RFA-2 燃料产品
背景
西屋电气公司在核燃料组件的设计及制造方面拥有40 多年丰富经验，在当今的电厂运行和商务环境中，这 些丰富经验及燃料设计可以帮助核电厂实现卓越的燃料可靠 性及性能。坚固的 17x17 燃料组件 (RFA-2) 已经 在世界范围内展示出非凡的燃料性能。
说明
RFA-2 燃料组件可以提供当今竞争激烈的市场环境 中所需的较低周期成本。由于能增加磨蚀裕量、改 进传热性能以及增强排除杂物的高级功能，客户可 以完全信任燃料性能及其经济性。
磨蚀裕量
耐久性试验显示，RFA-2 的中间格架提高了格架对 燃料棒的磨蚀性能，相比之前的产品提升了四倍之 多。与燃料棒接触面的增加是格架对燃料棒磨蚀性 能增强的主要原因，自从引入了 RFA-2 格架设计， 格架对燃料棒的磨蚀破损没有发生过。此外，该组件的 弹簧刚度更低，可降低静态及动态载荷，并且弹簧 及凹痕的边缘几何形状也已得到改进，可降低边缘 硬度。
传热能力的改进
RFA-2 的中间格架包含有高性能搅混翼，可以优化 冷却剂混合。混合能力的增强改进了偏离泡核沸 腾 (DNB) 性能，并且降低了燃料棒热点，大家都知 道这些热点可造成燃料棒上的杂质沉积，以及堆芯 内的功率分布转移。通过利用高性能中间流动搅混格架 (IFM)，传热能力得到进一步增强。为减少燃料包壳氧化及杂 质沉积，使用三个 IFM 能进行额外的冷却剂搅混的格架， 改进了热工裕量，降低了燃料棒的表面温度。
ZrB2 一体化燃料可燃吸收体
燃料周期的经济性对于所有电厂均非常重要，西屋的二硼化锆 (ZrB2) 一体化燃料可燃吸收体 (IFBA) 是实现改进燃料周期成本的关键元 素。ZrB2 专为电厂能够在多种堆芯换料设计及 运行方案中实现最优铀利用率而设计。IFBA 燃料棒 增强了功率分布，并且不会有残留毒物质引起的惩罚。其优势 包括，提高了中子经济性和灵活性，增加了裕量对 峰值因的限值，并且降低了燃料循环及乏燃料的 成本。相比其他可燃吸收体而言，西屋 ZrB2 IFBA 的可预测性及经济性均得到了提高。
增强了功率分布，并且不会残留有毒物质。其优势包括， 提高了中子经济性和灵活性，增加了裕量对峰值因子的限值，并且降低了燃料循环及乏燃料的成本。相比其他可燃吸收体而言，西屋 ZrB2 IFBA 的可预测性及经济性均得到了提高。
Optimized ZIRLO™ 由于核工行业一直通过提高燃料卸料燃耗及更激进的燃料管理方案 来寻求更长的运行周期，因此对核燃料包壳的耐蚀性 能的要求就变得更为严苛。燃料棒排列为 17x17 的 RFA-2 包壳材质采用 Optimized ZIRLO 材料，与其他先前的燃料 包壳材料相比，该材料的耐蚀性能已经证实得到了改良。优 化的锡含量可在降低腐蚀速度的同时，具备保持机械强度以 及抵御异常化学状态产生的加速腐蚀的优势。减少相关的腐 蚀形成，从而最大限度地降低温度反馈效应，这可以为燃料 棒的内部压力设计标准提供更多裕量。
增强排除杂物
RFA-2 使用了三层防护，包括：标准杂物过滤器底部接管 (SDFBN)、坚固的保护性格架及细长实心燃料棒底端端塞、 以及燃料棒氧化膜涂层。
SDFBN 提供了防御杂物的第一道防线。SDFBN 的设计是为减 缓因杂物带来的燃料棒磨损故障，已经证实它在增强可靠 性、降低由维修及更换带来的成本方面非常有效。
位于 SDFBN 上面的一层是坚固的保护性格架 (RPG)。RPG 是另一层杂物屏障，可以增加燃料的可靠性。任何通过 SDFBN 的杂物将被捕获在 RPG 面向细长实心燃料棒底 端端塞的一侧。最后一层杂物防护通过涂敷一层氧化物涂层而 实现，该涂层对各燃料棒底部六英寸进行保护，因此 比未加涂层的包壳更有耐磨性。三层防护加在一起增强了减缓杂物 的程度。
优势
RFA-2 燃料产品是基于西屋在设计及制造核燃料方面的丰富 经验和世界级领导力。该产品具有以下优势：
- • 刚性结构，具备可抵抗燃料组件变形的裕量
- • 高接触面中间格架，增加了燃料棒磨蚀裕量
- • IFM 格架可增加 DNB 裕量
- • 高性能搅混翼格架
- • 高燃耗先进材质 – ZIRLO® 及 Optimized ZIRLO
- • 多层杂物防御
- • 高级一体化燃料可燃吸收体，可实现最佳的燃料循环经 济性
经验
RFA 和 RFA-2 17x17 燃料已经在美国、西班牙、比利时、 法国、瑞典及南非的电厂得以运行，首个 RFA 燃料换料发生于 1998 年，RFA-2 燃料在 2003 年开始使用。截止 2014 年 年末，56 个电厂使用了 RFA 或 RFA-2 燃料，换料循环超过了 400 个，组件个数为 2.2 万个，燃料棒个数为 575 万多个。RFA/RFA-2 燃料已在 3 回路及 4 回路 17x17 的电厂得以使用，范围涉及不同冷却剂温度、流速及入口流量分 布， 燃料组件长度为 12 英尺（配备及未配备 IFM 格架）以及 14英尺（未配备 IFM 格架）。
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