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核工业泄漏检测技术

（试用本）

核工业无损检测培训中心

目录

1核工业泄漏检测应用技术

2压水堆燃料棒氦质谱检漏技术

3重水堆元件泄漏检测技术

4辐照后元件泄漏检测技术

5核电站蒸汽发生器传热管在役检漏技术

6主回路系统役前和在役检漏技术

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核电站压水堆燃料棒氦质谱检漏技术

燃料棒是反应堆内重要元件之一，棒内装有UO2芯块、隔热块、弹簧和充有技术条

99.995%

件规定压力的纯（）氦气。一定压力的纯氦气密封在燃料棒内是为了满足反应

堆内的工况要求，因此燃料棒的密封性能直接关系到核燃料组件在反应堆内的安全运

行。燃料棒生产时，先是将装有UO2芯块、隔热块、弹簧的棒内抽真空，然后充入一定

压力的纯氦气并进行密封焊接。但由于包壳管、端塞材料质量问题及焊接工艺操作不当

等都可能导致漏孔的产生，这些漏孔在反应堆运行过程中将造成燃料棒的泄漏或破损。

为了保证燃料棒的密封性能达到产品技术条件要求，氦质谱检漏技术在燃料棒生产和检

验中就显得非常重要。

1燃料棒结构及密封性能要求

1.1燃料棒结构及生产工艺

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1—下端塞；2—下端环形焊缝；3—隔热块；4—UO芯块；5—锆包壳管；

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6—隔热块；7—弹簧；8—上端环形焊缝；9—上端塞；10—密封焊点。

图1压水堆核电站燃料棒结构示意图

1UO

燃料棒的结构如图所示，它由锆包壳管，锆上、下端塞，芯块，隔热块，弹

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簧组成。上、下端塞环焊缝采用电子束或TIG焊接，上端密封焊点采用氦弧焊。

燃料棒生产工艺简介如下：

燃料棒上、下端塞，包壳管，隔热块，弹簧，UO芯块制备→燃料棒包壳管与下端塞

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装配→燃料棒包壳管与下端塞焊接（环焊）→X射线检测下环焊缝→装入隔热块、UO2

芯块、隔热块、弹簧→燃料棒包壳管与上端塞装配→燃料棒包壳管与上端塞焊接（环焊）

→燃料棒抽真空后充入1.96～3.0Mpa氦气（纯度99.995%）→燃料棒上端塞密封焊接→

X射线检测上环焊缝和密封焊点→燃料棒氦质谱检漏→燃料棒UO芯块富集度γ扫描检

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测→燃料棒UO芯块间隙及完整性γ扫描检测→燃料棒外观检查→燃料棒成品入库。

2

燃料棒生产工艺中，其中一道工序为上端塞充氦密封焊（采用钨级氦弧焊），见图

2所示。