专利汇可以提供一种耐事故的棒状核燃料元件及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 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。,下面是一种耐事故的棒状核燃料元件及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种耐事故的棒状核燃料元件,包括设置的两个端塞(1),其特征在于:两个所述端塞(1)之间安装有不锈钢包壳(2),所述不锈钢包壳(2)内设有U3Si2芯体(3),且U3Si2芯体(3)位于两个端塞(1)之间,所述U3Si2芯体(3)内部开设有中孔(5)。
2.根据权利要求1所述的一种耐事故的棒状核燃料元件,其特征在于:所述U3Si2芯体(3)与不锈钢包壳(2)之间设有冶金结合层(4)。
3.根据权利要求2所述的一种耐事故的棒状核燃料元件,其特征在于:所述冶金结合层(4)的厚度不大于0.2mm。
4.根据权利要求1所述的一种耐事故的棒状核燃料元件的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、制备U3Si2基铸锭:选择电弧熔融金属粉末(U或添加其它合金元素)和Si粉的方法制备U3Si2基材料的铸锭;
S2、制备U3Si2芯体(3):将铸锭作为原料,采用机械破碎方法获得U3Si2基材料的粉末,用压制成型方法,由U3Si2基材料的粉末获得55-70%T.D.的素坯,素坯中心预留中孔,素坯经
1100-1500℃烧结,获得U3Si2芯体(3);
S3、制备不锈钢管坯;用核级纯金属原料配料,通过熔炼、挤压和轧制,制备成不锈钢管坯;
S4、清洁:将U3Si2芯体(3)、不锈钢管坯分别进行表面清洗,使接触面保持清洁;
S5、制备元件管坯:U3Si2芯体(3)装配入不锈钢管坯,放入电子束焊箱内抽真空至10-
4mmHg,然后对上、下端面进行电子束焊接,使两者接触面之间的间隙保持真空,得到元件管坯;
S6、热轧:将元件管坯在挤压机上进行热轧,轧制形变量不超过5%,得到不锈钢包壳(2)厚度0.3mm—1.0mm、不锈钢包壳(2)外径5.0mm—12mm、长度0.5m—5.0m的棒状核燃料元件。
5.根据权利要求4所述的一种耐事故的棒状核燃料元件的制备方法,其特征在于:在所述步骤S6中,热轧的温度温度为700℃-1300℃,轧制形变量不超过5%。
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