核燃料包壳元件和该包壳元件的制造方法技术

一种核燃料包壳元件，包括由锆基材料制成的基材(16)和在外部覆盖基材(16)的保护涂层(18)，该保护涂层(18)由铬基材料制成，具有由柱状晶粒(20)组成的柱状微观结构并且在其外表面(18B)上具有小于100每mm2的微滴密度。的微滴密度。的微滴密度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】核燃料包壳元件和该包壳元件的制造方法


[0001]本专利技术涉及核燃料包壳、特别是核燃料棒包壳及其制造方法的领域。
[0002]包括裂变材料的核燃料通常容纳在防止核燃料的扩散的密封包壳中。

技术介绍

[0003]用于轻水反应堆的核燃料组件通常包括核燃料棒束，每个核燃料棒包括容纳核燃料的包壳，该包壳由包壳管形成，该包壳管在其两个端部中的每个端部处由插塞封闭。
[0004]核燃料组件的包壳管例如由锆或含有锆的合金制成。这种合金在核反应堆的正常使用条件下具有高性能。然而，它们可以在恶劣的事故情况期间(例如，在冷却剂损失事故(或LOCA)期间)特别是在温度方面达到其极限。
[0005]在这样的事件期间，温度可以达到800℃以上，并且冷却流体基本上是水蒸气的形式。这可能导致包壳管的快速劣化，特别是氢的释放和包壳管的快速氧化，导致其弱化或甚至其爆裂，因此导致核燃料从包壳释放。在氧化期间，所产生的氢的一部分被包壳吸收(氢化)，从而导致后者弱化。
[0006]WO2016/042262A1提出了一种核燃料包壳，其包括基材，该基材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种核燃料包壳元件，所述包壳元件包括由含有锆的材料制成的基材(16)和在外侧覆盖所述基材(16)的保护涂层(18)，所述保护涂层(18)由含有铬的材料制成，其中所述保护涂层(18)具有由柱状晶粒(20)组成的柱状微观结构，并且在其外表面(18B)上具有小于100每mm2的微滴密度。2.根据权利要求1所述的包壳元件，其中，在所述包壳元件和所述保护元件之间的界面附近和/或在所述包壳元件和所述保护元件之间的界面处，所述柱状晶粒的平均直径小于或等于1μm，优选小于或等于0.5μm。3.根据权利要求1或2所述的包壳元件，其中，在所述保护元件的所述外表面(18B)附近和/或在所述保护元件的所述外表面(18B)上，所述柱状晶粒(20)的平均直径在0.05μm和5μm之间，优选在0.1μm和2μm之间。4.根据前述任一项权利要求所述的包壳元件，其中，所述微滴的直径小于或等于20μm。5.根据前述任一项权利要求所述的包壳元件，其中，所述保护涂层(18)的厚度包括在5μm和25μm之间。6.根据前述任一项权利要求所述的包壳元件，其中，所述保护涂层由含有铬的材料制成，例如纯铬或含有铬的合金，例如二元铬合金，特别是二元铬
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铝合金、二元铬
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氮合金或二元铬
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钛合金。7.根据前述任一项权利要求所述的包壳元件，其中，所述包壳元件是包壳管，特别是核燃料棒的包壳管。8.一种核燃料元件，其包括设置在包壳内的核燃料，所述包壳由至少一个根据前述任一项权利要求所述的包壳元件组成。9.一种核燃料棒，其包括布置在包壳内的核燃料，所述包壳包括根据权利要求1至7中任一项所述的管状包壳构件，所述管状包壳构件在其端部处由插塞封闭。10.一种根据权利要求1至7中任一项所述的包壳元件的制造方法，所述制造方法包括获得基材(16)，然后通过对靶(24)进行溅射的物理气相沉积或通过冷喷涂的物理沉积将保护涂层(18)沉积到所述基材(16)上。11.根据权利要求10所述的制造方法，其中，所述沉积是通过磁控溅射的物理气相沉积进行的。12.根据权利要求11或12所述的制造方法，其中，所述基材(16)具有板的形状，并且沉积步骤是以所述保护涂层(18)在所述基材(16)上的沉积速率包括在1μm/h和30μm/h之间的方式进行的。13.根据权利要求11或12所述的制造方法，其中，所述基材(16)是具有中心轴线的管，并且沉积步骤是通过使所述基材(16)围绕其中心轴线旋转并且以所述保护涂层(18)在所述基材(16)上的沉积速率包括在1/πμm/h和30/πμm/h之间的方式进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮埃尔，
申请(专利权)人：法玛通公司，
类型：发明
国别省市：