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Verification of an Automatic Length Measurement System for Nuclear Fuel Rods
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摘要: 压水型核反应堆所用核燃料的质量直接关系到反应堆的安全，燃料棒长度是核燃料质量控制中的一项重要尺寸指标，其测量方法已逐步从人工与长度标准进行比对转到采用自动测量系统进行逐根测长，但目前对这一自动测量系统还缺乏较为规范和系统的验证方法。通过研究测量系统分析原理，提出了一套燃料棒长度自动测量系统有效性验证及日常监督的方法，并依据此方法对生产中正在使用的自动测长系统进行了评定。Abstract: The quality of nuclear fuel in a pressurized water reactor has a direct bearing on the reactor safety. The fuel rod length is an important indicator in the quality control of nuclear fuel. Its measurement by a manual comparison with standard lengths is gradually replaced by automatic measurement systems. However, a specific and systematic verification and monitoring method for such systems has not yet been developed. This paper proposes a method for verifying an automatic length measurement system for fuel rods based on the investigation of the measurement system. An in-use automatic length measurement system was assessed by using this method.
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Key words:
- nuclear fuel rod /
- length /
- automatic measurement system /
- measurement
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图 2 测量系统测量数据统计特性示意图
Figure 2. Statistical characteristics of measurement data from the measurement system
图 3 “评定方法I”中测量能力指数涵义示意图
Figure 3. The meaning of the measurement capability index in "evaluation method I"
图 4 标准棒测量平均值与校准基准值线性拟合图
Figure 4. Linear fitting of the average measurement values of the standard rods versus the calibration reference values
图 6 系统短时测量稳定性（1493号标准棒）
Figure 6. Short-term stability of the measurement system (standard rod No. 1493)
图 7 长度测量控制图（1493号标准棒）
Figure 7. Control chart of the length measurement (standard rod No. 1493)
表 1 长度标准棒校准结果
Table 1. Calibration results of length standard bars
最小值 中间值 最大值 棒号 1492 1493 1494 设计值（mm） 3829.3 +
1.4 / −5.53869.3 +
1.4 / −5.53909.3 +
1.4 / −5.5校准值/基准值（mm） 3828.54 3868.78 3908.82 校准环境温度（℃） 23.2 
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表 2 长度标准棒测量结果
Table 2. Measurement results of the length standard bars
棒号 1492 1493 1494 校准基准值xm（mm） 3828.54 3868.78 3908.82 测量平均值$ {\bar x_g}$（mm） 3828.5484 3868.7864 3908.8252 标准偏差sg 0.040037 0.023950 0.028405 偏倚$ |{\bar x_g} - {\rm{ }}{x_m}|$（mm） 0.0084 0.0064 0.0052
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