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公开(公告)号：CN110415838B
公开(公告)日：2022-07-22
申请号：CN201910713774.1
申请日：2019-08-02
申请人： 上海核工程研究设计院有限公司
摘要： 本发明公开了一种用于增强安全性的棒状核燃料元件的制造方法，涉及核电技术领域，包括以下步骤：S1、制备U3Si2基铸锭；S2、烧制U3Si2基芯体；S3、管坯制造；S4、清洗；S5、焊接；S6、热轧，本发明的特点在于：取消了现役元件的贮气腔、压紧弹簧、芯块与包壳之间的间隙，燃料芯体采用中间带孔的U3Si2基材料(包括U3Si2)，芯体中心预留的中孔可储存裂变气体并吸收部分辐照肿胀，元件内部是真空状态而不是填充惰性气体。本发明优点在于：不仅降低燃料芯体的运行温度和堆芯储能，同时减缓了棒状核燃料元件的PCI问题，从而提高了棒状核燃料元件的安全性。
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公开(公告)号：CN113035385A
公开(公告)日：2021-06-25
申请号：CN202110240491.7
申请日：2021-03-04
申请人： 上海核工程研究设计院有限公司
摘要： 本发明涉及核燃料技术领域，具体地说是一种含硼硅化铀整体型可燃毒物芯块，至少采用如下原料混合而成的复合材料芯块：UB2、U3Si2；且复合材料芯块中的U3Si2相呈颗粒状分散于UB2相中被UB2相分隔包覆。本发明与现有技术相比，可较方便的通过调节芯块中UB2相的比例和B‑10同位素的富集度来进行可燃毒物芯块中子吸收价值的调节；抗高温水腐蚀的性能更好，在燃料包壳破损时可减少裂变产物释放至一回路冷却水；由于B‑11的中子吸收截面较低，因此当使用贫化B‑10的硼为原料制备的U3Si2‑UB2复合整体型可燃毒物芯块可作为燃料芯块使用，相比纯U3Si2燃料芯块具有更好的抗水腐蚀性能。
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公开(公告)号：CN111710443B
公开(公告)日：2022-07-19
申请号：CN202010519353.8
申请日：2020-06-09
申请人： 上海核工程研究设计院有限公司
摘要： 本发明公开了一种金刚石复合核燃料芯块及其制备方法，其特征在于，所述燃料芯块以UO2单晶为燃料颗粒，将SiC及金刚石粉体作为所述UO2单晶燃料颗粒间的连接介质，在混合后的所述燃料颗粒和所述连接介质外包裹外表面保留无燃料区。本发明所研发的新型UO2单晶/金刚石复合燃料将采用少量的第二相SiC对UO2单晶进行黏合，用UO2‑高热导金刚石/SiC相‑UO2的结合方式替代传统的UO2‑UO2晶界的结合方式，有效的抵消了由于UO2导热方向性带来的自我阻碍和损耗。
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公开(公告)号：CN110379525B
公开(公告)日：2022-05-10
申请号：CN201910713781.1
申请日：2019-08-02
申请人： 上海核工程研究设计院有限公司
IPC分类号： G21C3/07 , G21C3/04 , G21C3/16 , G21C3/28 , G21C3/58 , G21C21/02 , G21C21/10 , C22C38/06 , C22C38/22
摘要： 本发明公开了一种耐事故的棒状核燃料元件的制备方法，涉及核电技术领域，包括以下步骤：包括以下步骤：S1、制备U3Si2基铸锭；S2、采用粉末冶金方法制备有中孔的U3Si2芯体；S3、制备不锈钢管坯；S4、制备端塞坯料；S5、清洁；S6、制备元件棒坯；S7、热轧；本发明取消了现役元件的贮气腔、压紧弹簧、芯块与包壳之间的间隙，U3Si2芯体中心预留的中孔可储存裂变气体并吸收部分辐照肿胀，元件内部是真空状态而不是填充惰性气体,元件包壳采用不锈钢材料,适用于现役轻水反应堆核电站，比现役棒状核燃料元件具有较强的抗LOCA事故能力和较高的安全性。
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公开(公告)号：CN111916227B
公开(公告)日：2023-04-14
申请号：CN202010789730.X
申请日：2020-08-07
申请人： 中国科学院上海应用物理研究所 , 上海核工程研究设计院有限公司
摘要： 本发明提供一种金属包覆燃料及其制备方法，该金属包覆燃料由内而外依次包括：核燃料核芯，疏松金属层以及致密金属层。该方法包括：S1：提供一种核燃料核芯，将其装入高温喷动床，通入氩气，使其处于流化状态；S2：改通入氢气或者氩气，或其混合气体，控制疏松金属层的前驱体在载气中的比例在5～10％V/V之间，从而在核燃料核芯表面包覆疏松金属层；S3：控制致密金属层的前驱体在载气中的比例在0.2～2％V/V之间，从而进一步包覆致密金属层；以及S4：停止通入前驱体，改通入氩气，降温，即得。根据本发明提供的金属包覆燃料具有导热性好、滞留裂变产物能力强、破损率低等优点，可有效提升核燃料安全性和经济性。
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公开(公告)号：CN115386836A
公开(公告)日：2022-11-25
申请号：CN202211077822.0
申请日：2022-09-05
申请人： 上海核工程研究设计院有限公司 , 中国科学院上海硅酸盐研究所
摘要： 本发明提供了一种涂覆在核燃料芯块表面的可燃毒物涂层及应用，作用是反应性控制和慢化剂温度系数控制。本发明所述可燃毒物涂层由CeB6、SiB6和YB6中至少一种组成，相对密度在70％～97％之间，厚度在5～20μm之间。该可燃毒物涂层在经历至少3次600℃热冲击试验后，通过胶带剥落试验后质量几乎不损失。一方面所述涂层具有更高B含量，可使用更低10B富集度或天然丰度实现与商用高10B富集ZrB2相同功能，同时具备成本优势。另一方面，所述涂层与基体芯块的结合力也优于ZrB2，因此服役过程中具有更高可靠性，更有利于堆芯安全。该涂层可集成在可燃毒物燃料元件中得到应用。
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公开(公告)号：CN112102968B
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN202010791013.0
申请日：2020-08-07
申请人： 中国科学院上海应用物理研究所 , 上海核工程研究设计院有限公司
摘要： 本发明提供一种高热导燃料芯块及其制备方法，包括以下步骤：S1、提供一种UO2单晶；S2、UO2单晶涂层包覆；S3、粉体预处理：将包覆型UO2单晶颗粒以及Zr合金粉体进行加热预处理；S4、粉体混合：将步骤S3制备的包覆型UO2单晶颗粒筛分成粒径大小不同的两组，先将大尺寸UO2单晶颗粒、Zr合金粉体与烧结剂按照一定的体积比例放入混料罐内，喷洒一定量的粘结剂密封混合，然后将剩余的小尺寸UO2单晶颗粒与Zr合金粉体混合后一起搅拌均匀；S5、生坯压制；以及S6、高温烧结，即可获得所述高热导燃料芯块。根据本发明提供的一种高热导燃料芯块及其制备方法，可明显改善燃料芯块的热导率，进而提升燃料芯块的安全性。
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公开(公告)号：CN111933310B
公开(公告)日：2022-07-19
申请号：CN202010520078.1
申请日：2020-06-09
申请人： 上海核工程研究设计院有限公司
摘要： 本发明公开了一种高热导的二氧化铀单晶复合燃料芯块及其制备方法，所述芯块以UO2单晶为燃料颗粒，所述燃料颗粒用SiC、Zr等高热导金属或陶瓷材料粉体作为连接介质，在所述燃料颗粒和所述连接介质外包裹有外表面保留无燃料区。本发明所研发的新型UO2单晶复合燃料有效的抵消了由于UO2导热方向性带来的自我阻碍和损耗。该方案在降低燃料芯块化学活性的情况下提升了材料的导热性能，是优异的二元复合芯块燃料。
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公开(公告)号：CN113012827A
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN202110210614.2
申请日：2021-02-25
申请人： 上海核工程研究设计院有限公司
摘要： 本发明涉及核燃料芯块技术领域，具体地说是一种抗水腐蚀氮化铀复合燃料芯块，其特征在于：包括起保护作用的耐腐蚀金属体、分散在耐腐蚀金属体内的氮化铀颗粒。本发明与现有技术相比具有如下优势：1、通过耐腐蚀金属体将易与高温水、水蒸气发生反应的氮化铀燃料分隔开，提高了芯块暴露于高温冷却水或水蒸气时维持完整性的能力；2、芯块尺寸与现有燃料芯块一致，可装入现有反应堆燃料棒中，易于使用；3、适用于现役轻水反应堆，相比现役UO2燃料芯块或单相氮化铀燃料芯块具有较高的安全性，有利于消除PCI问题。
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公开(公告)号：CN112992390A
公开(公告)日：2021-06-18
申请号：CN202110211542.3
申请日：2021-02-25
申请人： 上海核工程研究设计院有限公司
摘要： 本发明涉及核燃料芯块技术领域，具体地说是一种高安全性的硅化铀复合燃料芯块，包括耐腐蚀金属体、分散在耐腐蚀金属体内部的硅化铀颗粒。本发明与现有技术相比：1、通过金属层将易与高温水、水蒸气发生反应的硅化铀燃料分隔开，提高了芯块暴露于高温冷却水或水蒸气时维持完整性的能力；2、芯块尺寸与现有燃料芯块一致，可装入现有反应堆燃料棒中，易于使用；3、适用于现役轻水反应堆，相比现役UO2燃料芯块或单相硅化铀燃料芯块具有较高的安全性，有利于消除PCI问题。
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