一种采用粉末冶金法进行中心开孔UO2燃料芯块的制造方法技术

本发明专利技术属于核燃料组件制造技术领域，具体涉及一种应用于核电燃料组件当中，中心开孔的UO

Method for manufacturing central opening UO2 fuel block by powder metallurgy method

The invention belongs to the technical field of nuclear fuel assembly manufacture, in particular to an UO used for the central opening of a nuclear power fuel assembly

【技术实现步骤摘要】
一种采用粉末冶金法进行中心开孔UO2燃料芯块的制造方法
本专利技术属于核燃料组件制造
，具体涉及一种应用于核电燃料组件当中，中心开孔的UO2燃料芯块的制造方法。
技术介绍
现有的开孔芯块的制造方法主要采用化学方法配制有机单体丙烯酰胺、交联剂亚基双丙烯酰胺、分散剂聚丙烯酸铵与去离子水的预混液；之后采用球磨机将U3O8粉末与预混液进行球磨分散，制备出U3O8浆料；加入引发剂过硫酸铵、催化剂四甲基乙二胺，混合均匀；将混合均匀的浆料加入模具，凝固后经干燥、脱粘，得到环形U3O8生坯；在氢气气氛中、1730±10℃温度下烧结2～3小时，得到环形UO2芯块。现有技术在专利“环形UO2燃料芯块的制备方法”(申请专利号CN200910263465.5)中有详细介绍。现有开孔芯块的制造技术中，引入的有机单体、交联剂、分散剂、去离子水等种类较多，同时有U3O8浆料的存在，相应的在燃料芯块制造过程中需要采取临界控制手段来预防临界事故的发生。同时核燃料组件为了追求更高的燃耗并更好的解决PCI效应，中心开孔尺寸非常小的燃料芯块被设计出来，需要更加先进的技术来保证芯块的成品率和产量。因此亟需研制一种粉末冶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用粉末冶金法进行中心开孔UO

【技术特征摘要】
1.一种采用粉末冶金法进行中心开孔UO2燃料芯块的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)确定原材料本发明采用的原料为UO2粉末和U3O8粉末的混合物以及润滑剂；其中U3O8粉末的添加量不超过批次总质量的20％，润滑剂的添加量不超过批次总质量的0.4％，单批次总质量不超过500kg；(2)混合均匀化按步骤(1)中确定的物质配比将UO2粉末和U3O8粉末的混合物放入密封的单锥的锥形混料机中，充0.5～1MPa氮气进行混合均匀化；(3)预压制粒混合均匀后，进行粉末的预压制粒；(4)混合球形化制粒后的粉末加入不超过批次总质量0.4％的润滑剂后进行双锥的锥形混料计进行混合球形化；(5)生坯压制球形化后的粉末进入旋转压机进行生坯压制，生坯压制的规格是每块是直径为10～10.2mm，高度为15～16.5mm的柱状，中心开孔直径为1.3～4.5mm；(6)高温烧结压制后的生坯在纯氢气气氛、1730℃～1760℃的温度下进行烧结6～8h；(7)磨削在金刚石砂轮上进行贯穿式磨削，将烧结后的生坯外表面磨削到产品设定的技术规格。2.如权利要求1所述的一种采用粉末冶金法进行中心开孔UO2燃料芯块的制造方法，其特征在于：润滑剂为阿克腊和草酸铵粉末中的至少一种，阿克腊是分析纯的纯度，粒径＜100μm；草酸铵是分析纯的纯度，粒径＜63μm。3.如权利要求1所述的一种采用粉末冶金法进行中心开孔UO2燃料芯块的制造方法，其特征在于：UO2粉末满足以下技术指标：①1≤U235富集度≤5；1≤U235富集度≤2时，偏差为±0.02％；2＜U235富集度≤5时，偏差为±0.05％；②当量硼含量≤4μg/g铀；③粒度分布满足正态分布，粒度的平均值为1.5～3μm；④氧铀比为2.02～2.18；U3O8粉末满足以下技术指标：①1≤U235富集度≤5；1≤U235富集度≤2时，偏差为±0.02％；2＜U235≤5时，偏差为±0.05％；②当量硼含量≤2.5μg/g铀；③氧铀比为2.6～2.7；④比表面的平均值为0.3-1.5m2/g；⑤松装密度为1.2-3g/cm3。4.如权利要求1所述的一种采用粉末冶金法进行中心开孔UO2燃料芯块的制造方法，其特征在于：步骤(2)中，锥形混料机的自转速度为59转/分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宾，冯继东，潘彬，于露润，王强，曹明明，王海霖，唐方方，张学东，宋海波，
申请(专利权)人：中核北方核燃料元件有限公司，中核包头核燃料元件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15