[发明专利]用于三向同性颗粒的化学气相沉积涂层的多入口气体分布器

说明书

一种用于流化床化学气相沉积反应器的多入口气体分布器可以包括分布器主体，所述分布器主体具有入口表面、与所述入口表面相对的出口表面以及侧周界表面。所述分布器主体还可以包括多个入口，所述多个入口彼此均匀地间隔开，其中，所述多个入口从所述入口表面穿透所述分布器主体到达第一深度。所述分布器主体可以另外包括圆锥形孔，所述圆锥形孔在所述第一深度处连接到所述多个入口中的相应入口，并且从所述第一深度朝向所述出口表面延伸。可以在所述圆锥形孔的交点处在所述出口表面上形成顶点。

相关申请

本申请要求2017年6月28日提交的题为“MULTI-INLET GAS DISTRIBUTORFORCHEMICAL VAPOR DEPOSITION COATING OF TRISO PARTICLES”的美国临时专利申请第62/252,014号和2018年6月25日提交的题为“MULTI-INLET GASDISTRIBUTOR FOR CHEMICALVAPOR DEPOSITION COATING OF TRISOPARTICLES”的美国非临时专利申请第16/017,291号的优先权的权益，出于所有目的，这些申请通过引用以其整体并入本文。

背景技术

高温气冷核反应堆采用嵌入在石墨基质(其可以是球形(或“卵石”)或石墨块的形式)中的颗粒形式的核燃料(在本文中称为“核燃料颗粒”)。各个核燃料颗粒是涂覆的多层结构，该结构在中心具有被多层陶瓷和石墨材料包围的核燃料芯核。核燃料芯核可以由被缓冲层包围的可裂变氧化物(例如，UCO、UO₂、UC₂、UO₂/UC₂或ThO₂/UO₂)形成，该缓冲层可以包括诸如石墨之类的多孔碳材料。缓冲层容纳燃料芯核膨胀，并用作裂变气体的储存器。缓冲层被密实的内碳层(例如，热解碳层)包围。内碳层密封缓冲层并衰减放射性核素的迁移。内碳层被陶瓷层(例如，碳化硅或碳化锆层)包围。陶瓷层包含裂变产物，从而防止裂变产物迁移到芯核之外，并改善结构刚度。陶瓷层被也可以包含热解碳的外碳层覆盖。外碳层用作对裂变气体释放的进一步屏障。这种核燃料颗粒通常被称为三向同性(TRISO)燃料颗粒。TRISO燃料颗粒的多层结构已经在高温气冷反应堆(HTGR)设计中进行了良好的测试，并且在极端温度条件下展现出非常好的保留裂变产物的性能。

可以在流化床化学气相沉积(CVD)反应器中将多层陶瓷和石墨材料应用到核燃料芯核。

制造TRISO燃料颗粒的一个问题涉及产量降低，这可能是由于流化床CVD反应器室内的“死区”引起的，在该“死区”处气流停止或停滞，使得TRISO燃料颗粒变得静止而不旋转。在这种流体化不充分的死区中，核燃料颗粒可能无法正确涂覆，从而导致缺层或缺陷层，因此降低了CVD工艺的产量。

发明内容

各种实施例可以包括一种用于流化床化学气相沉积反应器的多入口气体分布器，所述多入口气体分布器可以包括分布器主体，所述分布器主体具有入口表面、与入口表面相对的出口表面以及侧周界表面。所述分布器主体可以包括多个入口，所述多个入口彼此均匀地间隔开，其中，所述多个入口从所述入口表面穿透所述分布器主体到达第一深度。所述分布器主体可以另外包括圆锥形孔，所述圆锥形孔在所述第一深度处连接到所述多个入口中的相应入口，并且从所述第一深度朝向所述出口表面延伸。可以在所述圆锥形孔的交点处在所述出口表面上形成顶点。