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公开(公告)号：CN112951461B
公开(公告)日：2024-02-09
申请号：CN201911259445.0
申请日：2019-12-10
申请人： 中核北方核燃料元件有限公司
IPC分类号： G21C21/10
摘要： 本发明属于核燃料制造技术领域，具体涉及一种薄壁LiAlO2陶瓷芯块成型模具，包括阴模、上冲头、下冲头、垫环、垫块和芯杆；所述上冲头为T型结构，冲杆从上方插入阴模的内部，与垫环相连，垫环下部为芯块，垫环的尺寸与芯杆相配合，起到对芯块的压制成型作用；垫环和芯块套在芯杆上，芯杆的一端与上冲头不接触；芯杆的另一端通过垫块与下冲头接触；下冲头为T型结构，冲杆从下方插入阴模的内部；芯杆包括杆部和底部凸台，杆部一端与底部凸台固定连接，另一端为半球状。本发明满足尺寸要求的芯块进行模具设计，同时通过间隙配合，使得芯块能顺畅脱模。
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公开(公告)号：CN113012836A
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN201911327232.7
申请日：2019-12-20
申请人： 中核北方核燃料元件有限公司
摘要： 本发明属于核燃料核芯材料制造技术领域，具体涉及一种轻水堆用UN芯块的制备方法。以铸态铀锭为原料，通过循环氢化‑脱氢工艺，制备金属铀粉，再通过氮化得到高氮铀比化合物粉末；将高氮铀比化合物粉末置于石墨模具中预压后，连同模具一起在钨钼烧结炉中高温脱氮分解，再经球磨后获得纯净的细微UN粉体；将获得的UN粉体置于石墨模具中，在热压烧结炉中，获得致密的UN燃料芯块。本发明通过氢化‑脱氢‑氮化‑脱氮工序，获得了纯度高、粒径小的高活性UN粉末，相较于碳热还原法，粉末纯度大大提高，再通过优化后的热压烧结工艺，获得致密度密90％以上的燃料芯块。
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公开(公告)号：CN113012834A
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN201911335506.7
申请日：2019-12-20
申请人： 中核北方核燃料元件有限公司
摘要： 本发明属于氮化铀复合燃料芯块制备技术领域，具体涉及一种氮化铀复合铀三硅二燃料芯块的制备方法。通过金属铀和单质硅真空感应熔炼制备得到U3Si2锭，破碎球磨后得到U3Si2粉末；金属铀通过循环氢化脱氢制备得到金属铀粉，氮化得到铀氮化合物；将铀氮化合物置于石墨模具中预压后，连同模具与铀氮化合物一起在钨钼烧结炉中高温脱氮，脱氮后得到块状UN材料，经过破碎球磨后，制备得到可在室温下稳定存在的UN粉末；将UN粉末与10～80wt％U3Si2粉末，采用干法三维混料或以乙醇为介质湿法球磨混料后，得到UN‑U3Si2混合粉末，采用无压烧结或热压烧结制备得到UN‑U3Si2复合燃料芯块。该芯块具有更高的铀密度和更高的导热系数和一定抗蒸汽氧化能力，增强了系统承受严重事故条件的整体能力。
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公开(公告)号：CN113012833A
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN201911325486.5
申请日：2019-12-20
申请人： 中核北方核燃料元件有限公司
IPC分类号： G21C21/02
摘要： 本发明属于氮化铀复合燃料芯块制备技术领域，具体涉及一种氮化铀复合二氧化铀燃料芯块的制备方法。通过循环氢化脱氢制备得到金属铀粉，氮化得到铀氮化合物；将铀氮化合物置于石墨模具中预压后，连同模具及铀氮化合物一起在钨钼烧结炉中高温脱氮，脱氮后得到块状UN材料，经过破碎球磨后，制备得到可在室温下稳定存在的UN粉末；取UN粉末与5～80wt％UO2粉末，采用干法三维混料或以乙醇为介质湿法球磨混料后，得到UN‑UO2混合粉末；取UN‑UO2混合粉末置于石墨模具中进行热压烧结，制备得到实心UN‑UO2复合燃料芯块。本发明制备得到在空气中可稳定存在的UN粉末，实现在大气环境下与UO2粉末的混合，降低了工艺操作难度，缩短了工艺周期。
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公开(公告)号：CN113120931A
公开(公告)日：2021-07-16
申请号：CN201911390289.1
申请日：2019-12-30
申请人： 中核北方核燃料元件有限公司
IPC分类号： C01D15/08 , C04B35/626 , G21C3/62
摘要： 本发明属于陶瓷芯块制备技术领域，具体涉及一种核纯级Li2CO3化工转化装置。该装置由四个部分组成，包括粉末纯化系统、碳化过滤系统、超细粉碎系统、和自动化控制系统。化工转化装置主要应用于核纯级Li2CO3粉末的制备，本装置单次转化制备Li2CO3粉末可达到(1～10)kg，能够实现小规模工程化应用，为特种材料制备的工程化提供了原材料基础。
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公开(公告)号：CN113012832A
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN201911325484.6
申请日：2019-12-20
申请人： 中核北方核燃料元件有限公司
摘要： 本发明属于氮化铀复合燃料芯块制备技术领域，具体涉及一种UO2复合UN‑UO2燃料芯块的制备方法。通过循环氢化脱氢制备得到金属铀粉，氮化得到铀氮化合物；将铀氮化合物置于石墨模具中预压后，连同模具及铀氮化合物一起在钨钼烧结炉中高温脱氮，脱氮后得到块状UN材料，经过破碎球磨后，制备得到可在室温下稳定存在的UN粉末；取UN粉末与5～80wt％UO2粉末，采用干法三维混料或以乙醇为介质湿法球磨混料后，得到UN‑UO2混合粉末；将环形UO2生坯外套于圆柱状UN‑UO2生坯后，在组合后的生坯上下装配盖状UO2生坯，即得到UO2包裹UN‑UO2的生坯，置于石墨模具中热压烧结，制备得到UO2包裹区的UN‑UO2复合燃料芯块。本发明在轻水堆中的应用前景广泛。
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公开(公告)号：CN113003588A
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN201911327233.1
申请日：2019-12-20
申请人： 中核北方核燃料元件有限公司
IPC分类号： C01D15/08
摘要： 本发明属于LiAlO2陶瓷芯块制备技术领域，具体涉及一种核纯级Li2CO3化工转化方法。将原材料LiOH·H2O溶于水中，完全溶解后将不溶于水的杂质去除，将过滤后溶液升温加热，并适当投入晶种，使LiOH·H2O重结晶，获得重结晶后的高纯LiOH·H2O晶体；将高纯LiOH·H2O晶体溶解于反应容器内，向其中通入CO2气体，适当加热，创造出使LiOH溶液和CO2气体充分接触的反应环境保证该反应充分发生，通过监测溶液整体PH值，判断反应是否达到终点，在反应达到终点后，获得Li2CO3粉末，使用去离子水对粉末进行洗涤后烘干；将干燥的Li2CO3粉末进行研磨粉碎，对粒度与形貌进行控制，粉碎后得到成品Li2CO3粉末。本发明主要应用于核纯级Li2CO3粉末的制备，制得粉末纯度可以达到99.99％以上。
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公开(公告)号：CN113000839A
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN201911325426.3
申请日：2019-12-20
申请人： 中核北方核燃料元件有限公司
摘要： 本发明属于核燃料元件制造技术领域，具体涉及一种6061铝合金3D打印试验堆燃料元件关键零部件的方法。细化参数范围：激光功率400W～450W、激光扫描速度1100mm/s～1200mm/s、激光扫描间距0.15～0.20mm，6061铝合金粉末铺粉厚度0.02～0.04mm；进行研究试验堆燃料元件关键零部件的三维模型建立，部分关键零部件具有悬空结构，当悬空部位长度大于2mm时，6061铝合金粉末无法支撑关键零部件，易导致成型失败，故设计支撑结构；对模型添加支撑结构处理后进行切片剖分，剖分厚度和6061铝合金粉末铺粉厚度一致，最后使用步骤一确定好的参数进行研究试验堆燃料元件关键零部件的激光增材制造；对关键零部件进行热处理。本发明制备出了符合技术指标要求的研究试验堆燃料元件关键零部件。
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公开(公告)号：CN113012835A
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN201911325846.1
申请日：2019-12-20
申请人： 中核北方核燃料元件有限公司
IPC分类号： G21C21/16
摘要： 本发明属于二氧化铀芯块制备技术领域，具体涉及一种含钆环形二氧化铀芯块的制备方法。按Gd含量0.5wt％～8wt％的配比，分别称量UO2粉末与Gd2O3粉末；每50～80g的UO2与Gd2O3混合粉末装入一个混料罐中进行混料；采用制粒改善含钆UO2粉末的流动性，预压制高度为15～20mm含钆二氧化铀圆饼，圆饼破碎后选用筛网进行擦筛得到UO2粉末；使用制粒得到的UO2粉末进行生坯成型；对制得生坯进行芯块烧结。本发明通过混料、制粒、成型及烧结工序进行工艺控制，对含钆环形UO2芯块在制备过程中出现的Gd元素分布不均匀及成型过程粉末压制过程中产生的压制性能差的问题进行改善，最终完成Gd含量为0.5wt％～8.0wt％的环形含钆芯块的制备。
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公开(公告)号：CN113004046A
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN201911326647.2
申请日：2019-12-20
申请人： 中核北方核燃料元件有限公司
IPC分类号： C04B35/58 , C04B35/622 , C04B35/653
摘要： 本发明属于硼化物陶瓷材料的制备技术领域，具体涉及一种UB2陶瓷体的制备方法。包括以下步骤：步骤一：采用感应熔炼或电弧熔炼方法，将金属铀与硼混合，放置坩埚中，加热或起弧熔炼，使其均匀反应，控制铀硼反应速率，制备出二硼化铀的铸锭；步骤二：在手套箱中，采用金属铀材质的破碎工具，将铸锭破碎，随后放置在球磨机中，球磨制备出二硼化铀粉末；步骤三：将粉末放入石墨模具中，并将装有粉末的模具用一次性塑料膜进行包覆，随后转至热压烧结炉内；步骤四：采用热压烧结工艺，制备出陶瓷体；步骤五：采用线切割工艺，进行表面及四周加工。采用本发明制备出密度大于11.43g/cm3、表面光滑、单一物相的二硼化铀陶瓷体。
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