IMDP芯块增材制造方法及IMDP芯块技术

本发明专利技术公开了一种IMDP芯块增材制造方法及IMDP芯块，IMDP芯块增材制造方法包括：S1、将基体原料放入三维打印机内；S2、三维打印机的打印机头输出熔融状的基体原料，在打印平台上打印出具有一个或多个按设定距离排布的凹槽的基体单元；S3、与三维打印机协同的机械臂将TRISO颗粒放到凹槽内；重复执行步骤S2‑S3多次，依次打印出的多个基体单元连接为一体，并与其上的TRISO颗粒形成芯块初体结构；S4、打印机头再输出熔融状的基体原料，在芯块初体结构的顶部打印出覆盖层，将裸露在芯块初体结构顶部的TRISO颗粒覆盖，并与芯块初体结构连接形成整体的IMDP芯块。本发明专利技术以三维打印方式制造IMDP芯块，实现TRISO颗粒的合理分布，提高核物质的装载量，稳定芯块的性能。

Manufacturing method of imdp core block additive and imdp core block

【技术实现步骤摘要】
IMDP芯块增材制造方法及IMDP芯块
本专利技术涉及核燃料
，尤其涉及一种IMDP芯块增材制造方法及IMDP芯块。
技术介绍
IMDP全称是InertMatrixDispersedPellet，中文名称为“惰性基弥散燃料芯块”。在结构上，IMDP芯块包含燃料区和无燃料区，燃料区为TRISO颗粒弥撒在基体材料内形成，其中含有的TRISO颗粒作为核燃料，无燃料区全部由基体材料构成。IMDP芯块最主要特征是高安全性，TRISO颗粒和基体都具有高安全性。TRISO颗粒由核心和外包裹层构成，核心是UO2或其他裂变物质，外包裹层具有四层结构，由内至外分别为：疏松缓冲层、致密阻挡层、结构支撑密封层和润滑保护层。TRISO颗粒中，多层包裹结构有效阻挡裂变物质释放，其中疏松缓冲层具有极大的变形能力可以容纳核心的热膨胀和辐照肿胀。每层包裹层的热导率高，尤其在严重事故工况下，大幅降低核心熔化的风险。基体材料为化学性质稳定、耐腐蚀性能优良、力学性能优异的材料，从而进一步保障了高安全性。现有IMDP芯块的制备方法是粉末冶金方法，工艺流程长，制备工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IMDP芯块增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、将基体原料放入三维打印机内；/nS2、三维打印机的打印机头输出熔融状的基体原料，在打印平台上打印出具有一个或多个按设定距离排布的凹槽的基体单元；/nS3、与所述三维打印机协同的机械臂将TRISO颗粒放到所述凹槽内；/n重复执行步骤S2-S3多次，依次打印出的多个基体单元连接为一体，并与其上的所述TRISO颗粒形成芯块初体结构；/nS4、所述打印机头再输出熔融状的基体原料，在所述芯块初体结构的顶部打印出覆盖层，将裸露在所述芯块初体结构顶部的TRISO颗粒覆盖，并与所述芯块初体结构连接形成整体的IMDP芯块。/n

【技术特征摘要】
20191226 CN 201911368317X1.一种IMDP芯块增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将基体原料放入三维打印机内；
S2、三维打印机的打印机头输出熔融状的基体原料，在打印平台上打印出具有一个或多个按设定距离排布的凹槽的基体单元；
S3、与所述三维打印机协同的机械臂将TRISO颗粒放到所述凹槽内；
重复执行步骤S2-S3多次，依次打印出的多个基体单元连接为一体，并与其上的所述TRISO颗粒形成芯块初体结构；
S4、所述打印机头再输出熔融状的基体原料，在所述芯块初体结构的顶部打印出覆盖层，将裸露在所述芯块初体结构顶部的TRISO颗粒覆盖，并与所述芯块初体结构连接形成整体的IMDP芯块。


2.根据权利要求1所述的IMDP芯块增材制造方法，其特征在于，所述IMDP芯块的相对两端周缘分别设有倒角。


3.根据权利要求1所述的IMDP芯块增材制造方法，其特征在于，所述IMDP芯块的一端表面内凹，形成蝶形面。


4.根据权利要求1所述的IMDP芯块增材制造方法，其特征在于，步骤S2中，所述打印机头输出熔融状的基体原料，在打印平台上打印出具有多个按设定距离排布的凹槽的一层基体单元；
步骤S3中，所述机械臂一一将多个TRISO颗粒放到所述凹槽内；
重复执行步骤S2-S...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，孟繁良，廖业宏，刘彤，任啟森，李锐，张鹏程，褚明福，杨振亮，李冰清，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，广东核电合营有限公司，中国工程物理研究院材料研究所，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