CN106971764B - 一种惰性基弥散燃料芯块的快速制备工艺 - Google Patents
一种惰性基弥散燃料芯块的快速制备工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106971764B CN106971764B CN201710238528.6A CN201710238528A CN106971764B CN 106971764 B CN106971764 B CN 106971764B CN 201710238528 A CN201710238528 A CN 201710238528A CN 106971764 B CN106971764 B CN 106971764B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon carbide
- fuel pellet
- base dispersion
- inertia base
- core
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C21/00—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of reactors or parts thereof
- G21C21/02—Manufacture of fuel elements or breeder elements contained in non-active casings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种惰性基弥散燃料芯块的快速制备工艺，包括制备混合料浆、制备核壳结构颗粒、压制核心、压制核壳和制备成形这五个步骤。该制备方法克服现有惰性基弥散燃料芯块制备方法存在的不足，可在较短工艺周期内获得TRISO颗粒含量高、颗粒完整性好、分散均匀，且碳化硅基体致密度高的惰性基弥散燃料芯块。制备而成的惰性基弥散燃料芯块中，碳化硅基体致密度达到92%以上，TRISO颗粒在燃料整体中的体积分数含量30%~45%。
Description
技术领域
本发明涉及核燃料的制备方法，特别涉及一种惰性基弥散燃料芯块的快速制备工艺。
背景技术
伴随着工业水平的高速发展，我国能源消耗也呈现快速增长。目前，我国全社会用电量世界第一，电力总规模居世界第一。然而对火力发电的严重依赖导致我国在温室气体减排和保证能源可持续供应上面临重大挑战。由于煤炭燃烧产生了大量二氧化碳、温室气体和粉尘，电力行业已成为我国最大的二氧化碳排放源。近年来，我国频发大面积雾霾天气，严重危害了生态环境和人民群众的健康。未来，中国的能源消费仍将持续增长，环境和气候变化压力还将持续增大。在气候变化问题成为世界各国普遍需要面对的重大问题，因此，低碳成为未来能源的发展方向，而中国的能源利用模式将会面临多重难题。
核电作为一种技术日趋成熟、安全性不断提高的清洁能源，与风电、太阳能相比，具有容量因子高、能量密度大、经济性好、单位投资减排效益高等优点。发展核电对于调整我国能源结构、促进经济和社会可持续发展具有重要的战略意义。然而，核电自身固有的小概率、大损失的安全性问题成为阻碍核电发展的最大因素。日本福岛核事故以后，世界各国开始高度关注核燃料元件安全性。因此，开发具有高本质安全性的新型事故容错核燃料，可显著提高核燃料组件以及核电站的安全性，有效避免核电事故，特别是放射性物质泄漏核事故的发生。
传统的商用核反应堆燃料芯块为纯二氧化铀，具有优异的高温稳定性以及辐照稳定性，然而二氧化铀热导率很低，在高温及辐照环境下，热导率还会显著下降。这一缺陷将导致事故工况下，燃料核心温度急剧上升，在短时间内造成堆芯熔毁，锆水反应氢爆，放射性物质泄漏等严重核事故。
惰性基弥散燃料芯块是借鉴高温气冷堆核燃料的结构设计，将传统的二氧化铀制作成被碳化硅和碳多层包覆的三结构各向同性颗粒(TRISO)，再将其分散密封到陶瓷材料基体中，利用陶瓷材料优异的导热性能、高温稳定性、抗氧化性等特点来提高燃料芯块的热导率和对裂变气态产物的容留性能，从而大幅提高燃料组件的本质安全性能。然而，目前惰性基弥散燃料芯块均采用碳化硅作为陶瓷基体，将两者混合后通过高温热压反应烧结工艺来制备，对设备要求高，生产周期长、效率低、成本高，TRISO颗粒在碳化硅基体中的分散效果也很差。不仅难以满足实际的应用技术要求，更难以实现产业化。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述技术问题，提供一种惰性基弥散燃料芯块的快速制备工艺，该制备工艺可在较短工艺周期内获得TRISO颗粒含量高、颗粒完整性好、分散均匀且碳化硅基体致密度高的惰性基弥散燃料芯块。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种惰性基弥散燃料芯块的快速制备工艺，包括以下步骤：
(1)制备混合料浆：首先按重量份，将0～15份的烧结助剂和85～100份的碳化硅粉末通过湿混溶剂进行湿混混合，然后再向其中加入0.5～3份的分散剂，并搅拌4～24h，得到分散均匀的碳化硅混合浆料；
(2)制备核壳结构颗粒：将TRISO颗粒装入可加热的滚筒中，打开滚筒，并将其加热温度控制在60～90℃，使TRISO颗粒在滚筒中滚动，待TRISO颗粒温度上升到60～90℃后，用气压喷雾装置将步骤(1)中得到的部分混合料浆雾化后连续喷涂到TRISO颗粒表面，随着混合料浆中的湿混溶剂在60～90℃的温度下迅速挥发，会在TRISO颗粒上形成一层碳化硅包覆层，即可得到含二氧化铀的TRISO/SiC核壳结构颗粒；
(3)压制核心：将步骤(2)中制备得到的核壳结构颗粒在10～80MPa压力下模压成形，得到直径为6～8mm、高度为8～24mm的圆柱形惰性基弥散燃料芯块的核心；
(4)压制核壳：将步骤(1)制备得到的部分混合料浆经干燥、破碎、过筛后，在40～350MPa压力下压制成内径为6.2～8.2mm、外径为8.5～10mm、高度为8～24mm且与步骤(3)中的核心相匹配的碳化硅圆筒，以及直径为8.5～10mm、厚度为1.5～3mm且与碳化硅圆筒两端面相匹配的碳化硅圆片；
(5)制备成形：将圆柱形惰性基弥散燃料芯块的核心装入碳化硅圆筒内，并将碳化硅圆片覆盖在碳化硅圆筒上下端面后，整体进行放电等离子体烧结，烧结温度为1600～2000℃，达到烧结温度后调整烧结压力为10～50MPa，然后保温5～20min后，冷却至室温，即可获得碳化硅基体致密、TRISO颗粒结构完整、分散均匀的惰性基弥散燃料芯块。
具体的说，所述步骤(1)中的烧结助剂的粒径为20nm～50μm，所述烧结助剂为氧化铝、氧化钇和二氧化硅中的一种或多种。
具体的说，所述步骤(1)中的碳化硅粉末的粒径为20nm～50μm。
具体的说，所述步骤(1)中的湿混溶剂为无水乙醇或丙酮。
具体的说，所述步骤(1)中分散剂为聚乙烯亚胺。
具体的说，所述步骤(2)中的TRISO颗粒为一种含二氧化铀的标准型核燃料球状颗粒，该颗粒三结构各向同性，直径为0.8～1.0mm。
优选的，所述步骤(2)中的碳化硅包覆层的重量为TRISO颗粒自身重量的135～265％。
进一步的，所述步骤(2)中，可通过控制气压喷雾装置喷涂时间来控制碳化硅包覆层的厚度和重量。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明是采用喷雾沉积技术来制备碳化硅包覆TRISO颗粒的核壳结构颗粒的，采用喷雾沉积技术可将纳米至微米粒径的碳化硅微粉均匀的包覆于TRISO颗粒表面，包覆颗粒球形度好，包覆层厚度可控，不易脱落，可保证大粒径的TRISO颗粒在纳米和微米级碳化硅基体中的均匀分布；避免制备过程中TRISO颗粒的破损；提高碳化硅基体对裂变产物的容留性能；提高高温下芯块内部应力分布均匀性；提高TRISO颗粒在碳化硅基体中的含量和芯块整体的铀装量，从而保证惰性基弥散燃料芯块的安全性和经济性。
(2)本发明采用与惰性基弥散燃料芯块核心相匹配的碳化硅圆筒和圆片对惰性基弥散燃料芯块核心进行包覆和组合烧结，经烧结和机加工后在燃料核心外部形成致密的碳化硅无燃料区保护层，不仅可以进一步提高燃料芯块整体的热导率，还可实现燃料核心与外部环境的完全隔离，提高燃料芯块对裂变产物的容留性能，从而提高惰性基弥散燃料芯块的安全性能。
(3)本发明采用放电等离子体烧结技术实现惰性基弥散燃料芯块核心与碳化硅无燃料区的一体化快速烧结及成形制备技术，烧结温度低、压力低、时间短，不仅燃料芯块制备周期较常规方法缩短10倍以上，还可有效避免芯块中TRISO颗粒与碳化硅基体在高温下的不良反应，避免TRISO颗粒在加压烧结过程中的破损，抑制碳化硅晶粒的生长，提高碳化硅基体的致密度，从而大幅提高惰性基弥散燃料芯块的整体性能。
(4)本发明制备而成的惰性基弥散燃料芯块中，碳化硅基体致密度达到92％以上，经过外圆无心磨合端面平磨后，TRISO颗粒在燃料整体中的体积分数含量可达到30％～45％。
附图说明
图1为本发明制备工艺框图。
图2为本发明制备得到的核壳结构颗粒。
图3为本发明制备的惰性基弥散燃料芯块中TRISO颗粒在碳化硅基体中的截面扫描示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例
本实施例的目的是为了克服现有惰性基弥散燃料芯块制备方法存在的不足，提供一种碳化硅增强二氧化铀惰性基弥散燃料芯块的制备方法，该方法可在较短工艺周期内获得TRISO颗粒含量高、颗粒完整性好、分散均匀，碳化硅基体致密度高的惰性基弥散燃料芯块。
如图1所示，一种惰性基弥散燃料芯块的快速制备工艺，包括以下步骤：
(1)制备混合料浆：首先按重量份，将0～15份的烧结助剂和85～100份的碳化硅粉末通过湿混溶剂进行湿混混合，然后再向其中加入0.5～3份的分散剂，并搅拌4～24h，得到分散均匀的碳化硅混合浆料；
(2)制备核壳结构颗粒：将TRISO颗粒装入可加热的滚筒中，打开滚筒，并将其加热温度控制在60～90℃，使TRISO颗粒在滚筒中滚动，待TRISO颗粒温度上升到60～90℃后，用气压喷雾装置将步骤(1)中得到的部分混合料浆雾化后连续喷涂到TRISO颗粒表面，随着混合料浆中的湿混溶剂迅速挥发，会在TRISO颗粒上形成具有一定厚度的碳化硅包覆层，从而得到碳化硅包裹的含二氧化铀的TRISO/SiC核壳结构颗粒；而其碳化硅包覆层的质量和厚度可通过控制喷涂时间来控制；采用喷雾沉积技术批量制备得到的碳化硅包覆TRISO核壳结构颗粒如图2所示；
(3)压制核心：将步骤(2)中制备得到的核壳结构颗粒装入粉末冶金模具中，然后在10～80MPa压力下压制成直径为6～8mm、高度为8～24mm的圆柱形惰性基弥散燃料芯块的核心；
(4)压制核壳：将步骤(1)制备得到的部分混合料浆经干燥、破碎、过筛后，装入粉末冶金模具中，并在40～400MPa压力下压制成内径为6.2～8.2mm、外径为8.5～10mm、高度为8～24mm且与步骤(3)中的核心相匹配的碳化硅圆筒，以及直径为8.5～10mm、厚度为1.5～3mm且与碳化硅圆筒两端面相匹配的碳化硅圆片；
(5)制备成形：将圆柱形惰性基弥散燃料芯块的核心装入碳化硅圆筒内，并将碳化硅圆片覆盖在碳化硅圆筒上下端面后，整体放入放电等离子体烧结专用的石墨模具中进行放电等离子体烧结，烧结温度为1600～2000℃，达到烧结温度后调整烧结压力为10～50MPa，然后保温5～20min后，随炉冷却至室温后，即可获得碳化硅基体致密、TRISO颗粒结构完整、分散均匀的惰性基弥散燃料芯块。并且，得到的惰性基弥散燃料芯块中，碳化硅基体致密度达到92％以上，经过外圆无心磨和端面平磨后TRISO颗粒在燃料整体中的体积分数含量30％～45％。而该惰性基弥散燃料芯块中TRISO颗粒在碳化硅基体中的截面扫描电镜形貌如图3所示。
下面是几个制备惰性基弥散燃料芯块的实例。
实例1
(1)制备混合料浆：按重量份，将粒径均在20nm～50μm的5份的氧化铝粉、3份氧化钇粉、2份二氧化硅粉、90份碳化硅粉以无水乙醇为湿混溶剂进行湿混，混合均匀后，添加2份的聚乙烯亚胺作为分散剂，混合时间12h后得到碳化硅混合浆料。
(2)制备核壳结构颗粒：将一种含二氧化铀、三结构各向同性且直径为0.8～1.0mm的TRISO颗粒装入可加热的滚筒，并将滚筒的加热温度控制在80℃，使TRISO颗粒在滚筒中滚动，待TRISO颗粒温度上升到75℃以上后，通过喷雾沉积将部分碳化硅混合料浆连续喷涂到TRISO颗粒表面，并在TRISO颗粒表面形成碳化硅包覆层，从而得到含有二氧化铀的TRISO/SiC核壳结构颗粒，并使TRISO颗粒增重210％。
(3)压制核心：将含有二氧化铀的TRISO/SiC核壳结构颗粒装入粉末冶金模具中，并在40MPa压力下压制成直径8mm、高度8mm的圆柱形的惰性基弥散燃料芯块的核心；
(4)压制核壳：将部分碳化硅混合浆料经干燥、破碎、过筛后得到粒度均匀的碳化硅混合物颗粒；将碳化硅混合物颗粒装入粉末冶金模具中，并在350MPa压力下压制成具有内径8.2mm，外径10mm，高度8mm的碳化硅圆筒和直径10mm，厚度1.5mm的碳化硅圆片；
(5)制备成形：将圆柱形的惰性基弥散燃料芯块的核心装入碳化硅圆筒内，上下端面加盖碳化硅圆片后整体装入放电等离子体烧结专用石墨模具中进行放电等离子体烧结，待烧结温度达到1800℃后，调整烧结压力至30MPa，再保温10min，随炉冷却后经过外圆无心磨合端面平磨，即可获得碳化硅基体致密度达到96.2％、TRISO颗粒结构完整、分散均匀且体积分数含量34.5％的惰性基弥散燃料芯块。
实例2
(1)制备混合料浆：按重量百分比，将粒径在20nm～50μm的100％的碳化硅粉末以无水乙醇为湿混溶剂进行湿混，混合均匀后，添加占碳化硅粉末总质量0.5％的聚乙烯亚胺作为分散剂，混合时间24h后得到碳化硅混合浆料。
(2)制备核壳结构颗粒：将一种含二氧化铀、三结构各向同性且直径为0.8～1.0mm的TRISO颗粒装入可加热的滚筒，加热温度60℃，使TRISO颗粒在滚筒中滚动，通过喷雾沉积将碳化硅喷涂到TRISO颗粒表面得到SiC/TRISO核壳结构颗粒，TRISO颗粒增重170％。
(3)压制核心：将SiC/TRISO核壳结构颗粒装入粉末冶金模具中在80MPa压力下压制成直径7mm，高度12mm圆柱形的惰性基弥散燃料芯块的核心，
(4)压制核壳：将湿混得到的二氧化硅混合浆料经干燥、破碎、过筛后得到粒度均匀的碳化硅混合物颗粒；再将碳化硅混合物颗粒装入粉末冶金模具中在400MPa压力下压制成具有内径7.2mm，外径9.2mm，高度12mm的碳化硅圆筒和直径9.2mm，厚度2mm的碳化硅圆片。
(5)制备成形：将圆柱形的惰性基弥散燃料芯块的核心装入碳化硅圆筒内，上下端面加盖碳化硅圆片后整体装入放电等离子体烧结专用石墨模具中进行放电等离子体烧结，待烧结温度达到2000℃后，调整烧结压力为50MPa，再保温20min，随炉冷却后即可获得碳化硅基体致密度达到92.4％以上，TRISO颗粒结构完整，分散均匀，体积分数含量40.8％的惰性基弥散燃料芯块。
实例3
(1)制备混合料浆：按重量份，将粒径均在20nm～50μm的5份氧化铝粉、3份氧化钇粉，92份的碳化硅粉以无水乙醇为湿混溶剂进行湿混，添加1份的聚乙烯亚胺作为分散剂，混合时间18h后得到碳化硅混合浆料。
(2)制备核壳结构颗粒：将一种含二氧化铀、三结构各向同性且直径为0.8～1.0mm的TRISO颗粒装入可加热的滚筒，加热温度90℃，使TRISO颗粒在滚筒中滚动，通过喷雾沉积将碳化硅喷涂到TRISO颗粒表面得到SiC/TRISO核壳结构颗粒，TRISO颗粒增重135％。
(3)压制核心：将SiC/TRISO核壳结构颗粒装入粉末冶金模具中在10MPa压力下压制成直径8mm，高度15mm圆柱形的惰性基弥散燃料芯块的核心。
(4)压制核壳：将湿混得到的二氧化硅混合浆料经干燥、破碎、过筛后得到粒度均匀的碳化硅混合物颗粒；将碳化硅混合物颗粒装入粉末冶金模具中在350MPa压力下压制成具有内径8.2mm，外径10mm，高度15mm的碳化硅圆筒和直径10mm，厚度2.5mm的碳化硅圆片。
(5)制备成形：将圆柱形的惰性基弥散燃料芯块的核心装入碳化硅圆筒内，上下端面加盖碳化硅圆片后整体装入放电等离子体烧结专用石墨模具中进行放电等离子体烧结，待烧结温度达到1900℃后，调整烧结压力为40MPa，再保温15min，随炉冷却后即可获得碳化硅基体致密度达到97.3％，TRISO颗粒结构完整，分散均匀，体积分数含量45.5％的惰性基弥散燃料芯块。
实例4
(1)制备混合料浆：按重量份，将粒径均在20nm～50μm的7.5份氧化铝粉、4.5份氧化钇粉、3份的二氧化硅粉和85份碳化硅粉以丙酮为湿混溶剂进行湿混，添加3份聚乙烯亚胺作为分散剂，混合时间24h后得到碳化硅混合浆料。
(2)制备核壳结构颗粒：将一种含二氧化铀、三结构各向同性且直径为0.8～1.0mm的TRISO颗粒装入可加热的滚筒，加热温度70℃，使TRISO颗粒在滚筒中滚动，通过喷雾沉积将碳化硅喷涂到TRISO颗粒表面得到SiC/TRISO核壳结构颗粒，TRISO颗粒增重265％。
(3)压制核心：将SiC/TRISO核壳结构颗粒装入粉末冶金模具中在10MPa压力下压制成直径6mm，高度24mm圆柱形的惰性基弥散燃料芯块的核心。
(4)压制核壳：将湿混得到的SiC混合浆料经干燥、破碎、过筛后得到粒度均匀的碳化硅混合物颗粒；将碳化硅混合物颗粒装入粉末冶金模具中在40MPa压力下压制成具有内径6.2mm，外径8.5mm，高度24mm的碳化硅圆筒和直径8.5mm，厚度3mm的碳化硅圆片。
(5)制备成形：将圆柱形的惰性基弥散燃料芯块的核心装入碳化硅圆筒内，上下端面加盖碳化硅圆片后整体装入放电等离子体烧结专用石墨模具中进行放电等离子体烧结，待烧结温度达到1600℃后，调整烧结压力为10MPa，再保温5min，随炉冷却后即可获得碳化硅基体致密度达到97.7％，TRISO颗粒结构完整，分散均匀，体积分数含量30.2％的惰性基弥散燃料芯块。
由上述4个实例可知，本发明对设备要求低，且生产周期短、效率高，而TRISO颗粒被包裹在碳化硅内，确保了TRISO颗粒的完整性；而TRISO颗粒外侧的碳化硅包覆层还可根据需要确定其厚度和重量，使其制备的惰性基弥散燃料芯块中的TRISO颗粒含量可控，而使用该方法制备而成的惰性基弥散燃料芯块的碳化硅基体致密度达到72.4％～97.7％，碳化硅基体致密度高；并且，由图2和图3也可以看出，使用本实施例方法制备而成的惰性基弥散燃料芯块TRISO颗粒含量高、颗粒完整性好且分散均匀。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种惰性基弥散燃料芯块的快速制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备混合料浆：首先按重量份，将0～15份的烧结助剂和85～100份的碳化硅粉末通过湿混溶剂进行湿混混合，然后再向其中加入0.5～3份的分散剂，并搅拌4～24h，得到分散均匀的碳化硅混合浆料；
(2)制备核壳结构颗粒：将TRISO颗粒装入可加热的滚筒中，打开滚筒，并将其加热温度控制在60～90℃，使TRISO颗粒在滚筒中滚动，待TRISO颗粒温度上升到60～90℃后，用气压喷雾装置将步骤(1)中得到的部分混合料浆雾化后连续喷涂到TRISO颗粒表面，随着混合料浆中的湿混溶剂在60～90℃的温度下迅速挥发，在TRISO颗粒上形成一层碳化硅包覆层后，即可得到含二氧化铀的TRISO/SiC核壳结构颗粒；
(3)压制核心：将步骤(2)中制备得到的核壳结构颗粒在10～80MPa压力下模压成形，得到直径为6～8mm、高度为8～24mm的圆柱形惰性基弥散燃料芯块的核心；
(4)压制核壳：将步骤(1)制备得到的部分混合料浆经干燥、破碎、过筛后，在40～350MPa压力下压制成内径为6.2～8.2mm、外径为8.5～10mm、高度为8～24mm且与步骤(3)中的核心相匹配的碳化硅圆筒，以及直径为8.5～10mm、厚度为1.5～3mm且与碳化硅圆筒两端面相匹配的碳化硅圆片；
(5)制备成形：将圆柱形惰性基弥散燃料芯块的核心装入碳化硅圆筒内，并将碳化硅圆片覆盖在碳化硅圆筒上下端面后，整体进行放电等离子体烧结，烧结温度为1600～2000℃，达到烧结温度后调整烧结压力为10～50MPa，然后保温5～20min后，冷却至室温，即可获得惰性基弥散燃料芯块。
2.根据权利要求1所述的一种惰性基弥散燃料芯块的快速制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)中的烧结助剂的粒径为20nm～50μm，所述烧结助剂为氧化铝、氧化钇和二氧化硅中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种惰性基弥散燃料芯块的快速制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)中的碳化硅粉末的粒径为20nm～50μm。
4.根据权利要求1所述的一种惰性基弥散燃料芯块的快速制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)中的湿混溶剂为无水乙醇或丙酮。
5.根据权利要求1所述的一种惰性基弥散燃料芯块的快速制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)中分散剂为聚乙烯亚胺。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的一种惰性基弥散燃料芯块的快速制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)中的TRISO颗粒为一种含二氧化铀的标准型核燃料球状颗粒，该颗粒三结构各向同性，直径为0.8～1.0mm。
7.根据权利要求6所述的一种惰性基弥散燃料芯块的快速制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)中的碳化硅包覆层的重量为TRISO颗粒自身重量的135～265％。
8.根据权利要求6所述的一种惰性基弥散燃料芯块的快速制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，可通过控制气压喷雾装置喷涂时间来控制碳化硅包覆层的厚度和重量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710238528.6A CN106971764B (zh) | 2017-04-13 | 2017-04-13 | 一种惰性基弥散燃料芯块的快速制备工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710238528.6A CN106971764B (zh) | 2017-04-13 | 2017-04-13 | 一种惰性基弥散燃料芯块的快速制备工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106971764A CN106971764A (zh) | 2017-07-21 |
| CN106971764B true CN106971764B (zh) | 2019-04-30 |
Family
ID=59332629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710238528.6A Active CN106971764B (zh) | 2017-04-13 | 2017-04-13 | 一种惰性基弥散燃料芯块的快速制备工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106971764B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107578837B (zh) * | 2017-10-16 | 2019-07-02 | 中国核动力研究设计院 | 一体化成型制备板状全陶瓷包覆燃料芯块的方法 |
| CN107967950B (zh) * | 2017-11-01 | 2020-04-24 | 中广核研究院有限公司 | 燃料芯块的制造方法以及燃料芯块 |
| CN108182979A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-19 | 广东核电合营有限公司 | 掺杂碳化硼的燃料芯块及其制造方法 |
| CN109994223A (zh) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 中国核动力研究设计院 | 一种新型弥散燃料及其制造方法 |
| CN108218456B (zh) * | 2018-02-01 | 2021-08-06 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种高安全性二氧化铀核燃料芯块的制备方法 |
| CN109461509B (zh) * | 2018-09-29 | 2020-11-10 | 中广核研究院有限公司 | 惰性基体弥散燃料芯块及其制备方法 |
| CN109326363B (zh) * | 2018-09-29 | 2020-12-29 | 中广核研究院有限公司 | 弥散型燃料芯块及其制备方法、燃料棒 |
| CN117413321A (zh) * | 2021-05-20 | 2024-01-16 | 中广核研究院有限公司 | 高熵陶瓷惰性基弥散燃料芯块及其制备方法 |
| CN113936818B (zh) * | 2021-09-02 | 2022-11-25 | 中国核电工程有限公司 | 一种均匀化的包覆颗粒弥散燃料及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2921919A1 (fr) * | 2007-10-08 | 2009-04-10 | Commissariat Energie Atomique | Utilisation de la technique de frittage flash pour la synthese et la densification d'iodoapatites |
| US9455053B2 (en) * | 2013-09-16 | 2016-09-27 | Westinghouse Electric Company Llc | SiC matrix fuel cladding tube with spark plasma sintered end plugs |
-
2017
- 2017-04-13 CN CN201710238528.6A patent/CN106971764B/zh active Active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| SiC基体TRISO燃料小型压水堆堆芯物理设计;戴翔;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20141231;17-19 |
| 颗粒学在高温气冷堆核能工程中的应用;刘马林等;《中国粉体技术》;20140831;第20卷(第4期);1-7 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106971764A (zh) | 2017-07-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106971764B (zh) | 一种惰性基弥散燃料芯块的快速制备工艺 | |
| CN106971765B (zh) | 一种高triso含量惰性基弥散燃料芯块的制备工艺 | |
| CN107123455A (zh) | 一种多孔燃料核心惰性基弥散燃料芯块的制备方法 | |
| CN108335760B (zh) | 一种高铀装载量弥散燃料芯块的制备方法 | |
| CN105185418B (zh) | 一种全陶瓷型包覆燃料颗粒及其制备方法、燃料元件 | |
| CN107274936B (zh) | 一种氧化铍增强型二氧化铀核燃料的快速制备方法 | |
| CN107180654B (zh) | 一种max相陶瓷基体弥散芯块核燃料及其制法和用途 | |
| CN101798498B (zh) | 一种Al/Al2O3蓄热材料及其制备方法 | |
| CN107093468B (zh) | 一种ZrC惰性基弥散芯块核燃料及其制法和用途 | |
| CN106297904B (zh) | UO2‑SiC燃料芯块的制备方法及采用该制备方法制成的UO2‑SiC燃料芯块 | |
| CN108249925A (zh) | 一种全陶瓷微封装燃料芯块的制备方法 | |
| CN109943763B (zh) | 一种高导热核燃料芯块的制备方法 | |
| CN111548137B (zh) | 一种陶瓷前驱体浆料及多孔陶瓷件的3d打印反应成形方法 | |
| CN109332695A (zh) | 一种增强抗氧化性钼基合金的选区激光熔化制备方法 | |
| CN107828384A (zh) | 一种用于高温相变储热材料抗熔盐挥发的芯‑壳结构 | |
| CN109903868A (zh) | 一种uc燃料芯块的制备方法 | |
| CN106006622A (zh) | 高温气冷堆核燃料元件用天然石墨粉的制备方法及石墨粉 | |
| WO2023000594A1 (zh) | 高熵陶瓷惰性基弥散燃料芯块及其制备方法 | |
| CN105185424A (zh) | 一种核反应堆堆芯中子吸收材料钛酸铽芯块及其的制备方法 | |
| WO2022241733A1 (zh) | 高熵陶瓷惰性基弥散燃料芯块及其制备方法 | |
| CN101805201B (zh) | 一种高抗热震性多孔碳化硅陶瓷的制备方法 | |
| WO2019085593A1 (zh) | 燃料芯块的制造方法以及燃料芯块 | |
| CN102963895A (zh) | 一种碳化铬粉体的制备方法 | |
| CN105177383A (zh) | 一种含铁镁基复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN104162661A (zh) | 一种Al2O3-TiC-TiN微米复合陶瓷刀具材料及其微波烧结方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Yang Zhenliang Inventor after: Liu Tong Inventor after: Li Bingqing Inventor after: Huang Huawei Inventor after: Gao Rui Inventor after: Sun Maozhou Inventor after: Jia Jianping Inventor after: Yang Zhenliang, Liu Tong, Li Bingqing, Huang Hua, Wei Gaorui, Sun Maozhou, Jia Jianping, Ma, Zhao Dandan Inventor before: Yang Zhenliang Inventor before: Li Bingqing Inventor before: Gao Rui Inventor before: Tang Hao Inventor before: Jia Jianping Inventor before: Liu Tong Inventor before: Huang Huawei Inventor before: Sun Maozhou Inventor before: Yang Zhenliang Li Bing Jia Jianping Liu Tong Gao Rui Tang Hao Huang Huawei Sun Maozhou Zhao Dandan Ma |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20170804 Address after: 621700 Jiangyou, Sichuan Huafeng village, No. 9, No. Applicant after: Inst. of Materials, Chinese Academy of Engineering Physics Applicant after: CHINA NUCLEAR POWER TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE Address before: 621700 Jiangyou, Sichuan Huafeng village, No. 9, No. Applicant before: Inst. of Materials, Chinese Academy of Engineering Physics |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Yang Zhenliang Inventor after: Liu Tong Inventor after: Li Bingqing Inventor after: Huang Huawei Inventor after: Gao Rui Inventor after: Sun Maozhou Inventor after: Zhang Pengcheng Inventor after: Jia Jianping Inventor after: Yang Zhenliang, Liu Tong, Li Bingqing, Huang Huawei, Gao Ruisun, Maozhou, Zhang Pengcheng, Jia Jianping, Ma Zhaodandan Inventor before: Yang Zhenliang Inventor before: Liu Tong Inventor before: Li Bingqing Inventor before: Huang Huawei Inventor before: Gao Rui Inventor before: Sun Maozhou Inventor before: Jia Jianping Inventor before: Yang Zhenliang, Liu Tong, Li Bingqing, Huang Huawei, Gao Ruisun, Jia Jianping, Ma Zhaodandan, Maozhou |