RU2389089C1 - Тепловыделяющий элемент для ядерных реакторов (варианты) и способ его изготовления (варианты) - Google Patents

Тепловыделяющий элемент для ядерных реакторов (варианты) и способ его изготовления (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2389089C1
RU2389089C1 RU2008132912/06A RU2008132912A RU2389089C1 RU 2389089 C1 RU2389089 C1 RU 2389089C1 RU 2008132912/06 A RU2008132912/06 A RU 2008132912/06A RU 2008132912 A RU2008132912 A RU 2008132912A RU 2389089 C1 RU2389089 C1 RU 2389089C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
particles
shell
aluminum
alloy
zirconium
Prior art date
Application number
RU2008132912/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008132912A (ru
Inventor
Александр Викторович Ватулин (RU)
Александр Викторович Ватулин
Василий Семенович Волков (RU)
Василий Семенович Волков
Сергей Александрович Ершов (RU)
Сергей Александрович Ершов
Алексей Владимирович Козлов (RU)
Алексей Владимирович Козлов
Александр Васильевич Морозов (RU)
Александр Васильевич Морозов
Александр Петрович Симонов (RU)
Александр Петрович Симонов
Владимир Иванович Сорокин (RU)
Владимир Иванович Сорокин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А.Бочвара"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А.Бочвара" filed Critical Открытое акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А.Бочвара"
Priority to RU2008132912/06A priority Critical patent/RU2389089C1/ru
Publication of RU2008132912A publication Critical patent/RU2008132912A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2389089C1 publication Critical patent/RU2389089C1/ru

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к конструкции тепловыделяющих элементов и технологии их изготовления, и может быть использовано для изготовления тепловыделяющих элементов ядерных реакторов с топливом высокого обогащения. Сущность изобретения: тепловыделяющий элемент выполнен в виде крестообразной оболочки, герметизированной по торцам приваренными к ней концевыми заглушками, внутри оболочки размещен сердечник из смеси частиц диоксида урана и частиц алюминия, поры между которыми заполнены алюминиевым сплавом (например, состава Аl+12% Si, или Аl+12% Si+2% Ni), объемное содержание частиц диоксида урана составляет 15-45%, частиц алюминия 25-55%, частиц алюминиевого сплава 30-45%, или сердечник выполнен из частиц уран-алюминиевого интерметаллидного соединения UAl2 или UAl3, содержащего стабилизирующие добавки в виде кремния, олова или циркония в количестве до 5%, объемное содержание частиц интерметаллидного соединения урана составляет 55-70% от внутреннего объема оболочки, поры между частицами заполнены алюминиевым сплавом, содержание алюминиевого сплава составляет 30-45%, в сердечнике может присутствовать инертный разбавитель в виде частиц окиси алюминия, циркония или алюминий-циркониевого сплава до 10% объемных. Отдельным вариантом является твэл, в котором внутри оболочки по оси установлен вытеснитель объема для согласования объема загружаемых частиц урансодержащего материала с внутренним объемом оболочки. Технология изготовления твэлов включает профилирование оболочки в крестообразную форму и термообработку оболочки для снятия внутренних напряжений, приварку к оболочке концевой заглушки, загрузк

Description

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к конструкции тепловыделяющих элементов и технологии их изготовления, и может быть использовано для изготовления тепловыделяющих элементов ядерных реакторов с топливом высокого обогащения, например, для исследовательских высокопоточных реакторов СМ (сверхмощных) и ПИК (пучковых, исследовательских, корпусных) с топливом 90% обогащения.
Известен твэл, разработанный для реакторов СМ и ПИК [В.И.Агеенков, B.C.Волков, М.И.Солонин и др. «Параметры и технология изготовления твэлов реактора ПИК». Атомная энергия, т.92, вып.6, июнь 2002]. Твэл имеет оболочку из нержавеющей стали крестообразного сечения с описанным диаметром 5,15 мм, спирально закрученную по продольной оси, сердечник из дисперсионной композиции, состоящей из UO2 и медно-бериллиевого сплава, концевые заглушки, приваренные к оболочке, и концевые пробки из медно-бериллиевого сплава, расположенные между концевыми заглушками и сердечником и служащие для компенсации колебаний длины сердечника.
Твэл изготавливают методом прокатки, в соответствии с которым в трубку засыпают исходные порошкообразные шихтовые материалы сердечника и концевых пробок, приваривают концевые заглушки, производят прокатку сборки в роликовой головке для придания твэлу крестообразного профиля, его спиральной закрутки и уплотнения шихтовых материалов, после чего твэл подвергают нагреву до (1000÷1200)°С для обеспечения монолитности сердечника, получения диффузионной связи сердечника с оболочкой и снятия остаточных напряжений в оболочке, полученных при прокатке твэла. Технология прокатки обеспечивает возможность изготовления твэла с заданным малым (~25%) объемом делящейся фазы (UO2) в сердечнике твэла.
Указанный твэл имеет ряд положительных свойств. Возможность самодистанционирования таких твэлов в ТВС упрощает конструкцию ТВС и обеспечивает высокое развитие теплоотдающей поверхности в единице объема активной зоны и хорошие теплогидравлические характеристики ТВС, твэл работоспособен при высоких (до 15×106 Вт/м2) тепловых потоках на поверхности твэла и накоплении продуктов деления в сердечнике до 1,5 г/см3.
Однако матричный материал сердечника (медно-бериллиевый сплав) такого твэла имеет высокое сечение захвата нейтронов, вследствие чего в реакторе велико непроизводительное поглощение нейтронов. Кроме того, при прокатке происходит неравномерная деформация оболочки, вследствие чего ее толщина на межлопастных участках твэла снижается со среднего значения 0,15 мм до 0,1 мм, что увеличивает потенциальную возможность разгерметизации при работе твэла. Использование технологии прокатки предусматривает нагрев твэла до высокой температуры, в частности, с целью термообработки оболочки и снятия остаточных напряжений в ней, что делает невозможным использование в качестве матрицы сердечника материалов с относительно низкой температурой плавления.
Для улучшения нейтронного баланса реактора СМ, то есть для увеличения доли нейтронов, используемых для облучения образцов конструкционных материалов и мишеней, был предложен крестообразный твэл с матричным малопоглощающим нейтроны материалом - алюминием или цирконием [В.А.Цыканов, А.В.Клинов, В.А.Старков и др. «Модификация активной зоны реактора СМ для решения задач материаловедения». Атомная энергия, т.93, вып.3, сентябрь 2002], выбранный в качестве прототипа.
Этот твэл сохраняет указанные выше положительные свойства, однако в этом источнике информации не указывается конкретный состав сердечника и каким образом можно изготовить такой твэл и обеспечить равномерное распределение делящегося материала по объему сердечника при заданном малом объемном содержании делящейся фазы (~25%).
Задачей предлагаемого изобретения является создание твэла с малопоглощающими нейтроны материалами, сохраняющего положительные свойства твэла-прототипа и имеющего равномерное распределение делящегося материала по объему сердечника при малом объемном (15-45%) содержании делящейся фазы в сердечнике.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в том, что при использовании предложенных твэлов для комплектации активных зон исследовательских реакторов улучшается нейтронный баланс реактора и происходит экономия урана (за счет снижения критмассы урана в реакторе).
Для решения поставленной задачи предложена группа изобретений, объединенных общим изобретательским замыслом.
Решение поставленной задачи достигается тем, что тепловыделяющий элемент для ядерных реакторов выполнен в виде крестообразной оболочки, герметизированной по торцам концевыми заглушками, внутри которой размещены топливный сердечник и концевые пробки, причем топливный сердечник выполнен из материала, состоящего из частиц диоксида урана и частиц алюминия, поры между которыми заполнены алюминиевым сплавом, при этом объемное содержание частиц диоксида урана составляет 15-45%, частиц алюминия 25-55% и алюминиевого сплава 30-45%, а размер частиц диоксида урана составляет 50-1000 мкм и частиц алюминия 50-500 мкм.
Решение поставленной задачи достигается также тем, что способ изготовления тепловыделяющего элемента включает профилирование оболочки в крестообразную форму, причем после профилирования оболочку подвергают термообработке для снятия внутренних напряжений и соединяют с концевой заглушкой, в оболочку засыпают материал, выполненный из частиц оксида алюминия, или частиц циркония, или частиц алюминий-циркониевого сплава, образующий нижнюю концевую пробку, затем засыпают материал, состоящий из частиц диоксида урана и частиц алюминия, и далее в оболочку засыпают материал, выполненный из частиц оксида алюминия, или частиц циркония, или частиц алюминий-циркониевого сплава, образующий верхнюю концевую пробку, затем поры между частицами заполняют алюминиевым сплавом, температура плавления которого на 50-100°C ниже температуры плавления алюминия, например сплавом состава Al+12% Si, или Al+12% Si+2% Ni, и оболочку соединяют со второй концевой заглушкой.
В частном варианте в оболочку засыпают материал, состоящий из конгломератов механически соединенных частиц диоксида урана и частиц алюминия.
В другом варианте решение поставленной задачи достигается тем, что тепловыделяющий элемент для ядерных реакторов выполнен в виде крестообразной оболочки, герметизированной по торцам концевыми заглушками, внутри оболочки размещены топливный сердечник и концевые пробки, причем топливный сердечник выполнен из частиц уран-алюминиевого интерметаллидного соединения UAl2 или UAl3, содержащего стабилизирующие добавки в виде кремния, или олова, или циркония в количестве 0,5-5,0 мас.%, и инертного разбавителя в виде частиц оксида алюминия, или циркония, или алюминий-циркониевого сплава, поры между частицами заполнены алюминиевым сплавом, объемное содержание частиц интерметаллидного соединения урана составляет 45-70%, частиц инертного разбавителя 1-10% и алюминиевого сплава 30-45%, а размер частиц интерметаллидного соединения урана составляет 50-1000 мкм и частиц инертного разбавителя 50-500 мкм.
Решение поставленной задачи достигается также тем, что способ изготовления тепловыделяющего элемента включает профилирование оболочки в крестообразную форму, причем после профилирования оболочку подвергают термообработке для снятия внутренних напряжений и соединяют с концевой заглушкой, в оболочку засыпают материал, выполненный из частиц оксида алюминия, или частиц циркония, или частиц алюминий-циркониевого сплава, образующий нижнюю концевую пробку, затем засыпают смесь частиц уран-алюминиевого интерметаллидного соединения и частиц инертного разбавителя, и далее в оболочку засыпают материал из частиц оксида алюминия, или частиц циркония, или частиц алюминий-циркониевого сплава, образующий верхнюю концевую пробку, затем поры между частицами заполняют алюминиевым сплавом, например сплавом состава Al+12% Si, или Al+12% Si+2% Ni, и оболочку соединяют со второй концевой заглушкой.
В другом варианте решение поставленной задачи достигается тем, что тепловыделяющий элемент для ядерных реакторов выполнен в виде крестообразной оболочки, герметизированной по торцам концевыми заглушками, внутри оболочки размещены топливный сердечник и концевые пробки, причем по оси крестообразной оболочки установлен вытеснитель объема, выполненный из малопоглощающего нейтроны материала, например алюминия или циркония, длина которого превышает длину топливного сердечника, а остаточный объем заполнен образующим топливный сердечник материалом из смеси частиц урансодержащего материала, например диоксида урана, и частиц инертного разбавителя из оксида алюминия, или из циркония, или из алюминий-циркониевого сплава, поры между которыми заполнены алюминиевым сплавом, объемное содержание урансодержащих частиц составляет 45-70%, частиц инертного разбавителя 1-10% и алюминиевого сплава 30-45%.
Решение поставленной задачи достигается также тем, что способ изготовления тепловыделяющего элемента включает профилирование оболочки в крестообразную форму, причем после профилирования оболочку подвергают термообработке для снятия внутренних напряжений и соединяют с концевой заглушкой, по оси оболочки устанавливают вытеснитель объема, в оболочку засыпают материал из частиц оксида алюминия, или частиц циркония, или частиц алюминий-циркониевого сплава, образующий нижнюю концевую пробку, затем засыпают смесь частиц урансодержащего материала и частиц инертного разбавителя, и далее в оболочку засыпают материал из частиц оксида алюминия, или частиц циркония, или частиц алюминий-циркониевого сплава, образующий верхнюю концевую пробку, затем поры между частицами заполняют алюминиевым сплавом, например сплавом состава Al+12% Si, или Al+12% Si+2% Ni, и оболочку соединяют со второй концевой заглушкой.
В частном варианте оболочка выполнена из нержавеющей стали, например сталь 06Х16Н15М3Б.
В другом частном варианте оболочка выполнена из циркониевого сплава, например сплава Zr+l% Nb.
В другом частном варианте концевые пробки выполнены из частиц малопоглощающего нейтроны материала в виде оксида алюминия, или циркония, или алюминий-циркониевого сплава, содержание частиц составляет 55-70 об.%, поры между частицами заполнены алюминиевым сплавом, а размер частиц составляет 50-1000 мкм.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен общий вид твэла (а) и поперечные сечения твэла без вытеснителя объема в сердечнике (б) и с вытеснителем объема в сердечнике (в).
На фиг.2 представлены шлифы поперечного сечения твэла с вытеснителем объема.
На фиг.3 представлена структура сердечника из смеси частиц диоксида урана и частиц алюминия с пропиткой пор силумином.
На фиг.4 представлена структура сердечника с частицами интерметаллидного соединения U-Al.
Твэл, представленный на фиг.1, состоит из оболочки 1, которая по торцам герметизирована концевыми заглушками 2. Внутри оболочки твэла размещен сердечник 3, состоящий из топливных частиц и матричного материала. Между концевыми заглушками и сердечником установлены концевые пробки 4, состоящие из частиц малопоглощающего нейтроны материала и матричного материала. В варианте твэла с вытеснителем (в) в сердечнике твэла размещен вытеснитель объема 5.
В оболочке 1 твэла, представленного на фиг.2, размещен сердечник, состоящий из частиц диоксида урана 6 и силуминовой матрицы 7, внутри сердечника установлен вытеснитель объема 5.
Структура сердечника, сформированного из смеси частиц диоксида урана и частиц алюминия с пропиткой пор силумином, представлена на фиг.3. Аналогичный вид имеет и структура сердечника, сформированного на основе гранул UO2-Al с пропиткой силумином. Сердечник состоит из частиц диоксида урана 6, частиц алюминия 8, силуминовой матрицы 7.
Сердечник, представленный на фиг.4, состоит из частиц интерметаллидного соединения UAl3, стабилизированного кремнием 9, поры между которыми заполнены силумином (силуминовой матрицей 7).
Способ изготовления твэла с сердечником состава UO2+Аl+алюминиевый сплав включает следующие операции.
Отрезок круглой трубки осаживают по концам до меньшего диаметра и производят профилирование ее в крестообразную форму; полученную таким образом крестообразную оболочку 1 подвергают термообработке для снятия внутренних напряжений; оболочку 1 соединяют с концевой заглушкой 2; в оболочку 1 засыпают материал, выполненный из частиц оксида алюминия, или частиц циркония, или частиц алюминий-циркониевого сплава, образующий нижнюю концевую пробку 4; затем в оболочку 1 засыпают материал, выполненный из частиц диоксида урана 6 и частиц алюминия 8, образующий сердечник твэла 3; затем в оболочку 1 засыпают материал, выполненный из частиц оксида алюминия, или частиц циркония, или частиц алюминий-циркониевого сплава, образующий верхнюю концевую пробку 4; поры между частицами, засыпанными в оболочку 1, заполняют расплавленным алюминиевым сплавом, образующим силуминовую матрицу 7; после этого оболочку 1 соединяют со второй концевой заглушкой 2.
В указанном способе изготовления возможна засыпка в оболочку 1 не смеси частиц диоксида урана 6 и частиц алюминия 8, а материала, состоящего из конгломератов механически соединенных частиц диоксида урана и частиц алюминия.
Способ изготовления твэла с сердечником состава интерметаллид урана+инертный разбавитель+алюминиевый сплав подобен способу изготовления твэла с сердечником состава UO2+Аl+алюминиевый сплав и отличается тем, что вместо смеси частиц диоксида урана и частиц алюминия в оболочку твэла засыпают смесь частиц интерметаллида урана 9 и частиц инертного разбавителя.
Способ изготовления твэла с вытеснителем объема в сердечнике подобен способу изготовления твэла с сердечником состава UO2+Аl+алюминиевый сплав и отличается тем, что перед засыпкой в оболочку материалов сердечника и концевых пробок устанавливают вытеснитель 5, а вместо смеси частиц диоксида урана и частиц алюминия засыпают смесь частиц диоксида урана и частиц инертного разбавителя.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет создать твэлы с малопоглощающими нейтроны материалами и имеющими равномерное распределение делящегося материала по объему сердечника при малом объемном содержании делящейся фазы в сердечнике. При использовании предложенных твэлов для комплектации активных зон исследовательских реакторов улучшается нейтронный баланс реактора и происходит экономия урана.

Claims (16)

1. Тепловыделяющий элемент для ядерных реакторов, выполненный в виде крестообразной оболочки, герметизированной по торцам концевыми заглушками, внутри которой размещены топливный сердечник и концевые пробки, отличающийся тем, что топливный сердечник выполнен из материала, состоящего из частиц диоксида урана и частиц алюминия, поры между которыми заполнены алюминиевым сплавом, при этом объемное содержание частиц диоксида урана составляет 15-45%, частиц алюминия 25-55% и алюминиевого сплава 30-45%, а размер частиц диоксида урана составляет 50-1000 мкм и частиц алюминия 50-500 мкм.
2. Тепловыделяющий элемент по п.1, отличающийся тем, что оболочка выполнена из нержавеющей стали, например стали 06X16Н15М3Б.
3. Тепловыделяющий элемент по п.1, отличающийся тем, что оболочка выполнена из циркониевого сплава, например сплава Zr+1% Nb.
4. Тепловыделяющий элемент по п.1, отличающийся тем, что концевые пробки выполнены из частиц малопоглощающего нейтроны материала в виде оксида алюминия, или циркония, или алюминий-циркониевого сплава, содержание частиц составляет 55-70 об.%, поры между частицами заполнены алюминиевым сплавом, а размер частиц составляет 50-1000 мкм.
5. Способ изготовления тепловыделяющего элемента, включающий профилирование оболочки в крестообразную форму, отличающийся тем, что после профилирования оболочку подвергают термообработке для снятия внутренних напряжений и соединяют с концевой заглушкой, в оболочку засыпают материал, выполненный из частиц оксида алюминия, или частиц циркония, или частиц алюминий-циркониевого сплава, образующий нижнюю концевую пробку, затем засыпают материал, состоящий из частиц диоксида урана и частиц алюминия, и далее в оболочку засыпают материал, выполненный из частиц оксида алюминия, или частиц циркония, или частиц алюминий-циркониевого сплава, образующий верхнюю концевую пробку, затем поры между частицами заполняют алюминиевым сплавом, температура плавления которого на 50-100°С ниже температуры плавления алюминия, например сплавом состава Al+12% Si или Al+12% Si+2% Ni, и оболочку соединяют со второй концевой заглушкой.
6. Способ изготовления по п.5, отличающийся тем, что в оболочку засыпают материал, состоящий из конгломератов механически соединенных частиц диоксида урана и частиц алюминия.
7. Тепловыделяющий элемент для ядерных реакторов, выполненный в виде крестообразной оболочки, герметизированной по торцам концевыми заглушками, внутри оболочки размещены топливный сердечник и концевые пробки, отличающийся тем, что топливный сердечник выполнен из частиц уран-алюминиевого интерметаллидного соединения UAl2 или UAl3, содержащего стабилизирующие добавки в виде кремния, или олова, или циркония в количестве 0,5-5,0 мас.% и инертного разбавителя в виде частиц оксида алюминия, или циркония, или алюминий-циркониевого сплава, поры между частицами заполнены алюминиевым сплавом, объемное содержание частиц интерметаллидного соединения урана составляет 45-70%, частиц инертного разбавителя 1-10% и алюминиевого сплава 30-45%, а размер частиц интерметаллидного соединения урана составляет 50-1000 мкм и частиц инертного разбавителя 50-500 мкм.
8. Тепловыделяющий элемент по п.7, отличающийся тем, что оболочка выполнена из нержавеющей стали, например стали 06Х16Н15М3Б.
9. Тепловыделяющий элемент по п.7, отличающийся тем, что оболочка выполнена из циркониевого сплава, например сплава Zr+1% Nb.
10. Тепловыделяющий элемент по п.7, отличающийся тем, что концевые пробки выполнены из частиц малопоглощающего нейтроны материала в виде оксида алюминия, или циркония, или алюминий-циркониевого сплава, содержание частиц составляет 55-70 об.%, поры между частицами заполнены алюминиевым сплавом, а размер частиц составляет 50-1000 мкм.
11. Способ изготовления тепловыделяющего элемента, включающий профилирование оболочки в крестообразную форму, отличающийся тем, что после профилирования оболочку подвергают термообработке для снятия внутренних напряжений и соединяют с концевой заглушкой, в оболочку засыпают материал, выполненный из частиц оксида алюминия, или частиц циркония, или частиц алюминий-циркониевого сплава, образующий нижнюю концевую пробку, затем засыпают смесь частиц уран-алюминиевого интерметаллидного соединения и частиц инертного разбавителя и далее в оболочку засыпают материал из частиц оксида алюминия, или частиц циркония, или частиц алюминий-циркониевого сплава, образующий верхнюю концевую пробку, затем поры между частицами заполняют алюминиевым сплавом, например сплавом состава Al+12% Si или Al+12% Si+2% Ni, и оболочку соединяют со второй концевой заглушкой.
12. Тепловыделяющий элемент для ядерных реакторов, выполненный в виде крестообразной оболочки, герметизированной по торцам концевыми заглушками, внутри оболочки размещены топливный сердечник и концевые пробки, отличающийся тем, что по оси крестообразной оболочки установлен вытеснитель объема, выполненный из малопоглощающего нейтроны материала, например алюминия или циркония, длина которого превышает длину топливного сердечника, а остаточный объем заполнен образующим топливный сердечник материалом из смеси частиц урансодержащего материала, например диоксида урана, и частиц инертного разбавителя из оксида алюминия, или из циркония, или из алюминий-циркониевого сплава, поры между которыми заполнены алюминиевым сплавом, объемное содержание урансодержащих частиц составляет 45-70%, частиц инертного разбавителя 1-10% и алюминиевого сплава 30-45%.
13. Тепловыделяющий элемент по п.12, отличающийся тем, что оболочка выполнена из нержавеющей стали, например стали 06Х16Н15М3Б.
14. Тепловыделяющий элемент по п.12, отличающийся тем, что оболочка выполнена из циркониевого сплава, например сплава Zr+1% Nb.
15. Тепловыделяющий элемент по п.12, отличающийся тем, что концевые пробки выполнены из частиц малопоглощающего нейтроны материала в виде оксида алюминия, или циркония, или алюминий-циркониевого сплава, содержание частиц составляет 55-70 об.%, поры между частицами заполнены алюминиевым сплавом, а размер частиц составляет 50-1000 мкм.
16. Способ изготовления тепловыделяющего элемента, включающий профилирование оболочки в крестообразную форму, отличающийся тем, что после профилирования оболочку подвергают термообработке для снятия внутренних напряжений и соединяют с концевой заглушкой, по оси оболочки устанавливают вытеснитель объема, в оболочку засыпают материал из частиц оксида алюминия, или частиц циркония, или частиц алюминий-циркониевого сплава, образующий нижнюю концевую пробку, затем засыпают смесь частиц урансодержащего материала и частиц инертного разбавителя и далее в оболочку засыпают материал из частиц оксида алюминия, или частиц циркония, или частиц алюминий-циркониевого сплава, образующий верхнюю концевую пробку, затем поры между частицами заполняют алюминиевым сплавом, например сплавом состава Al+12% Si или Al-12% Si+2% Ni, и оболочку соединяют со второй концевой заглушкой.
RU2008132912/06A 2008-08-08 2008-08-08 Тепловыделяющий элемент для ядерных реакторов (варианты) и способ его изготовления (варианты) RU2389089C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008132912/06A RU2389089C1 (ru) 2008-08-08 2008-08-08 Тепловыделяющий элемент для ядерных реакторов (варианты) и способ его изготовления (варианты)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008132912/06A RU2389089C1 (ru) 2008-08-08 2008-08-08 Тепловыделяющий элемент для ядерных реакторов (варианты) и способ его изготовления (варианты)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008132912A RU2008132912A (ru) 2010-02-20
RU2389089C1 true RU2389089C1 (ru) 2010-05-10

Family

ID=42126657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008132912/06A RU2389089C1 (ru) 2008-08-08 2008-08-08 Тепловыделяющий элемент для ядерных реакторов (варианты) и способ его изготовления (варианты)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2389089C1 (ru)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011143293A1 (en) 2010-05-11 2011-11-17 Thorium Power, Inc. Fuel assembly
US8654917B2 (en) 2007-12-26 2014-02-18 Thorium Power, Inc. Nuclear reactor (alternatives), fuel assembly of seed-blanket subassemblies for nuclear reactor (alternatives), and fuel element for fuel assembly
RU2535935C2 (ru) * 2013-03-22 2014-12-20 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение "Петербургский институт ядерной фзизики им.Б.П.Константинова" (ФГБУ "ПИЯФ") Тепловыделяющий элемент исследовательского реактора
US9355747B2 (en) 2008-12-25 2016-05-31 Thorium Power, Inc. Light-water reactor fuel assembly (alternatives), a light-water reactor, and a fuel element of fuel assembly
RU2646443C2 (ru) * 2012-12-28 2018-03-06 ТерраПауэр, ЭлЭлСи Ядерный тепловыделяющий элемент
RU2674429C2 (ru) * 2017-04-27 2018-12-10 Андрей Андреевич Бычков Тепловыделяющий элемент-преобразователь (ТЭП)
US10170207B2 (en) 2013-05-10 2019-01-01 Thorium Power, Inc. Fuel assembly
US10192644B2 (en) 2010-05-11 2019-01-29 Lightbridge Corporation Fuel assembly
RU2760231C1 (ru) * 2018-06-21 2021-11-23 БВКсТ НЬЮКЛИАР ЭНЕРДЖИ, ИНК. Универсальный инвертированный реактор и способ для проектирования и изготовления универсального инвертированного реактора

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2691628C1 (ru) * 2018-09-03 2019-06-17 Акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" Твэл ядерного реактора

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Цыканов В.А. и др «Модификация активной зоны реактора СМ для решения задач материаловедения». Атомная энергия, т. 93, вып. 3, сентябрь 2002. *

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8654917B2 (en) 2007-12-26 2014-02-18 Thorium Power, Inc. Nuclear reactor (alternatives), fuel assembly of seed-blanket subassemblies for nuclear reactor (alternatives), and fuel element for fuel assembly
US9355747B2 (en) 2008-12-25 2016-05-31 Thorium Power, Inc. Light-water reactor fuel assembly (alternatives), a light-water reactor, and a fuel element of fuel assembly
US10037823B2 (en) 2010-05-11 2018-07-31 Thorium Power, Inc. Fuel assembly
US10991473B2 (en) 2010-05-11 2021-04-27 Thorium Power, Inc. Method of manufacturing a nuclear fuel assembly
US11195629B2 (en) 2010-05-11 2021-12-07 Thorium Power, Inc. Fuel assembly
EA023017B1 (ru) * 2010-05-11 2016-04-29 Ториум Пауэр, Инк. Топливная сборка
CN102947890B (zh) * 2010-05-11 2016-05-18 钍能源股份有限公司 燃料组件
WO2011143172A1 (en) * 2010-05-11 2011-11-17 Thorium Power, Inc. Fuel assembly with metal fuel alloy kernel and method of manufacturing thereof
EP3038112A1 (en) * 2010-05-11 2016-06-29 Thorium Power, Inc. Fuel assembly
US11837371B2 (en) 2010-05-11 2023-12-05 Thorium Power, Inc. Method of manufacturing a nuclear fuel assembly
WO2011143293A1 (en) 2010-05-11 2011-11-17 Thorium Power, Inc. Fuel assembly
CN102947890A (zh) * 2010-05-11 2013-02-27 钍能源股份有限公司 燃料组件
US11862353B2 (en) 2010-05-11 2024-01-02 Thorium Power, Inc. Fuel assembly
US10192644B2 (en) 2010-05-11 2019-01-29 Lightbridge Corporation Fuel assembly
RU2646443C2 (ru) * 2012-12-28 2018-03-06 ТерраПауэр, ЭлЭлСи Ядерный тепловыделяющий элемент
RU2535935C2 (ru) * 2013-03-22 2014-12-20 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение "Петербургский институт ядерной фзизики им.Б.П.Константинова" (ФГБУ "ПИЯФ") Тепловыделяющий элемент исследовательского реактора
US10170207B2 (en) 2013-05-10 2019-01-01 Thorium Power, Inc. Fuel assembly
US11211174B2 (en) 2013-05-10 2021-12-28 Thorium Power, Inc. Fuel assembly
RU2674429C2 (ru) * 2017-04-27 2018-12-10 Андрей Андреевич Бычков Тепловыделяющий элемент-преобразователь (ТЭП)
US11636957B2 (en) 2018-06-21 2023-04-25 Bwxt Nuclear Energy, Inc. Method for design and additive manufacture of fission reactor core structure of inverted reactor
US11437156B2 (en) 2018-06-21 2022-09-06 Bwxt Nuclear Energy, Inc. Universal inverted reactor
RU2760231C1 (ru) * 2018-06-21 2021-11-23 БВКсТ НЬЮКЛИАР ЭНЕРДЖИ, ИНК. Универсальный инвертированный реактор и способ для проектирования и изготовления универсального инвертированного реактора

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008132912A (ru) 2010-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2389089C1 (ru) Тепловыделяющий элемент для ядерных реакторов (варианты) и способ его изготовления (варианты)
US4636352A (en) Nuclear fuel rod with burnable plate and pellet-clad interaction fix
US4671927A (en) Nuclear fuel rod containing a hybrid gadolinium oxide, boron carbide burnable absorber
JP2020508437A (ja) 焼結した核燃料ペレット、燃料棒、核燃料集合体、および焼結した核燃料ペレットの製造方法
EP2088601B1 (en) Advanced gray rod control assembly
JP2013520642A (ja) 核燃料、核燃料要素、核燃料アセンブリ、および核燃料製造方法
JPS6259789B2 (ru)
US4668468A (en) Reactivity control of nuclear fuel pellets by volumetric redistribution of fissile, fertile and burnable poison material
KR20200101353A (ko) 환형 금속 핵 연료 및 그 제조 방법
KR102410323B1 (ko) 원자로 연료 요소
CN102568618A (zh) 动力堆用铀氢化锆核燃料棒
US20120121058A1 (en) Core of nuclear reactor and nuclear reactor
RU89904U1 (ru) Твэл ядерного реактора
JPH09211163A (ja) 核燃料棒用燃料ペレット、燃料棒及び核燃料アセンブリ
JP5749597B2 (ja) 高速増殖炉の炉心
EP3101657B1 (en) Active zone of a lead-cooled fast reactor
RU180840U1 (ru) Твэл дисперсионного типа
KR20000068512A (ko) 연소도가 높은 원자로 연료체 및 제조 방법
RU2124767C1 (ru) Твэл ядерного реактора
RU2125305C1 (ru) Твэл ядерного реактора
Hartanto et al. Characterization of a Metallic-fuelled B&BR with Non-uniform Smear Density
CN113674875B (zh) 一种快谱反应堆堆芯设计方法及堆芯结构
RU112483U1 (ru) Твэл ядерного реактора
RU2535935C2 (ru) Тепловыделяющий элемент исследовательского реактора
JPH041593A (ja) 燃料集合体