一种弥散多层包覆燃料纤维的六棱柱燃料组件制造技术

本发明专利技术公开了一种弥散多层包覆燃料纤维的六棱柱燃料组件，燃料组件由碳化硅基体和近圆柱形的多层包覆燃料纤维组成。燃料纤维为球形包覆燃料颗粒的改进形式，纤维的制造和定位通过3D打印技术实现。近圆柱形燃料纤维的设计能弱化热解碳层的辐照各向异性影响，显著降低碳化硅层的切向应力，增强纤维的完整性和安全性；燃料纤维之间存在的间隙与排布方式有关且需容纳燃料纤维的辐照变形，降低纤维之间的相互影响；3D打印技术能实现纤维的精准定位，保证纤维制造质量，同时高效利用组件内部空间，提高燃料装载量及组件服役性能参数，经济效益得到有效提升。得到有效提升。得到有效提升。

【技术实现步骤摘要】
一种弥散多层包覆燃料纤维的六棱柱燃料组件


[0001]本专利技术属于核反应堆燃料元件设计领域，具体涉及一种弥散多层包覆燃料纤维的六棱柱燃料组件。

技术介绍

[0002]从日本福岛核事故以来，国际上对事故容错燃料进行了大量而广泛的研究。事故容错燃料相比传统的轻水堆燃料能够承受更长时间的冷却剂丧失。其中，广泛研究的圆柱形的全陶瓷微封装燃料元件(Fully Ceramic Micro
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encapsulated,FCM)，采用高致密碳化硅基体和内部弥散的各向同性燃料颗粒(Tri
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structural isotropic fuel particles,TRISO)。TRISO颗粒为球形多层包覆结构，燃料核芯外部依次包覆有疏松热解碳层、内致密热解碳层、碳化硅层、外致密热解碳层，这种形式的燃料颗粒以承压能力高、滞留裂变产物能力强而著称，但热解碳包覆层具有的各向异性辐照行为会降低球形TRISO颗粒的服役性能。
[0003]此外，FCM燃料的设计为了保证较高的安全裕度，燃料装载份额不高，这会限制核反应堆功率和经济性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弥散多层包覆燃料纤维的六棱柱燃料组件，其特征在于：燃料组件为六棱柱结构(1)，六棱柱结构(1)中心有供冷却剂流通的圆柱形孔道(2)；燃料组件内部有大量规则排布的多层包覆燃料纤维(3)，组件内其余空间为基体材料；多层包覆燃料纤维(3)为近圆柱形的多层包覆结构，由近圆柱形燃料核芯(4)以及从内到外包覆近圆柱形燃料核芯(4)的多孔热解碳层(5)、内侧致密热解碳层(6)、碳化硅层(7)、外侧致密热解碳层(8)组成，其中近圆柱形燃料核芯(4)的体积份额占整个燃料纤维的15
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20％，多孔热解碳层(5)完全包裹近圆柱形燃料核芯(4)，且在纤维顶部、底部方向为实心近圆柱体，以引导近圆柱形燃料核芯(4)释放的裂变气体向轴向流动并容纳部分裂变气体，保证内侧致密热解碳层(6)、碳化硅层(7)、外侧致密热解碳层(8)以轴向受力为主。2.如权利要求1所述的一种弥散多层包覆燃料纤维的六棱柱燃料组件，其特征在于：所述弥散的多层包覆燃料纤维之间的间隙与燃料纤维的布置方式有关，还需要考虑在反应堆运行过程中纤维的变形和相互作用的影响，即在六棱柱燃料组件内，弥散的多层包覆燃料纤维按冷却剂中心通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺亚男，顾晨，巫英伟，章静，苏光辉，田文喜，秋穗正，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：