Тепловыделяющий элемент энергетического ядерного реактора и способ его изготовления

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к конструкциям газозаполненных твэлов для экспериментальных, испытательных и исследовательских реакторов и способам их изготовления. Твэл содержит оболочку, заполненную газом заданного состава и давления, с размещенным в ней топливным сердечником и концевые элементы, герметично соединенные с оболочкой сварными швами. Оба концевых элемента соединены с оболочкой при помощи сварных швов, выполненных многопроходной электронно-лучевой сваркой. По крайней мере в одном из концевых элементов выполнена полость с размещенной внутри ампулой с инертным газом заданного состава и давления. Полость соединена с внутренним объемом оболочки, а концевой элемент с полостью выполнен толщиной, соизмеримой с толщиной стенки оболочки. Для изготовления твэла в концевом элементе предварительно формируют полость, в которую помещают ампулу, заполненную газом заданного состава с избыточным давлением. Ампулу выполняют из материала с температурой плавления ниже температуры плавления материала концевого элемента. Твэл герметизируют при помощи сварных швов, выполненных электронно-лучевой сваркой, а заполнение внутренней полости оболочки газом производят путем вскрытия ампулы после герметизации путем теплового воздействия на концевой элемент. Технический результат - получение твэла с более качественными, коррозионностойкими, менее напряженными сварными швами. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к конструкциям газозаполненных твэлов для экспериментальных, испытательных и исследовательских реакторов и способам их изготовления.

Известны конструкции газонаполненных твэлов, которые используются в экспериментальных (прототип энергетических), испытательных и исследовательских реакторах, включающие оболочку, заполненную газом заданного состава и давления, с размещенным в ней топливным сердечником, а также концевые элементы, герметично соединенные с оболочкой сварными швами (Решетников Ф.Г. и др. Разработка, производство и эксплуатация тепловыделяющих элементов энергетических реакторов. - М.: Энергоатомиздат, 1995, кН.2, с.158-159).

При изготовлении газонаполненных твэлов вначале изготавливают концевые элементы, производят подготовку оболочки с приваркой одного концевого элемента и размещением в ней топливного сердечника, причем заполнение внутреннего объема твэла после его вакуумирования производят в камере с избыточным давлением газа (гелия), а затем выполняется сварка второго концевого элемента с оболочкой (Решетников Ф.Г. и др. Разработка, производство и эксплуатация тепловыделяющих элементов энергетических реакторов. - М.: Энергоатомиздат, 1995, кН.2, с.177-178, патент RU №2355533, МПК G21C 3/10, опубл. 20.05.2009, патент RU №2065213, МПК G21C 21/00, опубл. 10.08.1996 и др.), что сопряжено с избыточным расходом инертного газа, обусловленного объемом камеры.

Эксплуатационная надежность твэлов во многом определяется качеством выполненных сварных соединений. Известно, что сварное соединение (шов), выполненное многопроходной электронно-лучевой сваркой (ЭЛС), обеспечивает коррозионную и эрозионную стойкость, механическую прочность без нарушения герметичности. Однако выполнение сварных соединений ЭЛС твэлов, заполненных инертным газом, обуславливает необходимость существенного усложнения конструкции твэла из-за необходимости выполнения дополнительных эксплуатация тепловыделяющих элементов энергетических реакторов. - М.: Энергоатомиздат, 1995, кН.2, с.181, с.210, с.213, с.217).

Известен способ изготовления газозаполненного твэла, в котором оболочку соединяют со вторым концевым элементом при помощи газодуговой сварки (ГДС). Несмотря на то, что в конструкции твэла присутствуют только два сварных шва, на их поверхности и в зоне термического влияния швов образуется слой, возникающий вследствие взаимодействия металла с атмосферой - кислородом и азотом, ухудшающий коррозионную стойкость соединений (Решетников Ф.Г. и др. Разработка, производство и эксплуатация тепловыделяющих элементов энергетических реакторов. - М.: Энергоатомиздат, 1995, кН.2, с.177, с.192, с.213).

Наиболее близким известным техническим решением, принятым за прототип, является тепловыделяющий элемент энергетического ядерного реактора, включающий оболочку, заполненную газом заданного состава и давления, с размещенным в ней топливным сердечником, концевые элементы, герметично соединенные с оболочкой сварными швами (патент RU №2127457, МПК G21C 3/10, опубл. 10.03.1999).

Соединение второго концевого элемента с оболочкой (т.е. при окончательной герметизации) твэла, снаряженного топливом и заполненного инертным газом (гелием), выполняется контактно-стыковой сваркой (КСС). Существенным недостатком швов, выполненных КСС, является высокий уровень остаточных послесварочных напряжений, приводящий к коррозии. При этом для каждого твэла применяется два вида сварки: ЭЛС и КСС. Заполнение газом производится в отдельной камере, что сопряжено с его повышенным расходом.

Изготовление известной конструкции твэла заключается в том, что подготавливают оболочку, размещают в ней топливный сердечник, вакуумируют, заполняют оболочку инертным газом с избыточным давлением и соединяют ее с концевыми элементами при помощи сварных швов. При этом один концевой элемент приваривают при помощи ЭЛС, а после заполнения газом твэла приваривают второй концевой элемент при помощи КСС.

Этот способ также имеет недостатки. При приварке второго концевого элемента при помощи КСС (окончательная герметизация) качество сварного соединения снижается, поскольку в составе атмосферы под оболочкой и в зоне сварного шва присутствует азот и кислород, что приводит к снижению коррозионной устойчивости, механической прочности сварного шва и в итоге надежности работы твэла. (Решетников Ф.Г. и др. Разработка, производство и эксплуатация тепловыделяющих элементов энергетических реакторов. - М.: Энергоатомиздат, 1995, кН.2, с.183). Как уже упоминалось, при изготовлении известного твэла имеет место повышенный расход газа.

Решаемая задача - повышение надежности работы твэла и упрощение его изготовления за счет обеспечения возможности соединения оболочки с двумя концевыми элементами при помощи двух швов, выполненных многопроходной ЭЛС.

Решаемая задача и технический результат достигаются за счет того, что в конструкции твэла, включающей оболочку, заполненную газом заданного состава и давления, с размещенным в ней топливным сердечником, концевые элементы, герметично соединенные с оболочкой сварными швами, согласно изобретению оба концевых элемента соединены с оболочкой при помощи сварных швов, выполненных электронно-лучевой сваркой, по крайней мере, в одном из концевых элементов, выполнена полость с размещенной внутри ампулой с инертным газом заданного состава и давления, при этом полость соединена с внутренним объемом оболочки, а концевой элемент с полостью выполнен толщиной, соизмеримой с толщиной стенки оболочки.

Указанная задача и технический результат достигаются также тем, что в способе изготовления тепловыделяющего элемента, включающем подготовку оболочки с размещением в ней топливного сердечника, изготовление концевых элементов, вакуумирование, заполнение оболочки инертным газом с избыточным давлением, герметизацию оболочки при помощи сварных швов, согласно изобретению, по крайней мере, в одном из концевых элементов предварительно формируют полость, соединенную с внутренним объемом оболочки, в которую помещают ампулу, заполненную газом заданного состава с избыточным давлением, выполненную из материала с температурой плавления ниже температуры плавления материала концевого элемента, а заполнение внутренней полости оболочки газом производят путем вскрытия ампулы после герметизации.

Вскрытие ампулы можно произвести путем теплового воздействия на концевой элемент с ампулой.

Сущность данного технического решения иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 приведена схема конструкции твэла.

На фиг.2 приведена схема вакуумирования внутреннего объема оболочки и сварки в камере для ЭЛС.

На фиг.3 приведена схема варианта изготовления газонаполненной ампулы.

На фиг.4 (а,б,в,г) представлены имитатор твэла с ампулой в концевом элементе и результаты вскрытия ампулы.

Тепловыделяющий элемент (фиг.1) состоит из оболочки 1, в которой размещен топливный сердечник 2. Оболочка 1 соединена с концевыми элементами 3 и 4 при помощи швов, выполненных многопроходной ЭЛС. В концевом элементе 3 выполнена полость 5, в которую помещена газонаполненная ампула 6, зафиксированная от осевого смещения резьбовой пробкой 7 с отверстием. Топливный сердечник 2 зафиксирован винтовой пружиной 8. Напротив ампулы 6 расположен нагреватель 9.

Изготовление твэла осуществляют следующим образом. Вначале подготавливают оболочку 1 и размещают в ней топливный сердечник 2. Изготавливают концевые элементы 3, 4 и, по крайней мере, в одном из них формируют полость 5, в которую помещают ампулу 6, заполненную газом заданного состава и давления. Резьбовой пробкой 7 с отверстием фиксируют ее от осевого смещения. В концевой элемент устанавливают пружину 8. Затем в вакуумируемую камеру для ЭЛС 10 (фиг.2) помещают: оболочку 1 с топливным сердечником 2, концевой элемент 3 с размещенной в полости 5 ампулой, пробкой и пружиной, второй концевой элемент 4. Концевые элементы 3 и 4 первоначально устанавливаются с зазором к оболочке твэла. Герметизацию отвакуумированного твэла производят многопроходной ЭЛС концевых элементов с оболочкой одновременно или последовательно (фиг.2, поз.11 - головка электронно-лучевой установки), после чего тепловым воздействием на легкоплавкую оболочку ампулы производят ее вскрытие и находящийся в ней газ заполняет внутреннюю полость оболочки до заданного значения давления. Возможно производить тепловое воздействие на ампулу электронным лучом непосредственно в камере (фиг.2), направив его на концевой элемент с ампулой, либо непосредственно перед операцией проверки на герметичность.

Таким образом, конструкция твэла является двухшовной, а сварные соединения могут выполняться одним видом сварки. Это упрощает изготовление твэлов. Выполнение швов (соединений) многопроходной ЭЛС повышает надежность твэлов. Вакуумирование в камере (фиг.2) оболочки с топливным сердечником при наличии зазора между концевыми элементами 3 и 4 и оболочкой 1 твэла улучшает условия вакуумирования, что в конечном итоге влияет на качество атмосферы под оболочкой.

Оболочку газонаполненной ампулы выполняют из легкоплавкого или легко вскрываемого материала. Изготовление газонаполненной ампулы возможно, например, из трубчатой заготовки, соединенной с газовым постом (фиг.3). Трубчатая заготовка 12 пережимается роликами 13, что обеспечивает диффузионную сварку ампулы 6, при этом ампульный объем 14 остается под требуемым давлением Р, которое обеспечивается газовым постом. Такое изготовление ампулы и всего твэла позволяет экономить инертный газ, что особенно важно при использовании дорогостоящих инертных газов. По сравнению с прототипом отсутствуют операции наполнения газом камеры, сброса газа из сварочной камеры при КСС.

Такое выполнение газонаполненных твэлов целесообразно для экспериментальных твэлов с невысоким внутренним давлением газа в диапазоне от 1 до 2 кг/см2. Использование данного технического решения позволяет применить один вид сварки - ЭЛС, что позволяет ускорить и упростить изготовление твэлов (особенно маломерных в диапазоне длин от 0,5 м до 2 м), уменьшить расход газа, улучшить условия вакуумирования внутреннего объема твэла.

Пример осуществления

Для твэла с внутренним объемом 1,5 см3 при давлении гелия 1,2 кг/см2 использовалась ампула с объемом 0,37 см3 и внутренним давлением гелия 5 кг/см2. Для изготовления ампулы использовалась трубчатая, тщательно очищенная заготовка из свинца марки С0. Внутренний диаметр заготовки 4 мм, толщина стенки 0,8 мм. Один конец заготовки присоединялся к газовому посту, который обеспечивал требуемое давление гелия 5 кг/см2, другой конец подвергался холодной отпайке (диффузионной сварке) сдавливанием роликами 13 (фиг.3). Ролики 13 (или трубчатая заготовка) перемещались на размер ампулы (для объема 0,37 см3 длина составит 30 мм), после сдавливания заготовки роликами 13 получали готовую ампулу с давлением в полости 15-5 кг/см2. Ампула подвергалась проверке на утечку гелия посредством течеискателя. Ампула вставлялась в предусмотренную в концевом элементе (заглушке) 3 (фиг.1) полость, затем ставили резьбовую пробку 7 с отверстием, обеспечивающим соединение с внутренней полостью оболочки 1, и поджимающую пружину 8. Толщина стенки заглушки, выполненной из нержавеющей стали, в зоне размещения ампулы составляла 0,8 мм. Далее заглушку 3 в сборе, оболочку 1 с топливным сердечником 2 и заглушку 4 размещали соосно в вакуумируемой камере 10, как показано на фиг.2. Вакуумировали камеру до уровня остаточного давления 10-5 мм рт.ст. Заглушки (концевые элементы) 3 и 4 досылали до упора в торцы оболочки 1, которые устанавливали напротив головок 11 ЭЛС. Герметизацию твэла производили многопроходными сварными швами при вращении изделия. При этом формирование сварных швов может производиться как одновременно, так и последовательно в одной камере. Вскрытие газонаполненной ампулы производили посредством нагрева через стенку концевого элемента 3, толщина которого составляла 0,6 мм в зоне расположения ампулы, нагревателем 9 (фиг.1). При достижении на стенке оболочки температуры (450-500)°C ампула вскрывается и гелий заполняет весь объем твэла через отверстие в пробке 7. Величина давления в твэле P1 пропорциональна давлению в ампуле Р, объемам твэла V1 и ампулы V (Р×V=Р1×V1) и составляет (при Р=5 кг/см2, V=0,37 см3, V,=1,5 см3) величину 1,2 кг/см2.

Предложенное техническое решение испытано на имитаторе твэла (фиг.4а) с концевым элементом 3, в котором размещалась ампула 5 (фиг.4б - рентгеновский снимок имитатора фиг.4а). Внутренняя полость имитатора откачивалась до давления 10-3 мм рт.ст. Наружная поверхность концевого элемента 3, толщина стенки которого составляла 0,6 мм, нагревалась до температуры 500°C. Ампула вскрылась, что подтвердилось рентгеновским снимком (фиг.4в), а внутренний объем наполнился газом до давления 1,2 кг/см2, что было определено по показанию манометра. На фиг.4г представлена фотография ампулы, извлеченной после испытаний, на которой видно вскрытие и подплавление свинцовой оболочки ампулы.

Таким образом, из-за отсутствия потерь инертного газа его расход на производство одного твэла минимальный. Введение вскрываемой газонаполненной ампулы в конструкцию твэла позволило получить двухшовную конструкцию твэла с двумя сварными швами, выполненными многопроходной ЭЛС. Данный вид сварки позволяет получать более качественные, коррозионностойкие, менее напряженные сварные швы, что повышает надежность твэла. Также использование ЭЛС для обоих герметизирующих сварных соединений упрощает процесс герметизации твэла, повышает производительность, уменьшает количество требуемого оборудования для герметизации (сварки). Вакуумирование оболочки с топливным сердечником при свободном доступе к обоим торцам оболочки улучшает условия вакуумирования внутреннего объема твэла, а затем после герметизации и вскрытия ампулы позволяет улучшить состав атмосферы под оболочкой, что также влияет на надежность твэла. По сравнению с прототипом изобретение позволяет отказаться от изготовления, а потом и заплавления «лыски» на одном из концевых элементов. Изготовление газонаполненной ампулы, в свою очередь, не требует сложного, дорогостоящего оборудования.

1. Тепловыделяющий элемент энергетического ядерного реактора, включающий оболочку, заполненную газом заданного состава и давления, с размещенным в ней топливным сердечником, концевые элементы, герметично соединенные с оболочкой сварными швами, отличающийся тем, что оба концевых элемента соединены с оболочкой при помощи сварных швов, выполненных электронно-лучевой сваркой, по крайней мере, в одном из концевых элементов выполнена полость с размещенной внутри ампулой с инертным газом заданного состава и давления, при этом полость соединена с внутренним объемом оболочки, а концевой элемент с полостью выполнен толщиной, соизмеримой с толщиной стенки оболочки.

2. Способ изготовления тепловыделяющего элемента, включающий подготовку оболочки с размещением в ней топливного сердечника, изготовление концевых элементов, вакуумирование, заполнение оболочки инертным газом с избыточным давлением, герметизацию оболочки при помощи сварных швов, отличающийся тем, что, по крайней мере, в одном из концевых элементов предварительно формируют полость, соединенную с внутренним объемом оболочки, в которую помещают ампулу, заполненную газом заданного состава и с избыточным давлением, выполненную из материала с температурой плавления ниже температуры плавления материала концевого элемента, а заполнение внутренней полости оболочки газом производят путем вскрытия ампулы после герметизации оболочки.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что вскрытие ампулы производят путем теплового воздействия на концевой элемент с ампулой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ядерным реакторам деления. Вентилируемый тепловыделяющий модуль ядерного реактора деления содержит тепловыделяющий элемент ядерного деления, соединенный с ним корпус клапана для помещения газообразных продуктов деления, клапан, предназначенный для управляемой вентиляции газообразных продуктов деления из объема корпуса, и керамическую трубную решетку для отвода тепла.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к конструкциям стержневых тепловыделяющих элементов (твэлов), предполагающих наличие в своем составе устройств и средств для интенсификации теплообмена с поверхности твэла, и может быть использовано, в частности, в действующих реакторах водо-водяного типа с тепловой мощностью более 2600 МВт (например, ВВЭР-1000) или в реакторах с аналогичными особенностями в конструкции твэлов.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к конструкциям стержневых тепловыделяющих элементов (твэлов) Тепловыделяющий элемент содержит топливные таблетки 1, заключенные в трубчатую оболочку 2 и подпираемые с двух концов фиксирующими и компенсирующими пружинами.
Изобретение относится к способам получения смешанного уран-плутониевого ядерного топлива. В заявленном способе раствор нитратов металлов (0,3-5 моль/л HNO3) смешивают с раствором восстановителя и/или комплексообразующего реагента и подают через форсунку аппарата аэрозольной сушки, обеспечивающего прогрев реакционной смеси выше температуры разложения реагентов и образующихся комплексов металлов (>400°С).

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам тепловыделяющей сборки (ТВС) ядерного реактора типа ВВЭР-440. Чехол ТВС соединяется с хвостовиком с помощью 6-ти специальных винтов, имеющих коническую форму головки снизу.
Изобретение относится к способу получения диоксида урана в виде зерен сферической и неправильной формы. Способ включает растворение при интенсивном перемешивании оксида урана UO3 или UO2(NO3)2×6H2O в органической кислоте, предпочтительно в аскорбиновой кислоте, обработку полученного аскорбиново-гидрокси-уранового золя и термообработку полученного геля при температуре 550°C и скорости нагрева 5°C/мин в воздушной среде до образования U3O8, после чего полученный оксид восстанавливают в атмосфере водорода и/или аргона, предпочтительно в атмосфере водорода, при температуре 1100°C до образования диоксида урана в виде зерен сферической или неправильной формы.

Изобретение относится к тепловыделяющим сборкам ядерного реактора на бегущей волне. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора деления выполнена с возможностью управляемого удаления летучих продуктов ядерного деления и тепла, высвобождаемого волной горения в ядерном реакторе.

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам тепловыделяющих сборок (ТВС), используемых, преимущественно, для реакторов РБМК-1000, а также ВВЭР-440 и ВВЭР-1000.

Группа изобретений относится к вентилируемым тепловыделяющим элементам ядерного реактора. Способ предусматривает использование тепловыделяющей сборки с кожухом, выполненным с возможностью вмещения пористой массы ядерного топлива с летучим продуктом ядерного деления.

Изобретение относится к ядерному реактору на быстрых нейтронах. Совокупность активной зоны, отражателя и бланкета представляет собой двухфазную металлическую систему: Pb-Pu-U, или Pb-U-Th, или Pb-Pu-U-Th.

Изобретение относится к ядерным реакторам деления. Система вентилируемого тепловыделяющего модуля ядерного деления содержит тепловыделяющий элемент ядерного деления, соединенный с ним корпус клапана для помещения газообразных продуктов деления и клапан, предназначенный для управляемой вентиляции газообразных продуктов деления из объема корпуса. Технический результат - повышение надежности тепловыделяющего модуля, увеличение кампании реактора. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 205 ил.

Изобретение относится к ядерному топливу и тепловыделяющим элементам ядерного реактора. Металлический стержневой твэл включает кольцевое ядерное топливо из металлического сплава, циркониевую защитную оболочку, окружающую и находящуюся в контакте с ядерным топливом, оболочку, окружающую защитную оболочку, и газосборник в оболочке. Центральное отверстие обеспечивает эффективную плотность топлива 75% или менее при облучении. Также описаны система форм и способы изготовления кольцевого металлического ядерного топлива. Технический результат - повышение выгорания ядерного топлива. 4 н. и 25 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области использования ядерной энергии, с применением в качестве топлива микросферических кернов ядерного материала с защитными слоями из керамических покрытий. Микротвэл ядерного реактора содержит топливную микросферу и защитное покрытие. Покрытие включает слой низкоплотного пироуглерода, слой высокоплотного изотропного пироуглерода, слой карбида кремния и наружный слой высокоплотного изотропного пироуглерода. Слой низкоплотного пироуглерода выполнен с прослойкой из карбида кремния, являющейся геттером кислорода и составляющей 5,0-6,0% от массы топливной микросферы. Технический результат: снижение парциального давления окиси углерода в микротвэле и, как следствие, повышение ресурса работы топлива (глубины выгорания) в реакторе. 2 ил.

Заявленное изобретение относится к мишени для получения изотопов. Заявленная мишень (30) может включать в себя стенку внешнего диаметра (32) и стенку внутреннего диаметра (34). Изотопный источник может находиться между стенкой внутреннего диаметра и стенкой внешнего диаметра. При этом изотопный источник может содержать делящееся вещество (36), чередующееся с одной или более полыми областями (38). Центральная область (35) может быть расположена внутри стенки внутреннего диаметра, и центральная область может быть выполнена с возможностью размещения в себе объема термализации нейтронов. Техническим результатом является возможность получения молибдена без использования реактора большой мощности, в связи с чем повышается эффективность использования полученных изотопов за счет возможности производства молибдена ближе к месту назначения. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к атомной технике, в частности к устройствам отделения разделки отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) на АЭС. В шахте стыковки камеры разделки отработавших твэлов с транспортным контейнером установлена передаточная камера, выполненная в виде прямоугольной камеры с тремя секциям по высоте. В нижней секции установлен выдвижной шибер люка перекрытия для биологической защиты транспортного коридора от радиационного излучения разделываемых ОТВС в камере разделки. В средней секции установлена выдвижная тележка для установки на нее крышки, снятой с транспортного контейнера (ТК), и перемещения ее в камеру передаточную для освобождения места последующей загрузки-выгрузки чехла ТК и хранения ее на период загрузки чехла или передачи через заднюю стенку камеры передаточной для ремонта и осмотра. В верхней секции установлена выдвижная тележка с поворотной платформой для установки на него чехла ТК под загрузку в него ампул с упакованными в них элементами разделанных твэлов, которая при выдвижении стыкуется с приводом поворота платформы. Технический результат - повышение безопасности и надежности разгрузки камеры разделки от ампул с разделанными твэлами. 3 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к топливным элементам ядерных реакторов и их блокам, в частности к составу твердых керамических топливных элементов на основе диоксида урана. В микроструктуре таблетки ядерного топлива имеются металлокластеры в виде химических соединений U2 и U2 2+ с химической связью U-U, поры размером 1-5 мкм распределены по границам зерен, а внутри зерен расположены преимущественно поры наноразмеров. Кроме того, металлокластеры составляют от 0,01 до 2 мас. %. Способ изготовления таблетки ядерного топлива включает осаждение полиураната аммония в две стадии при разных значениях pH. Спекание осуществляют при температуре от 1600 до 2200°C в водородсодержащей среде в незначительном количестве жидкой фазы, образующейся за счет расплавления при температуре выше 1150°C металлокластеров. Технический результат - более надежная особая структура и простой состав топливной таблетки диоксида урана без инородных добавок или с незначительным их количеством, приближенной к свойствам монокристалла, имеющей повышенную теплопроводность с ростом температуры, и простой способ ее получения. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к ядерной энергетике, а именно к процессам создания высокотемпературных карбидокремниевых композиционных материалов, которые могут быть использованы в производстве керамических трубок для оболочек тепловыделяющих элементов (твэл) и других узлов тепловыделяющей сборки. Способ изготовления керамической трубки для оболочки тепловыделяющего элемента, выполненной из слоев карбида кремния, включает этапы: формируют трубчатый каркас из волокна со структурой β-SiC, осуществляют его пропитку керамообразующим прекурсором в атмосфере инертного газа, последующую ступенчатую термообработку с получением керамической матрицы и образованием керамокомпозита в процессе окончательной высокотемпературной термообработки. Техническим результатом являются устранение одного из главных недостатков изделий из керамики - хрупкости, обеспечение экологической чистоты метода. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к микросферическому топливу с керамическими защитными покрытиями, и может быть использовано в ядерных реакторах, применяемых как для транспорта, так и в стационарных энергоустановках, в частности в сверхвысокотемпературных реакторах космического применения. Микротвэл ядерного реактора содержит топливную микросферу из делящегося материала и многослойное защитное покрытие, состоящее из последовательно нанесенных на микросферу слоев. Топливная микросфера выполнена полой с диаметром полости от 0.1 до 0.5 диаметра микросферы и содержит геттеры продуктов деления. Полость содержит алюмосиликатный компакт. В качестве геттера используют соединения тантала, титана, циркония, бария, церия, лантана и ниобия, а также смесь церия, лантана и тория. 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.
Наверх