[发明专利]SiCf有效

专利信息
申请号: 201911162409.2 申请日: 2019-11-25
公开(公告)号: CN110903102B 公开(公告)日: 2022-03-15
发明(设计)人: 范尚武;王乐;张立同;成来飞;李晓强;陈博;刘传歆 申请(专利权)人: 西北工业大学
主分类号: C04B37/00 分类号: C04B37/00;C03C8/24;G21C3/10
代理公司: 西北工业大学专利中心 61204 代理人: 王鲜凯
地址: 710072 *** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: sic base sub
【说明书】:

发明涉及一种SiCf/SiC核包壳管端口CaO‑Y2O3‑Al2O3‑SiO2玻璃封装方法,本发明选取部分反应活性低,核辐照衰变率小,而且对核反应过程无副作用的原料,通过熔融‑水冷法将其制备成玻璃钎料,依靠其与SiCf/SiC匹配的热膨胀系数、较好的润湿性和低的高温粘度,在国产三代SiC纤维适用温度(≤1450℃)以下且无压条件下实现SiCf/SiC复合材料核包壳管的封装/连接。推进SiCf/SiC核包壳管应用到核反应堆上,将核辐射泄漏事故防患于未然,提高核反应堆运行的安全性。有益效果是:封装剂所选择的原料均为低活性元素,其核辐射衰变小,对核反应过程无副作用,实现了核包壳管端口封装的力学及气密性要求,使得在苛刻的服役环境下,能够有效防止包壳管内核辐射的泄漏,将核辐射泄漏事故防患于未然。

技术领域

本发明属于核能的核燃料包壳管封装技术,涉及一种SiCf/SiC核包壳管端口CaO-Y2O3-Al2O3-SiO2玻璃封装方法,具体涉及SiCf/SiC核包壳管端口 CaO-Y2O3-Al2O3-SiO2玻璃封装剂及其封装方法,其主要用于核包壳管的端口封装及连接。

背景技术

2011年日本福岛核电站发生核事故,这是因为锆合金核燃料包壳,在反应堆发生失水事故时有重大安全隐患:锆合金包壳在900℃以上高温水蒸气环境下迅速氧化,逐渐失去力学性能而破损,造成堆芯裸露和熔化;在1000℃时,锆-水/水蒸气剧烈反应,产生大量高温可燃氢气和热量,导致剧烈的氢爆和严重的核泄露事故。

福岛事故后,发展可代替锆包壳材料,正常运行时性能与锆合金相当或更安全、经济;事故时能在足够长时间内保持堆芯完整,确保核燃料、裂变产物和放射性气体不泄露的新一代压水堆耐事故燃料包壳材料至关重要。

碳化硅增韧碳化硅陶瓷基复合材料(SiCf/SiC)因低的中子吸收截面、耐辐照、耐高温、高比强度、高比刚度以及高导热、抗热冲击性能等特点成为理想的包壳材料。端口封装是SiCf/SiC核包壳管安全服役的基础,端口封装技术是目前亟待解决的关键问题。目前的SiCf/SiC核包壳管采用国产三代SiC纤维为原料,其服役温度≤1450℃;包壳管为薄壁细长管(壁厚1mm,外径10mm,长4m),致使其封装温度必须≤1450℃,且不能施加较大应力,避免包壳管受损;封装钎料必须具有低的活性和较小的核辐射衰变系数;封装头要能承受事故工况1200℃下,25MPa内胀力,而且保证良好气密性。这些服役要求大大限制了所能应用的封装技术。截止目前,常用的封装技术难以同时满足其力学性能和气密性的要求。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处,本发明提出一种SiCf/SiC核包壳管端口 CaO-Y2O3-Al2O3-SiO2玻璃封装方法。提出一种SiCf/SiC复合材料核包壳管端口 CaO-Y2O3-Al2O3-SiO2玻璃剂及核包壳管端口的封装方法。

技术方案

一种SiCf/SiC核包壳管端口CaO-Y2O3-Al2O3-SiO2玻璃封装方法,其特征在于步骤如下:

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