.4.1回收鈾的性質
6.4.2回收鈾在CANDU堆中循環比壓水堆循環更經濟
6.4.3回收鈾CANFLEX燃料束製造
6.5DUPICCANFLEX燃料束
6.5.1DUPIC燃料循環的好處
6.5.2DUPIC燃料的特點
6.5.3DUPIC燃料循環操作
6.5.4DUPIC燃料性能
6.5.5壓力堆和CANDU的協同
6.5.6用實驗驗證DUPIC燃料的性能
6.6MOX燃料的製造和性能試驗
6.6.1CANDU混合氧化物燃料的製造
6.6.2混合氧化物燃料的性能試驗
6.7釷CANFLEX燃料束
6.8錒系元素的焚燒
6.9HAC61MK3燃料束
參考文獻
