Реакторные топливные элементы и их блоки, выбор вещества для использования в качестве реакторных топливных элементов: ....с покрытием топлива или внутренних поверхностей кожухов, с неактивными промежуточными слоями между кожухом и активным веществом – G21C 3/20
Раздел G ФИЗИКА
G21 Ядерная физика, ядерная техника
G21C Ядерные реакторы
G21C 3/00 Реакторные топливные элементы и их блоки; выбор вещества для использования в качестве реакторных топливных элементов
G21C 3/20 ....с покрытием топлива или внутренних поверхностей кожухов; с неактивными промежуточными слоями между кожухом и активным веществом
Патенты в данной категории
| ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)
Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к конструкции тепловыделяющих элементов и технологии их изготовления, и может быть использовано для изготовления тепловыделяющих элементов ядерных реакторов с топливом высокого обогащения. Сущность изобретения: тепловыделяющий элемент выполнен в виде крестообразной оболочки, герметизированной по торцам приваренными к ней концевыми заглушками, внутри оболочки размещен сердечник из смеси частиц диоксида урана и частиц алюминия, поры между которыми заполнены алюминиевым сплавом (например, состава Аl+12% Si, или Аl+12% Si+2% Ni), объемное содержание частиц диоксида урана составляет 15-45%, частиц алюминия 25-55%, частиц алюминиевого сплава 30-45%, или сердечник выполнен из частиц уран-алюминиевого интерметаллидного соединения UAl 2 или UAl3, содержащего стабилизирующие добавки в виде кремния, олова или циркония в количестве до 5%, объемное содержание частиц интерметаллидного соединения урана составляет 55-70% от внутреннего объема оболочки, поры между частицами заполнены алюминиевым сплавом, содержание алюминиевого сплава составляет 30-45%, в сердечнике может присутствовать инертный разбавитель в виде частиц окиси алюминия, циркония или алюминий-циркониевого сплава до 10% объемных. Отдельным вариантом является твэл, в котором внутри оболочки по оси установлен вытеснитель объема для согласования объема загружаемых частиц урансодержащего материала с внутренним объемом оболочки. Технология изготовления твэлов включает профилирование оболочки в крестообразную форму и термообработку оболочки для снятия внутренних напряжений, приварку к оболочке концевой заглушки, загрузку в оболочку смеси частиц диоксида урана и алюминия, либо загрузку в оболочку частиц интерметаллидного соединения UAl2 или UAl3, пропитку внутреннего остаточного объема расплавленным сплавом алюминия и приварку к оболочке второй заглушки. Техническим результатом изобретения является улучшение нейтронного баланса реактора и экономия урана. 6 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил. |
2389089 патент выдан: опубликован: 10.05.2010 |
|
| СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА ДЛЯ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Изобретение относится к ядерной энергетике и может быть использовано для изготовления тепловыделяющих элементов (твэл) для ядерных реакторов, в частности для реакторов с жидкометаллическим теплоносителем. Технический результат: обеспечение равномерного свинцового слоя между топливным столбом и оболочкой твэла, а также упрощение способа и используемого оборудования. В соответствии со способом изготавливают свинцовую трубку и помещают ее внутрь оболочки твэла, с помощью дорна убирают технологический зазор между оболочкой и свинцовой трубкой, обрабатывают нижний торец оболочки и приваривают нижнюю заглушку, загружают внутрь оболочки со свинцовым покрытием керамические таблетки и фиксируют их в оболочке, обрабатывают верхний торец оболочки, в контролируемой газовой среде приваривают верхнюю заглушку и проводят финишные операции. 5 з.п.ф-лы. | 2201626 патент выдан: опубликован: 27.03.2003 |
|
| СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ ИЗ ВЫГОРАЮЩЕГО ПОГЛОТИТЕЛЯ НЕЙТРОНОВ НА ОСНОВУ - ТОПЛИВНЫЕ ТАБЛЕТКИ ИЗ ОКСИДА УРАНА Использование: при производстве топлива для ядерных реакторов. Сущность изобретения: способ заключается в последовательном формировании слоев на цилиндрической поверхности таблеток, при этом оксидосодержащие слои чередуются со слоями из диборида циркония. Нанесение покрытия осуществляют из паровой фазы при термическом разложении боргидрида циркония. Для формирования оксидосодержащих слоев осуществляют периодическую подачу кислорода. Нанесение различных по составу слоев осуществляют в одном аппарате в рамках единого технологического процесса путем изменения только одного параметра - концентрации кислорода в его смеси с парами боргидрида циркония. Технический результат - увеличение надежности сцепления поверхности топливных таблеток с защитным покрытием и снижение паразитного захвата нейтронов. 1 ил., 1 табл. | 2175151 патент выдан: опубликован: 20.10.2001 |
|
| ТВЭЛ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Использование: для изготовления твэлов энергетических реакторов на быстрых и тепловых нейтронах для повышения надежности, увеличения энерговыработки твэлов, возможности профилирования энерговыделения в ТВС. Сущность изобретения: твэл ядерного реактора состоит из оболочки с торцевыми заглушками, сердечника в виде частиц ядерного топлива, распределенных в контактном материале, внутри оболочки соосно с ней на всю длину активной части твэла размещен вытеснитель, выполненный в виде стержня из конструкционного материала и имеющий постоянную или переменную по длине активной части твэла площадь поперечного сечения в диапазоне от 0,3 до 0,8 от площади внутреннего поперечного сечения твэла, частицы ядерного топлива выполнены в виде гранул с пористостью от 2 до 30%. 5 з.п. ф-лы, 4 ил. | 2170956 патент выдан: опубликован: 20.07.2001 |
|
ТВЭЛ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
Использование: в атомной энергетике при изготовлении твэлов ядерных реакторов, преимущественно водоводяных. Сущность изобретения: твэл состоит из герметичной оболочки и заглушки из тугоплавкого металла, например нержавеющей стали типа Х16Н15М3, или циркониевого сплава, например Zr + 1%Nb, или хромоникелевого сплава (20-50%Сr), теплопроводной матрицы из беспористого заливочного сплава, например Аl + 12%Si, или Аl + 0,5%Ni, или Аl + 0,5%Ni + 0,5%Zr + 0,25%Мо, в которой размещены топливные гранулы из оксида урана (UO2 или U3O8) с пористостью 4-22%, имеющие размер 200-3000 мкм, объемная доля которых составляет 61-70%. Матрица не имеет пористости. Сердечник твэла имеет плотное металлургическое сцепление с оболочкой. Перечисленные факторы обеспечивают высокую, не ниже 20 Вт/м град, теплопроводность сердечника, низкий уровень рабочих температур сердечника (не более 500°С), сохранение геометрических характеристик твэла в процессе длительной эксплуатации и предельных накопителей осколков деления. Твэл обеспечивает получение нового технического результата, состоящего в регулировании запаса пористости в топливных гранулах сердечника, в исключении распухания и сохранении геометрических характеристик твэла в процессе длительной эксплуатации, в снижении уровня рабочих температур сердечника и в повышении надежности и работоспособности твэла. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
|
2154312 патент выдан: опубликован: 10.08.2000 |
|
| ТАБЛЕТКА ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА С ПОКРЫТИЕМ (ЕЕ ВАРИАНТЫ), СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ И УСТАНОВКА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА Изобретение относится к ядерной технологии и может быть использовано для изготовления тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Техническим результатом является повышение равномерности покрытия и надежности его сцепления с топливным материалом. Для этого в таблетке ядерного топлива с многослойным покрытием на цилиндрической поверхности, включающем металлический слой, последний содержит дополнительную оксидную пленку, изготовленную из диска циркония, размещенную непосредственно на поверхности топливного материала таблетки. Способ предполагает, что таблетки изготавливают с осевым цилиндрическим отверстием или с двумя глухими осевыми отверстиями. Нанесение покрытия осуществляют при размещении таблеток с помощью осевых отверстий в вертикальных гирляндах, вращающихся в вакуумной камере и вокруг собственной оси, совпадающей с осью размещенных в них таблеток. Установка для осуществления способа включает вакуумную камеру, в которой размещены катоды в виде пластин, выполненных из материалов наносимых покрытий и аноды. Вращающееся устройство размещено с возможностью вращения вокруг его вертикальной оси, каждая кассета выполнена в виде подвески для фиксации и центровки единичного столба таблеток, которая размещена во вращающемся устройстве вертикально с возможностью вращения вокруг собственной оси и снабжена механизмом для обеспечения этого вращения. 4 с.п. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл. | 2131626 патент выдан: опубликован: 10.06.1999 |
|
| ТВЭЛ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано для изготовления твэлов ядерных реакторов, в том числе энергетических. Технической задачей настоящего изобретения является создание конструкции твэла, в которой размещены сердечники с заданной величиной и равномерным распределением по твэлу свободного объема для компенсации радиационного распухания при высокой степени выгорания топлива, а также расширение возможности использования в сердечниках различных материалов, и в том числе на основе оружейного урана или плутония или "энергетического" плутония. Твэл состоит из герметичной оболочки 1 с заглушками 2 и размещенного в оболочке 1 сердечника 3 в упаковочном пенале 4 с дистанционнирующими выступами (ребрами). Зазор между упаковочным пеналом 4 и оболочкой 1 заполнен пропиточным сплавом 5. Сердечник 3 представляет собой комплект пористых (объемная доля пор от 5 до 30 об.%) брикетов, спрессованных из частиц (гранул), содержащих делящиеся изотопы урана, или плутония, или тория, частиц (гранул) матрицы (теплопроводящей фазы). Сердечник может содержать также выгорающие поглотители нейтронов и другие известные вещества и добавки, используемые для улучшение работы твэлов в различных сочетаниях и пропорциях. 18 з.п. ф-лы. 5 ил. | 2125305 патент выдан: опубликован: 20.01.1999 |
|
| ТВЭЛ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Изобретение относится к области атомной энергии и может быть использовано для изготовления твэлов энергетических реакторов. Технической задачей настоящего изобретения является создание конструкции твэла, в которой может быть использован плутоний или высокообогащенный уран в виде сплавов или диоксидов без разбавления их обедненным или природным ураном или торием при обеспечении требуемой загрузки, соотношения делимых и воспроизводящих нуклидов, увеличения ресурса и повышения надежности работы, в том числе в аварийных ситуациях. В твэле часть сердечника с массовой долей делимых нуклидов от 200 до 100% заключена в одну или несколько герметичных ампул различной геометрической формы, выполненных из одинакового или различного с оболочкой твэла конструкционного материала. В ампулах имеется свободный объем для компенсации распухания ядерного топлива и сбора газообразных осколков деления. В остальной части сердечника твэла размещено ядерное топливо с массовой долей делимых нуклидов от 0,715% и воспроизводящих нуклидов от 0,01 до 100%. 5 з.п.ф-лы, 4 ил. | 2124767 патент выдан: опубликован: 10.01.1999 |
|
| ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Сущность: тепловыделяющий элемент ядерного реактора, содержит топливные таблетки, имеющие многослойное защитное покрытие по крайней мере один слой которого, не контактирующий непосредственно с топливом, выполнен из ZrB2. Внешний и внутренний слои покрытия выполнены из материала, включающего ZrO2 или из смеси ZrO2 и ZrOB. Защитное покрытие может быть нанесено на боковую и/или торцевые поверхности таблеток, а слои из ZrB2 разделены материалом, включающим ZrO2. 3 з.п. ф-лы, 3 ил. | 2105359 патент выдан: опубликован: 20.02.1998 |
|
| ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА СО СВИНЦОВЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ Сущность: в теплопередающий свинцовый сплав, расположенный в зазоре между топливом и оболочкой, вводят ингибирующую добавку, образующую при рабочих температурах при взаимодействии с металлическим топливом защитное покрытие на топливном сердечнике. В качестве ингибирующей добавки выбирают алюминий в количестве 0,1 - 2,0 ат.% и/или никель в количестве 0,5 - 3,0 ат.% и/или сера в количестве 0,01 - 1,0 ат.% и/или олово в количестве 5,0 - 10,0 ат. % и/или сурьма в количестве 0,2 - 10,0 ат.%. При этом оболочку приготавливают из сплава на основе металлов УА подгруппы периодической системы элементов, преимущественно из сплава на основе ванадия и/или ниобия. 1 ил. | 2067324 патент выдан: опубликован: 27.09.1996 |
|
| ВЕНТИЛИРУЕМЫЙ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ Сущность изобретения: сердечник из диоксида урана размещен с радиальным зазором в оболочке. Величина радиального зазора определена в зависимости от коэффициентов линейного термического расширения сердечника и оболочки, диаметров сердечника и оболочки, и средних рабочих температур сердечника и оболочки. 2 ил. | 2064692 патент выдан: опубликован: 27.07.1996 |
|