RU2576659C2 - Method of making fuel element of nuclear reactor - Google Patents

Method of making fuel element of nuclear reactor Download PDF

Info

Publication number
RU2576659C2
RU2576659C2 RU2012105103/07A RU2012105103A RU2576659C2 RU 2576659 C2 RU2576659 C2 RU 2576659C2 RU 2012105103/07 A RU2012105103/07 A RU 2012105103/07A RU 2012105103 A RU2012105103 A RU 2012105103A RU 2576659 C2 RU2576659 C2 RU 2576659C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
contact material
cladding
magnesium
lead
fuel
Prior art date
Application number
RU2012105103/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012105103A (en
Inventor
Юрий Васильевич Потапов
Original Assignee
Юрий Васильевич Потапов
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 Юрий Васильевич Потапов filed Critical Юрий Васильевич Потапов
Priority to RU2012105103/07A priority Critical patent/RU2576659C2/en
Publication of RU2012105103A publication Critical patent/RU2012105103A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2576659C2 publication Critical patent/RU2576659C2/en

Links

Images

Classifications

    • 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

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

FIELD: nuclear energy.
SUBSTANCE: invention relates to the manufacture of fuel elements (cartridges) for nuclear reactors. Production of the fuel element of a nuclear reactor is carried out in two stages. First - preform cladding is equipped with contact material, pellets of the fission material, a spring compressed by a shank. Then the cladding is sealed, hermetized, sealed and heated to the melting temperature of the contact product and then cooled. Second - an adapter is complemented with the reflector and the gas collector. As the contact material are used: magnesium, sodium, lead, copper, magnesium, lead, bismuth, aluminum-silicon-nickel.
EFFECT: technical result - increase in the thermal conductivity between the inner surface of the cladding and pillar tablets fissile material.
4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к способу изготовления тепловыделяющего элемента (твэла) ядерного реактора.The invention relates to the field of nuclear energy, in particular to a method for manufacturing a fuel element (fuel element) of a nuclear reactor.

Известен способ изготовления твэла дисперсионного типа, при котором в заготовку оболочки твэла в соответствующей доле помещают материал матрицы, его расплавляют, а на зеркало расплава матричного материала непрерывно подают в недостающей доле частицы делящегося материала при одновременном вибрировании и охлаждают, см. патент РФ №2374705, кл. G21C 21/02, 2009.There is a known method of manufacturing a dispersion type fuel element, in which matrix material is placed in an appropriate fraction in the fuel rod cladding, melted, and particles of fissile material are continuously fed into the missing matrix of the matrix material while vibrating and cooled, see RF patent No. 2374705, class G21C 21/02, 2009.

Такой способ не обеспечивает необходимой плотности делящегося материала в твэле.This method does not provide the necessary density of fissile material in the fuel rod.

Известен также способ изготовления твэла контейнерного типа, основными операциями в котором являются: изготовление таблеток делящегося материала, заключение таблеток в заготовку оболочки твэла, ограничение сердечника из таблеток отражателем и пружиной, организация газосборника, вакуумирование и герметизация, см. А.Г.САМОЙЛОВ. «Тепловыделяющие элементы ядерных реакторов», М., Энергоиздат, 1985, с.50.There is also known a method of manufacturing a container type fuel rod, the main operations of which are: the manufacture of pellets of fissile material, the conclusion of the tablets into the blank of the fuel cladding of the fuel rod, limiting the core of the tablets to a reflector and spring, organizing a gas collector, evacuating and sealing, see A.G. SAMOILOV. “Fuel elements of nuclear reactors”, M., Energoizdat, 1985, p.50.

Недостатком такого способа изготовления твэла является наличие переменного по высоте газового зазора между стенкой оболочки твэла и таблетками делящегося материала, что приводит к асимметричной розе тепловых потоков в поперечных сечениях твэла и непосредственному контакту конструкционного и делящегося материалов.The disadvantage of this method of manufacturing a fuel rod is the presence of a gas-gap-variable height between the fuel cladding wall and the pellets of fissile material, which leads to an asymmetric rose in heat fluxes in the cross sections of the fuel rod and direct contact between the structural and fissile materials.

Технической задачей изобретения является повышение теплопроводности между внутренней поверхностью оболочки твэла и таблетками делящегося материала.An object of the invention is to increase the thermal conductivity between the inner surface of the cladding of a fuel rod and tablets of fissile material.

Поставленная задача решается путем заполнения зазора между боковой поверхностью таблеток из делящегося материала и внутренней поверхностью оболочки твэла контактным материалом, металлом, например магнием, или сплавом, например силумином.The problem is solved by filling the gap between the lateral surface of the pellets of fissile material and the inner surface of the cladding of a fuel rod with a contact material, a metal, for example magnesium, or an alloy, for example silumin.

Изготовление твэла реализуют в два этапа.The manufacture of a fuel rod is implemented in two stages.

На первом - в одну часть заготовки оболочки твэла помешают контактный материал в виде цилиндра, таблетки делящегося материала, пружину, сжатую хвостовиком, сваривают, вакуумируют, герметизируют, нагревают до температуры плавления контактного материала и охлаждают.At the first stage, contact material in the form of a cylinder, pellets of fissile material, a spring compressed by a shank, are welded, vacuumized, sealed, heated to the melting temperature of the contact material, and cooled.

На втором - через переходник дополняют другой частью заготовки оболочки твэла с отражателем и газосборником.On the second - through the adapter, they supplement with another part of the blank of the cladding of a fuel rod with a reflector and gas collector.

На чертеже приведена схема осуществления способа изготовления твэла ядерного реактора.The drawing shows a diagram of an implementation of a method of manufacturing a fuel element of a nuclear reactor.

В часть 1 заготовки оболочки твэла с переходником 2, помещают контактный материал в виде стержня 3, таблетки 4 из делящегося материала, пружину 5, сжатую хвостовиком 6, сваривают, вакуумируют и герметизируют.In part 1 of the blank of the cladding of a fuel rod with an adapter 2, contact material is placed in the form of a rod 3, tablets 4 of fissile material, a spring 5 compressed by a shank 6, welded, vacuum and sealed.

Нагревают до плавления контактного материала и охлаждают.Heated until the contact material melts and cooled.

По оси переходника 2 формируют канал до контактного материала и дополняют другой частью 1 заготовки оболочки твэла с отражателем 7, газосборником 8 и концевой деталью 9, через которую вакуумируют полость газосборника.A channel to the contact material is formed along the axis of the adapter 2 and supplemented with another part 1 of the blank of the cladding of a fuel rod with a reflector 7, a gas collector 8 and an end piece 9 through which the cavity of the gas collector is evacuated.

После механической и химической подготовки герметизируют методом аргонно-дуговой сварки.After mechanical and chemical preparations are sealed by argon-arc welding.

В качестве стержня 3 контактного материала применяют металлы магний, натрий, свинец, сплавы свинец - висмут, медь - магний, алюминий - кремний - никель.As the rod 3 of the contact material is used metals magnesium, sodium, lead, alloys lead - bismuth, copper - magnesium, aluminum - silicon - nickel.

Использование изобретения позволяет повысить:The use of the invention allows to increase:

- теплопроводность в радиальном направлении,- thermal conductivity in the radial direction,

- эффективность и надежность при использовании твэла в рабочих условиях.- efficiency and reliability when using a fuel rod in operating conditions.

Claims (4)

1. Способ изготовления твэла ядерного реактора, включающий снаряжение заготовки оболочки твэла таблетками делящегося материала, отражателем, пружиной, с сохранением газосборника, отличающийся тем, что его реализуют в два этапа: на первом - в одну часть заготовки оболочки твэла помещают контактный материал в виде стержня, таблетки делящегося материала, сжатую хвостовиком пружину, вакуумируют, герметизируют, нагревают до плавления контактного материала, охлаждают, а на втором - через переходник дополняют другой частью заготовки оболочки твэла с отражателем и газосборником.1. A method of manufacturing a nuclear fuel rod of a nuclear reactor, including equipping the blank of a fuel cladding with pellets of fissile material, a reflector, a spring, preserving the gas collector, characterized in that it is implemented in two stages: in the first, contact material in the form of a rod is placed in one part of the blank of the fuel cladding , tablets of fissile material, a spring compressed by the shank, are evacuated, sealed, heated until the contact material melts, cooled, and on the second, through the adapter, they are supplemented with another part of the shell blank Al reflector and the plenum. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве контактного материала применяют металлы: магний, натрий, свинец.2. The method according to claim 1, characterized in that as the contact material used metals: magnesium, sodium, lead. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве контактного материала применяют двойные сплавы: медь-магний, свинец-висмут.3. The method according to claim 1, characterized in that double alloys are used as contact material: copper-magnesium, lead-bismuth. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве контактного материала применяют тройной сплав алюминий-кремний-никель. 4. The method according to claim 1, characterized in that the contact material used is a triple alloy of aluminum-silicon-nickel.
RU2012105103/07A 2012-02-14 2012-02-14 Method of making fuel element of nuclear reactor RU2576659C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012105103/07A RU2576659C2 (en) 2012-02-14 2012-02-14 Method of making fuel element of nuclear reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012105103/07A RU2576659C2 (en) 2012-02-14 2012-02-14 Method of making fuel element of nuclear reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012105103A RU2012105103A (en) 2012-05-20
RU2576659C2 true RU2576659C2 (en) 2016-03-10

Family

ID=46230395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012105103/07A RU2576659C2 (en) 2012-02-14 2012-02-14 Method of making fuel element of nuclear reactor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2576659C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3949460A (en) * 1973-06-13 1976-04-13 S.A.E.S. Getters S.P.A. Method of manufacturing nuclear fuel elements
RU2201628C2 (en) * 2001-06-04 2003-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А.Бочвара" Method for manufacturing nuclear reactor fuel element
RU89904U1 (en) * 2009-08-05 2009-12-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Nuclear reactor fuel rod
US20100296621A1 (en) * 2006-12-12 2010-11-25 Commissariat A L'energie Atomique Method of manufacturing nuclear fuel elements and a container for implementing such a method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3949460A (en) * 1973-06-13 1976-04-13 S.A.E.S. Getters S.P.A. Method of manufacturing nuclear fuel elements
RU2201628C2 (en) * 2001-06-04 2003-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А.Бочвара" Method for manufacturing nuclear reactor fuel element
US20100296621A1 (en) * 2006-12-12 2010-11-25 Commissariat A L'energie Atomique Method of manufacturing nuclear fuel elements and a container for implementing such a method
RU89904U1 (en) * 2009-08-05 2009-12-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Nuclear reactor fuel rod

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012105103A (en) 2012-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106435184B (en) The recovery process that a kind of metal is cut
US20180261346A1 (en) Method for producing nuclear fuel products with a high loading of leu and corresponding nuclear fuel product
Manara et al. The melting behaviour of oxide nuclear fuels: effects of the oxygen potential studied by laser heating
RU2010147880A (en) FUEL ELEMENT OF A HEAT PIPE BASED ON THE BREAKING OF THE CORE
WO2020214873A1 (en) Molten metal fuel buffer in fission reactor and method of manufacture
CN110379525A (en) A kind of rodlike nuclear fuel element of crash-proof and preparation method thereof
CA2945202A1 (en) Device and method for enhanced iridium gamma radiation sources
CN109141086A (en) A kind of methods for filling of high-temperature heat pipe working medium
CN104889519B (en) A kind of manufacture method of metal-ceramic X-ray tube
CN104439262A (en) Large-sized metal zirconium powder low in oxygen content and preparation method of zirconium powder
RU2576659C2 (en) Method of making fuel element of nuclear reactor
CN104646659A (en) Method for preparing low-oxygen high-pure metal hafnium powder
Takiishi et al. Recycling of Zircaloy machining chips by VAR remelting and powder metallurgy techniques
JP2013209694A (en) Apparatus for producing beryllide pebble
RU141375U1 (en) MO-99 TARGET
CN101879655B (en) Welding production technology of diaphragm type energy accumulator
US9202601B2 (en) Methods and apparatus for suppressing tritium permeation during tritium production
KR101817075B1 (en) Aluminium-scandium master alloys, and manufacturing method thereof
RU183971U1 (en) TARGET FOR ACCUMULATION OF THE LUTETIA-177 ISOTOP
CN103943154B (en) reactor fuel element
RU142204U1 (en) TARGET FOR PROTON ISOTOPE GENERATION
CN101831565A (en) New process for preparing niobium-zirconium 10 alloy
CN104525925A (en) Vacuum skull furnace crystallizer and preparation method thereof
RU117699U1 (en) Nuclear reactor fuel rod
US11713498B2 (en) Method of manufacturing uranium target to be soluble in basic solution and method of extracting radioactive Mo-99 using the same