燃料包壳及燃料组件制造技术

本发明专利技术公开了一种燃料包壳及燃料组件，燃料包壳包括锆合金基体、设置在所述锆合金基体上的具有非化学计量比和梯度特征的中间层、以及设置在所述中间层上的环境屏蔽层；所述中间层和环境屏蔽层在所述锆合金基体上形成具有非化学计量比的梯度复相涂层。本发明专利技术克服了传统锆合金包壳单一涂层存在的界面应力、界面扩散、不耐高温蒸汽氧化的问题，通过协同设计，本发明专利技术的燃料包壳中通过具有非化学计量的梯度复相涂层的设置，使其适用于事故容错核燃料包壳用途，极大地提高了核反应堆在严重事故工况下维持核燃料组件结构与功能完整性的抗事故能力和安全阈值。

【技术实现步骤摘要】
燃料包壳及燃料组件
本专利技术涉及核反应堆
，尤其涉及一种燃料包壳及燃料组件。
技术介绍
在一些核事故发生以后，核电安全再次成为国际民众普遍关注的焦点，而如何进一步提高核电安全性特别是提高核反应堆抵抗超设计基准核事故的安全阈值也成为核能可持续发展的重要议题。事故容错核燃料(AccidentTolerantFuels，ATF)这一全新核安全技术概念正是在这一背景下诞生的，并逐渐成为世界核电工业最重要的研究课题之一，其目的是对现有锆合金/二氧化铀燃料体系进行改进升级甚至全面更新替换以实现降低包壳与高温水蒸气的反应焓热和氢气生成量、提升包壳在1200℃事故高温下的结构完整性与功能性以及增强包壳对裂变气体的束缚能力等。锆合金包壳在核反应堆中应用历史，至今已超过50年，作为被核电厂认可的材料，在其基础上进行改良是现阶段最现实可行的技术路线。目前主要有两条途径来提高锆合金的表面性能：(1)涂层技术，通过电镀、化学镀、热喷涂、气相沉积等技术在锆合金表面覆盖一层异质膜，由于锆合金包壳长期使用在高温、高压、冲刷、辐照、侵蚀的极端苛刻环境下，涂层不可避免的存在界面结合、热膨胀匹配等问题；(2)表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料包壳，其特征在于，包括锆合金基体、设置在所述锆合金基体上的具有非化学计量比和梯度特征的中间层、以及设置在所述中间层上的环境屏蔽层；所述中间层和环境屏蔽层在所述锆合金基体上形成具有非化学计量比的梯度复相涂层。

【技术特征摘要】
1.一种燃料包壳，其特征在于，包括锆合金基体、设置在所述锆合金基体上的具有非化学计量比和梯度特征的中间层、以及设置在所述中间层上的环境屏蔽层；所述中间层和环境屏蔽层在所述锆合金基体上形成具有非化学计量比的梯度复相涂层。2.根据权利要求1所述的燃料包壳，其特征在于，所述梯度复相涂层的致密度为90%-100%，孔隙率为10%-0%。3.根据权利要求1所述的燃料包壳，其特征在于，所述中间层是ZrC1-x涂层、ZrN1-x涂层、TiC1-x涂层和TiN1-x涂层中的一种或多种，其中x为0-0.5。4.根据权利要求1所述的燃料包壳，其特征在于，所述中间层的厚度为0.1μm-10μm。5.根据权利要求1所述的燃料包壳，其特征在于，所述环境屏蔽层是Si...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛佳祥，张显生，刘彤，李锐，李思功，严俊，严岩，龚星，黄华伟，任啟森，卢志威，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44