核燃料元件材料工程质量管理系统的开发研究

    蔡振方 皇泽中 刘建成 任冠男

    中图分类号：F253.3 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2019）5-109-02

    摘 要 随着我国社会经济和科学技术的不断发展，对于清洁能源的利用成为国家重点关注的区域，而核电站发电在目前社会情况下成为一种比较高效的发电方式，随着我国政府对于核电政策的调整，国家对于核电发展的步伐也在加快，而对于中国核工业来说，其面临着全球性的竞争也越来越大，在国内的竞争压力也在变得越来越激烈。对于核电站的反应堆而言，核燃料元件是保证其运行的核心部件，自然核燃料元件的質量对保证核电站的运行安全具有直接的关系。保证核燃料元件的产品质量就需要在企业的制造生产过程中，采取相应的措施，进行严格的质量控制和数据管理。随着计算机相关技术的快速发展，相关的企业都建立了相应的质量管理系统，这对核燃料元件进行产品质量管理以及质量控制都具有重要的意义。本文对核燃料元件相关的内容进行了分析，探讨了核燃料元件的工程质量管理系统，着重研究了对核燃料元件材料的质量管理。

    关键词 核燃料元件 质量管理 管理系统

    随着当代社会计算机信息技术的快速发展，在社会很多领域信息技术都得到了普遍的应用，包括科学研究、工业生产、交通以及教育等领域。对制造业来说信息技术的应用范围更加广泛，其产品生产制造的每一个环节都离不开信息技术的支持。在信息技术和计算机技术的快速发展下，为保证企业产品的质量，很多企业都建立了自身相关的产品质量管理系统。对于核电工业来说，核燃料元件作为核电站反应堆的核心材料，其质量的好坏直接影响到核电站的安全、稳定运行，所以为保证核燃料元件的质量，防止核燃料元件的质量出现问题而影响到整个核电机组的运行，就需要进行有效的质量管理工作，使质量管理规范化、系统化，这对保证核电机组的正常运行具有重要的意义。

    一、核燃料元件相关概述以及质量管理

    核燃料元件可以说是核反应堆中具有独立结构的燃料使用单元，核燃料元件是将核燃料加工成一定的形状，并通过使用相应的材料进行包覆而成，是核电站反应堆中的核心材料，也是其主要能够来源。核燃料元件一般都是在比较恶劣的环境下工作，这就对核燃料元件的质量有了更高的要求。根据核燃料元件的类型，可以将其分为金属型燃料元件、弥散型以及陶瓷型燃料元件，核燃料元件也具有不同的几何形状，根据不同的使用要求来选择核燃料元件的形状。核燃料元件具有一定的放射性，其释放的能量能够进行高度集中，而且工作的环境也是十分的恶劣，作为燃料元件主体的芯体，在发生作用时也会伴随辐照损伤。这都对核燃料元件的质量有了更高的要求。

    按照我国相关规定，生产制造核燃料元件的厂家需要向核电站单位作出相应的承诺，在生产制造过程中需要采取相应的质量验证手段，来保证核燃料元件的质量安全，也防止因为质量以其他问题对核电站的运行安全造成一定的影响。其质量控制的要求主要包括检查与试验、对质量进行监查，核燃料元件是作用于环境比较恶劣的核反应堆中，所以对质量有着极其严格的要求，而产品质量保证的关键和重点就在于核燃料元件的生产过程。为了保证核燃料元件在生产制造过程中各种数据的准确性和可靠性，就需要进行规范化的管理，这时开发核燃料元件相关的质量管理系统就具有重要的意义。

    二、核燃料元件材料质量管理系统设计

    （一）质量管理系统流程分析

    核燃料元件作为核电站反应堆的核心材料，其不仅能够参与可控性的链式裂变反应，其还是防止放射性物质泄露的第一道安全屏障。核燃料元件的质量安全直接影响到整个核电站的运行安全，为了保证核燃料元件的质量，在产品生产过程中就要进行相应的质量控制和数据管理，用产品的质量数据对产品的质量进行衡量，保持产品的可追踪性。

    （二）核燃料元件质量数据管理

    在核燃料元件棒的生产过程中，根据相应的生产检验工艺要求，对元件棒下端塞进行环形焊接、上端塞进行环焊以及充氮密封点焊，之后还要对焊缝进行无损检测。核燃料元件棒的结构图如图2所示。

    在核燃料元件的生产过程中，每一个工序岗位在进行产品检验的时候都要记录好相应的检验结果，并输入到相应的计算机系统里进行保存，对于一些岗位的检验数据，其是由在线控制系统进行相应的采集和储存的。在核燃料元件的生产过程中，还需要对核燃料元件的各项内容进行跟踪，当达到相应的技术条件时，才能够把核燃料元件判定为合格产品进行入库处理。

    （三）核燃料元件棒预装盒

    根据核燃料元件制造以及预装盒的装棒工艺流程和相关规则，进行相应的定位格架分栅，其中每一个栅元就是一个支棒的位置。核燃料元件棒号是和栅元号一一对应的，通过进行预装盒就是将一组组件所需要的放行核燃料元件装入到相应的棒储存盒中，在进行装棒的过程中需要把核燃料元件棒上的条形码标签去除，但为了保证核燃料元件产品的可追踪性，在进行装盒的时候需要准确迅速地记录核燃料元件棒的编号以及其对应的栅元号。

    （四）核燃料元件质量管理系统的工作流程

    通过使用计算机网络和信息管理技术，建立相应的质量管理系统作用于核燃料元件生产质量控制和管理的各个环节中，实现对核燃料元件生产质量管理的自动化。使用该质量管理系统就是通过对各种原始数据进行采集，经过相应的数据信息传输，由相应的模块进行分析，从而有效实现对于核燃料元件的质量控制以及管理，保障核燃料元件的质量。其工作流程如图3所示。

    三、核燃料元件质量管理系统的作用

    核燃料元件作为核电站反应堆的核心材料，其不仅能够参与可控性的链式裂变反应，其还是防止放射性物质泄露的第一道安全屏障。核燃料元件的质量安全直接影响到整个核电站的运行安全，为了保证核燃料元件的质量，在产品生产过程中就要进行相应的质量控制和数据管理。而核燃料元件质量管理系统在管理中发挥的作用有以下几点。

    （一）帮助建立相应的原始数据管理档案，保证其规范化管理

    通过建立相应的原始数据库，并使用相应的手段对其进行处理，促使原始质量数据达到规范化，从而保证原始数据的可靠性、准确性等，使核燃料元件具有相应的可追踪性。

    （二）提高质量管理的效率并改善数据的管理水平

    在进行核燃料元件规模化生产的过程中，需要及时而且准确的核燃料元件的质量数据，随着相关质量管理水平的提高，传统的手工跟踪手段已经不能够满足相应的需求，也比较容易出现误差以及传输不及时的现象发生，所以使用核燃料元件质量管理系统能够极大地提高质量信息的传输速率，并有效提高质量管理工作的效率。

    （三）帮助相关企业进行产品质量的评价

    在生产制造核燃料元件时，其各工序岗位对于产品加工检验的原始质量数据，是对产品进行质量评价的关键依据。对核燃料元件产品进行相应的评价，其包括多方的评价，根据各工序岗位对于产品加工检验的原始质量数据，按照相应的技术条件对产品进行跟踪、审查和放行。使用该系统能够有效地提高质量管理的水平，满足核燃料元件制造质量管理的相关要求。

    四、结语

    综上所述，随着计算机信息技术的快速发展，社会很多领域都普遍利用了相应的计算机信息技术。在企业的产品生产制造中，相应的质量管理系统也越来越多的被应用，尤其是核燃料元件作为核电站反应堆的核心材料，核燃料元件的质量安全直接影响到整个核电站的运行安全，为了保证核燃料元件的质量，就需要应用到相应的质量管理系统来加强对于产品的质量监控，保证相关企业生产制造出的核燃料元件产品能够达到相应的质量标准，并满足核电站使用的相关要求。

    参考文献：

    [1] 周红.质量文件数据库管理系统的设计及应用[J].信息与电脑（理论版），2017（08）：135-136+139.