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公开(公告)号：CN112102968A
公开(公告)日：2020-12-18
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：CN112071444A
公开(公告)日：2020-12-11
申请号：CN202010789758.3
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： 本发明提供一种二氧化铀单晶/纳米金刚石核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单晶热处理；S3、UO2单晶涂层包覆：将UO2单晶颗粒过筛处理，选取一定粒径的UO2单晶颗粒，采用化学气相沉积的方法在UO2单晶颗粒表面涂覆一层热解炭涂层；S4、粉体混合：将步骤S3制备的包覆型UO2单晶颗粒、纳米金刚石粉体与烧结剂按照一定的体积比放入混料罐内密封混合；S5、装料；以及S6、致密化烧结：将压制好的模具进行放电等离子体快速烧结，即得。根据本发明提供的方法，明显改善了燃料芯块的热导率，进而提升了二氧化铀燃料芯块的安全性。
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公开(公告)号：CN111916227A
公开(公告)日：2020-11-10
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：CN111951991A
公开(公告)日：2020-11-17
申请号：CN202010543464.2
申请日：2020-06-15
申请人： 西安交通大学 , 上海核工程研究设计院有限公司 , 中国核动力研究设计院
IPC分类号： G21C21/08
摘要： 本发明公开了一种基于3D打印的核燃料元件密封成形方法，属于核电技术领域，采用SiC作为燃料元件的包壳材料，通过3D打印方法和激光熔覆技术，在包壳和端塞间形成密封圈，包壳采用SiC陶瓷材料，SiC密封圈与SiC包壳形成良好的匹配，能保证包壳和端塞密封性能，降低燃料芯体的运行温度和堆芯储能，提高棒状核燃料元件的安全性。本发明设计合理，操作简便，密封圈与SiC包壳形成良好匹配，可有效提高棒状核燃料元件的密封性能。
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公开(公告)号：CN110379525A
公开(公告)日：2019-10-25
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，包括设置的两个端塞，两个所述端塞之间安装有不锈钢包壳，所述不锈钢包壳内设有U3Si2芯体，且U3Si2芯体位于两个端塞之间，所述U3Si2芯体内部开设有中孔；本发明还公开了一种耐事故的棒状核燃料元件的制备方法，包括以下步骤：S1、制备U3Si2基铸锭；S2、制备U3Si2芯体；S3、制备不锈钢管坯；S4、清洁；S5、制备元件管坯；S6、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：CN110415838A
公开(公告)日：2019-11-05
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，包括棒状的U3Si2基芯体，所述U3Si2基芯体内开设有中孔，所述U3Si2基芯体外是锆基合金材质的包壳，所述包壳的两端均密封一个端塞，所述U3Si2基芯体与包壳之间是冶金结合层。与现役棒状核燃料元件相比，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：CN111933310A
公开(公告)日：2020-11-13
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：CN111710443A
公开(公告)日：2020-09-25
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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