表1 ATRIUM-9B燃料棒設計參數
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燃料棒
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長度
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4,105.3 mm
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護套外徑
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11.0 mm
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護套內徑
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9.5 mm
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護套厚度
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0.75 mm
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護套材料
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Zry-2
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氣室長度
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243.3 mm
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充填氦氣預壓
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74.7 psi
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燃料丸
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總高度
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3,810 mm
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上端天然鈾
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152.4 mm
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下端天然鈾
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152.4 mm
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燃料丸外徑
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9.31 mm
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燃料丸高度
|
9.5 mm
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鈾平均濃縮度
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依設計需求
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密度
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94.5% TD
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表2 核燃料行為分析設計參數組合
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設計參數
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燃料棒內壓
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護套應力
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護套塌陷
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燃料丸密度
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平均值註
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最大值註
|
平均值
|
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燃料棒預壓
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平均值
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最小值註
|
最小值
|
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護套外徑
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平均值
|
最小值
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內徑平均值
+護套最小厚度
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護套內徑
|
平均值
|
最小值
|
平均值
|
|
燃料丸外徑
|
平均值
|
最大值
|
平均值
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註：平均值即文中所述之Nominal設計值，而最大值與最小值則參考各參數製造公差。
表3 KAG115_F2燃料棒運轉過程中護套應力升高時間與數值
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Time, Hr
|
15794.1
|
15794.5
|
Auto註2
|
15795.4
|
15796.5
|
16101.7
|
16293.7
|
|
Time, Day
|
658.088
|
658.105
|
658.109
|
658.142
|
658.187
|
670.906
|
678.906
|
|
Peak LHGR, Location
|
9.14
912.0
|
22.06
1672.0
|
30.286
1672.0
|
30.286
1672.0
|
32.59
1672.0
|
33.638
1672.0
|
33.524
1672.0
|
|
Hoop Stress, MPa
|
106.2
|
350.9
|
519.3
|
519.1
|
563.0
|
480.9
|
468.4
|
|
Element N註1
|
93 (93)
|
93 (93)
|
93 (93)
|
93 (93)
|
93 (93)
|
91 (93)
|
91 (93)
|
|
Time, Hr
|
17095.1
|
17102.3
|
17102.7
|
17103.2
|
17110.8
|
17227.8
|
17229.8
|
|
Time, Day
|
712.298
|
712.594
|
712.614
|
712.634
|
712.95
|
717.823
|
718.489
|
|
Peak LHGR, Location
|
31.657
608.0
|
19.925
608.0
|
19.891
608.0
|
19.897
608.0
|
33.294
608.0
|
33.255
608.0
|
33.305
608.0
|
|
Hoop Stress, MPa
|
496.8
|
293.4
|
293.3
|
293.4
|
559.7
|
537.3
|
542.3
|
|
Element N註1
|
85 (86)
|
85 (93)
|
85 (93)
|
85 (93)
|
85 (86)
|
85 (86)
|
85 (86)
|
註1：第一個數字對應於最高護套應力之有限元素編號，第二個數字對應於最高護套應變能密度之有限元素編號。
註2：程式運跑時自動增加之分析時間點
表4 KAG115_F2燃料棒分析結果與研判
|
討論項次
|
結果與研判
|
|
1. 護套高應力發生時間
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l2003/03/23(08:16:08 ~ 10:39:14)
l2003/05/16 ~ 2003/05/17
|
|
2. FALCON分析時間
|
l658.11, 658.19 day
l712.30, 712.95 day
|
|
3. 最大應力值
4. (高斯點與平均值)
|
l558.1 MPa (563.0 MPa)
l542.7 MPa (559.7 MPa)
|
|
5. 兩次升高對應軸向節點
|
lNode 12
lNode 4
|
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6. 護套最大應力對應高度
|
l1751 mm
l535.9 mm
|
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7. Peak LHGR與對應高度
|
l9.93 kW/ft at 1672 mm
l10.15 kW/ft at 608.0 mm
|
|
8. 運轉紀錄
|
l2003年4月中旬廢氣系統活度升高6種放射性分裂氣體突升
l2003年9月中旬與10月底上述活度呈現兩次階梯狀跳升
|
|
9. 破損狀況
|
l燃料棒於下端塞處斷裂
l另外3個穿孔裂紋，一處位於481 ~ 488 mm
|
|
10. 破損判斷
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l第一時間點功率變化前後應力增高26%，具有PCI潛在可能，但與運轉紀錄活度升高指標相差約20天
l第二時間點功率變化前後應力增高15%，PCI可能性較低
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表5 KBH069_F2燃料棒運轉過程中護套應力升高時間與數值
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Time, Hr
|
16300.2
|
16300.8
|
16303.7
|
16310.2
|
16363.8
|
16385.7
|
16483.1
|
|
Time, Day
|
679.18
|
679.2
|
679.32
|
679.59
|
681.82
|
682.739
|
686.79
|
|
Peak LHGR, Location
|
9.834
1064.0
|
24.986
608.0
|
29.528
608.0
|
32.156
608.0
|
31.552
608.0
|
31.507
608.0
|
29.358
608.0
|
|
Hoop Stress, MPa, Element N註
|
46.3
88
|
298.4
88 (85)
|
382.3
88 (85)
|
484.0
85 (85)
|
539.1
85 (85)
|
535.8
85 (85)
|
484.3
85
|
|
Time, Hr
|
20645.8
|
21005.4
|
21006.1
|
21013.3
|
21024.3
|
21032.8
|
Auto
|
|
Time, day
|
860.24
|
875.22
|
875.25
|
875.55
|
876.01
|
876.366
|
891.74
|
|
Peak LHGR, Location
|
32.282
2128.0
|
13.464
3192.0
|
20.707
608.0
|
26.944
608.0
|
28.333
608.0
|
26.916
760.0
|
27.505
2888.0
|
|
Hoop Stress, MPa, Element N註
|
166.40
84 (94)
|
101.7
84 (95)
|
309.1
84 (95)
|
454.3
84 (94)
|
463.0
84 (94)
|
421.6
84
|
374.5
84
|
註：第一個數字對應於最高護套應力之有限元素編號，第二個數字對應於最高護套應變能密度之有限元素編號，相同數字代表兩者一致。
表6 KBH069_F2燃料棒分析結果與研判
|
討論項次
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結果與研判
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1. 護套高應力發生時間
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l2003/04/14 ~ 2003/04/16
l2003/10/26 ~ 2003/10/27
|
|
2. FALCON分析時間
|
l679.59, 681.82 day
l875.55, 876.01 day
|
|
3. 應力數值(高斯點與平均值)
|
l560 MPa (539 MPa)
l556 MPa &.528 MPa (463 MPa)
|
|
4. 軸向節點
|
lNode 4,5
lNode 4,5 & 14 (M型雙高峰)
|
|
5. 護套高應力對應高度
|
l538.3 mm
l690.7 mm & 2,064 mm
|
|
6. Peak LHGR與對應高度
|
l9.62 kW/ft at 608 mm
l8.64 kW/ft at 608 mm
|
|
7. 運轉紀錄
|
l2003年4月中旬廢氣系統活度升高6種放射性分裂氣體突升
l2003年9月中旬與10月底上述活度呈現兩次階梯狀跳升
|
|
8. 破損狀況
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l於750 mm處斷裂
l3個穿孔裂紋中，一處位於2,178 ~ 2,202 mm
|
|
9. 破損判斷
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l應力變化可能於538.3 mm & 690.7 mm附近造成第一個長裂縫 (PCMI)
l2,062 mm附近有可能有第二個裂縫或是對第一裂縫造成加大效果
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圖1 KAG115_F2燃料棒平均線性功率歷史(1)
圖2 KAG115_F2燃料棒節點最高功率歷史(1)
圖3 KAG115_F2燃料棒平均線性功率歷史(2)
圖4 KAG115_F2燃料棒節點最高功率歷史(2)
圖5 KAG115_F2燃料棒第一次護套應力升高功率變化
圖6 KAG115_F2燃料棒第一次護套應力升高變化
圖7 KAG115_F2燃料棒第二次護套應力升高功率變化
圖8 KAG115_F2燃料棒第二次護套應力升高變化
圖9 核二廠2號機週期16之FRI變化趨勢
圖10 核二廠2號機週期16分裂氣體活度監測紀錄
圖11 KBH069_F2燃料棒平均線性功率歷史(1)
圖12 KBH069_F2燃料棒節點最高功率歷史(1)
圖13 KBH069_F2燃料棒平均線性功率歷史(2)
圖14 KBH069_F2燃料棒節點最高功率歷史(2)
圖15 KBH069_F2燃料棒平均線性功率歷史(3)
圖16 KBH069_F2燃料棒節點最高功率歷史(3)
圖17 KBH069_F2燃料棒第一次護套應力升高功率變化
圖18 KBH069_F2燃料棒第一次護套應力升高變化
圖19 KBH069_F2燃料棒第二次護套應力升高功率變化
圖20 KBH069_F2燃料棒第二次護套應力升高變化
