[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2253913C2 - Mode of receiving fuel pellets for heat-generating elements out of uranium dioxide - Google Patents

Mode of receiving fuel pellets for heat-generating elements out of uranium dioxide Download PDF

Info

Publication number
RU2253913C2
RU2253913C2 RU2003115489/06A RU2003115489A RU2253913C2 RU 2253913 C2 RU2253913 C2 RU 2253913C2 RU 2003115489/06 A RU2003115489/06 A RU 2003115489/06A RU 2003115489 A RU2003115489 A RU 2003115489A RU 2253913 C2 RU2253913 C2 RU 2253913C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
uranium dioxide
tablets
pore
grinding
pellets
Prior art date
Application number
RU2003115489/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003115489A (en
Inventor
хов Н.З. Л (RU)
Н.З. Ляхов
Г.Р. Карагедов (RU)
Г.Р. Карагедов
А.Г. Евсеев (RU)
А.Г. Евсеев
Е.А. Филиппов (RU)
Е.А. Филиппов
С.Ю. Сайфутдинов (RU)
С.Ю. Сайфутдинов
Л.В. Кустов (RU)
Л.В. Кустов
А.Б. Александров (RU)
А.Б. Александров
В.В. Рожков (RU)
В.В. Рожков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов"
Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН (ИХТТМ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов", Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН (ИХТТМ) filed Critical Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов"
Priority to RU2003115489/06A priority Critical patent/RU2253913C2/en
Publication of RU2003115489A publication Critical patent/RU2003115489A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2253913C2 publication Critical patent/RU2253913C2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

FIELD: the invention refers to the field of atomic energy and is used at producing ceramic nuclear fuel for heat-generating elements of nuclear reactors.
SUBSTANCE: mode of receiving fuel pellets for heat-generating elements out of uranium dioxide, including preparation of pressed powder out of uranium dioxide of ceramic variety, pressing and agglomeration of pellets. The pressed powder is received by way of decomposition of ill-conditioned sintered pellets in a mill with grinding bodies and adding 2-4 mass.% cellulating substance, and also out of uranium dioxide received according ADU-process, and out of uranium dioxide received by way of decomposition of ill-conditioned sintered pellets in a mill with grinding bodies and with adding 2-4 mass.% of cellulating substance.
EFFECT: allows to increase quality of cake nuclear fuel with simultaneous processing of spoilage in the form of ill-conditioned sintered pellets.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области атомной энергетики и может быть использовано в процессе производства керамического ядерного топлива для тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Оно позволяет получать таблетированное ядерное топливо высокого качества с одновременной переработкой брака в виде некондиционных спеченных таблеток.The invention relates to the field of nuclear energy and can be used in the production of ceramic nuclear fuel for fuel elements of nuclear reactors. It allows you to get high quality tabletted nuclear fuel with the simultaneous processing of marriage in the form of substandard sintered tablets.

Известно, что при нормально функционирующем производстве изготовления керамического таблетированного ядерного топлива неизбежен брак, объем которого составляет 10-15% объема продукции (1. А.А.Майоров, И.Б.Браверман “Технология получения порошков керамической двуокиси урана” М., Энергоиздат, 1985 г., гл. 7.1., стр.115).It is known that with a normally functioning production of manufacturing ceramic pelletized nuclear fuel, marriage is inevitable, the volume of which is 10-15% of the production volume (1. A.A. Mayorov, I. B. Braverman “Technology for producing ceramic uranium dioxide powders” M., Energoizdat , 1985, chap. 7.1., P. 115).

Некондиционные спеченные таблетки диоксида урана включают следующие виды брака: брак по плотности, брак таблеток, имеющих сколы, трещины, дефекты поверхности и формы, не соответствующие эталонам и др. Этот вид брака по химическому составу не отличается от штатных таблеток.Substandard sintered uranium dioxide tablets include the following types of marriage: marriage by density, marriage of tablets having chips, cracks, surface defects and shapes that do not correspond to standards, etc. This type of marriage by chemical composition does not differ from regular tablets.

Известен способ изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов, включающий подшихтовку штатного пресс-порошка диоксида урана, UO2, порошком оксида урана, U3O8, полученным термическим окислением воздухом брака таблеток из диоксида урана до оксида урана при температуре 500-600°С во вращающемся барабане, с последующим рассевом готового продукта. Согласно данному способу количество регенерируемого оксида урана, U3O8, составляет до 15% на партию получаемой продукции (4. Пат. РФ №2158030, кл. G 21 C 3/62, опубл. 20.10.2000 г.).A known method for the manufacture of pelletized fuel for fuel elements, including the grinding of a standard press powder of uranium dioxide, UO 2 , powder of uranium oxide, U 3 O 8 obtained by thermal oxidation by air of marriage of tablets from uranium dioxide to uranium oxide at a temperature of 500-600 ° C rotating drum, followed by screening of the finished product. According to this method, the amount of regenerated uranium oxide, U 3 O 8 , is up to 15% per batch of products obtained (4. Pat. RF No. 2158030, class G 21 C 3/62, publ. 10/20/2000).

Применение порошкообразного U3O8 для подшихтовки штатного пресс-порошка диоксида урана, применяемого в процессе получения топливных таблеток, имеет следующие недостатки: приводит к росту открытой пористости и понижает плотность получаемых изделий (2. А.А.Майоров, И.Б.Браверман. Технология получения порошков керамической двуокиси урана, М., Энергоатомиздат, 1985, стр.117, рис.7.2).The use of powdered U 3 O 8 for underbinding a regular press powder of uranium dioxide used in the process of producing fuel pellets has the following disadvantages: it leads to an increase in open porosity and reduces the density of the products obtained (2. A.A. Mayorov, I. B. Braverman Technology for the production of ceramic uranium dioxide powders, M., Energoatomizdat, 1985, p. 117, Fig. 7.2).

Кроме этого снижается механическая плотность спеченных таблеток, за счет появления в местах добавления частиц U3O8 пористых участков, являющихся зародышами трещин.In addition, the mechanical density of the sintered tablets is reduced due to the appearance of porous areas that are nuclei of cracks in the places where particles of U 3 O 8 are added.

Наличие в спеченных таблетках зародышей трещин приводит в процессе работы реактора к растрескиванию таблеток и даже к их разрушению, особенно в режимах маневрирования мощностью реактора, а также к увеличению термохимического взаимодействия топлива с оболочкой, увеличению выхода под оболочку тепловыделяющего элемента газообразных продуктов деления, опасных с точки зрения коррозии оболочки. Все это снижает уровень безопасности и экономичности работы реактора (3. И.Х.Ганев "Физика и расчет реактора", М., Энергоиздат, 1992 г.).The presence of cracks in the sintered pellets during the reactor operation leads to cracking of the pellets and even their destruction, especially in maneuvering modes of the reactor power, as well as to an increase in the thermochemical interaction of the fuel with the shell, and an increase in the exit under the shell of the fuel element of gaseous fission products hazardous from the point view of shell corrosion. All this reduces the level of safety and efficiency of the reactor (3. I.Kh. Ganev "Physics and calculation of the reactor", M., Energoizdat, 1992).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту - прототип, является способ получения топливных таблеток, согласно которому отходы двуокиси урана, UO2 (бракованные по внешнему виду, плотности, геометрии таблетки, лом таблеток, отходы после шлифования), измельчают в два этапа: сначала в щековой дробилке, затем в дисковой, после чего окисляют при температуре 350-400°С до U3O8, рассеивают полученный порошок на вибросите; после рассева на вибросите необходимую в каждом конкретном случае фракцию подают в смеситель-гранулятор, где получают гомогенизированные, требуемого размера агломераты. Полученные агломераты U3О8 в количестве, определяемом требованиями по плотности и структуре к спеченным таблеткам, известными способами смешивают с порошком UO2, из смеси готовят пресс-порошок, из которого готовят таблетки (6. Пат. РФ №2148279, кл. G 21 C 3/62, опубл. 27.04.2000 г.).The closest in technical essence and the achieved effect is the prototype, is a method for producing fuel tablets, according to which the waste of uranium dioxide, UO 2 (defective in appearance, density, geometry of the tablet, scrap tablets, waste after grinding), is crushed in two stages: first in a jaw crusher, then in a disk crusher, after which it is oxidized at a temperature of 350-400 ° C to U 3 O 8 , the resulting powder is dispersed on a vibrating screen; after screening on a vibrating screen, the fraction necessary in each specific case is fed to a granulator-mixer, where homogenized agglomerates of the required size are obtained. The obtained agglomerates U 3 O 8 in an amount determined by the density and structure requirements for sintered tablets are mixed by known methods with UO 2 powder, a press powder is prepared from the mixture, from which tablets are prepared (6. Pat. RF No. 2148279, class G 21 C 3/62, publ. 04/27/2000).

Недостатком данного технического решения является его сложность, многостадийность, длительность и то, что несмотря на то, что использование округлых агрегатов U3O8 приводит к образованию близких к сферическим пор, увеличивая механическую прочность, это не устраняет эффекта понижения плотности и увеличения открытой пористости в спеченных таблетках (7. K.W.Song, K.S.Kim, Y.M.Kim, Y.M.Jung, Sinterng of Mixed UO2 and U3О8, Powder Compacts, J.Nucl. Mater/277(2000) 123., 8. А.А.Майоров, И.Б.Браверман. "Технология получения порошков керамической двуокиси урана", М., Энергоатомиздат, 1985, стр.117, рис.7.2.).The disadvantage of this technical solution is its complexity, multi-stage, duration and the fact that despite the use of rounded aggregates U 3 O 8 leads to the formation of close to spherical pores, increasing mechanical strength, this does not eliminate the effect of lowering the density and increasing open porosity in sintered tablets (7. KWSong, KSKim, YMKim, YMJung, Sinterng of Mixed UO 2 and U 3 O 8 , Powder Compacts, J. Nucl. Mater / 277 (2000) 123., 8. A.A. Mayorov, I. B. Braverman. "Technology for the production of ceramic uranium dioxide powders", M., Energoatomizdat, 1985, p. 117, Fig. 7.2.).

Кроме того, введение агломератов U3O8 размерами в сотни микрон может приводить к увеличению размера пор и, следовательно, снижению качества спеченных таблеток.In addition, the introduction of agglomerates of U 3 O 8 with a size of hundreds of microns can lead to an increase in pore size and, therefore, a decrease in the quality of sintered tablets.

Задачей, решаемой заявляемым техническим решением, является разработка простого и менее трудоемкого способа получения топливных таблеток для тепловыделяющих элементов из диоксида урана, позволяющего эффективно перерабатывать брак некондиционных спеченных таблеток и получать топливные таблетки более высокого качества и с улучшенными эксплуатационными характеристиками.The problem solved by the claimed technical solution is the development of a simple and less time-consuming method for producing fuel pellets for fuel elements from uranium dioxide, which allows efficient processing of defective sintered pellets and obtain fuel pellets of higher quality and with improved performance characteristics.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в заявляемом способе получения топливных таблеток для тепловыделяющих элементов из диоксида урана (вариант 1), включающем приготовление пресс-порошка из диоксида урана керамического сорта, прессование и спекание таблеток, пресс-порошок получают измельчением брака некондиционных спеченных таблеток в мельнице с мелющими телами и с добавлением 2-4 мас.% порообразующего вещества.The problem is solved due to the fact that in the inventive method for producing fuel pellets for fuel elements from uranium dioxide (option 1), including the preparation of a press powder from ceramic grade uranium dioxide, pressing and sintering tablets, the press powder is obtained by grinding defective sintered tablets into a mill with grinding media and with the addition of 2-4 wt.% pore-forming substances.

Предпочтительно, используют планетарные или виброцентробежные мельницы.Preferably, planetary or vibrocentrifugal mills are used.

Предпочтительно, в качестве порообразующего вещества используют стеарат цинка или поливиниловый спирт.Preferably, zinc stearate or polyvinyl alcohol is used as the pore-forming substance.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в заявляемом способе получения топливных таблеток для тепловыделяющих элементов из диоксида урана (вариант 2), включающем приготовление пресс-порошка из диоксида урана керамического сорта, прессование и спекание таблеток, в качестве диоксида урана керамического сорта используют смесь из диоксида урана, полученного по АДУ-процессу, и диоксида урана, полученного измельчением брака некондиционных спеченных таблеток из диоксида урана в мельнице с мелющими телами и с добавлением 2-4 мас.% порообразующего вещества.The problem is solved due to the fact that in the inventive method for producing fuel pellets for fuel elements from uranium dioxide (option 2), including the preparation of a press powder from ceramic uranium dioxide, pressing and sintering tablets, a mixture of dioxide is used as ceramic uranium dioxide of uranium obtained by the ADU process, and uranium dioxide obtained by grinding scrap of substandard sintered tablets of uranium dioxide in a mill with grinding media and with the addition of 2-4 wt.% pore Braz substances.

Предпочтительно, используют планетарные или виброцентробежные мельницы.Preferably, planetary or vibrocentrifugal mills are used.

Предпочтительно, в качестве порообразующего вещества используют стеарат цинка или поливиниловый спирт.Preferably, zinc stearate or polyvinyl alcohol is used as the pore-forming substance.

Регулирование характеристик получаемого порошка UO2 (дисперсность, степень агрегированности, текучесть и т. д.) осуществляют путем соответствующего подбора используемых мелющих тел.The characteristics of the obtained UO 2 powder (dispersion, degree of aggregation, fluidity, etc.) are controlled by appropriate selection of the grinding media used.

Проведенный сопоставительный анализ предлагаемого технического решения (вариант 1) с прототипом выявил следующие существенные отличительные признаки:A comparative analysis of the proposed technical solution (option 1) with the prototype revealed the following significant distinguishing features:

- измельчение брака некондиционных спеченных таблеток проводят в мельницах с мелющими телами и добавлением 2-4 мас.% порообразующего вещества;- grinding of defective sintered tablets is carried out in mills with grinding media and 2-4 wt.% pore-forming substances are added;

- при измельчении получают порошок диоксида урана, UO2, с частицами, плакированными порообразующим веществом;- when grinding receive a powder of uranium dioxide, UO 2 with particles clad with a pore-forming substance;

- полученный порошок диоксида урана, UO2, подвергают формованию с получением топливных таблеток диоксида урана.- the obtained uranium dioxide powder, UO 2 , is subjected to molding to obtain fuel tablets of uranium dioxide.

Проведенный сопоставительный анализ предлагаемого технического решения (вариант 2) с прототипом выявил следующие отличительные признаки:A comparative analysis of the proposed technical solution (option 2) with the prototype revealed the following distinctive features:

- в качестве диоксида урана керамического сорта используют смесь из диоксида урана, полученного по АДУ-процессу, и диоксида урана, полученного измельчением брака некондиционных спеченных таблеток;- as a ceramic grade uranium dioxide, a mixture of uranium dioxide obtained by the ADU process and uranium dioxide obtained by grinding scrap of substandard sintered tablets is used;

- измельчение брака некондиционных спеченных таблеток проводят в мельницах с мелющими телами и добавлением 2-4 мас.% порообразующего вещества;- grinding of defective sintered tablets is carried out in mills with grinding media and 2-4 wt.% pore-forming substances are added;

- при измельчении получают порошок диоксида урана, UO2, с частицами, плакированными порообразующим веществом;- when grinding receive a powder of uranium dioxide, UO 2 with particles clad with a pore-forming substance;

- полученную смесь из диоксида урана, UO2, полученного по АДУ-процессу, и диоксида урана, полученного измельчением брака некондиционных спеченных таблеток, подвергают формованию с получением топливных таблеток диоксида урана.- the resulting mixture of uranium dioxide, UO 2 obtained by the ADU process, and uranium dioxide obtained by grinding scrap of substandard sintered tablets, is molded to obtain fuel tablets of uranium dioxide.

Таким образом, изобретение удовлетворяет критерию патентоспособности "новизна".Thus, the invention satisfies the patentability criterion of "novelty."

По сравнению с известными аналогами, включая и прототип, вышеперечисленные существенные отличия обеспечивают достижение нового технического результата:Compared with known analogues, including the prototype, the above significant differences ensure the achievement of a new technical result:

- повышается плотность сырой таблетки и возрастает ее прочность, уменьшается усадка при спекании и, следовательно, резко снижается количество отходов при шлифовании за счет уменьшения образования трещин и сколов в таблетках;- the density of the raw tablet increases and its strength increases, shrinkage during sintering decreases and, therefore, the amount of waste during grinding sharply decreases due to the reduction of cracking and chips in the tablets;

- улучшается спекаемость порошка UO2 (для порошков, не удовлетворяющих по этому параметру тесту на спекаемость), до 97-98% от теоретической повышается плотность таблетки, путем регулирования количества добавляемого порообразователя в заявляемых параметрах, может быть задана ее необходимая величина;- the sintering ability of the UO 2 powder is improved (for powders that do not satisfy the sintering test in this parameter), the tablet density is increased to 97-98% of the theoretical density by adjusting the amount of added blowing agent in the claimed parameters, its required value can be set;

- открытая пористость снижается до 0,05-0,1%;- open porosity is reduced to 0.05-0.1%;

- возрастает качество микроструктуры (высокая однородность распределения пор и зерен по размерам, снижение максимального размера пор в плоскости шлифа до 50 мкм);- the quality of the microstructure increases (high uniformity of pore and grain size distribution, reduction of the maximum pore size in the thin section to 50 μm);

- снижается процент брака (выход в годное);- the percentage of rejects decreases (yield);

- исчезает кольцевая пора для порошков, дающих таблетки, дефектные по этому признаку.- the annular pore disappears for powders that give tablets that are defective on this basis.

Таким образом, изобретение удовлетворяет критерию патентоспособности "изобретательский уровень".Thus, the invention meets the patentability criterion of "inventive step".

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.The inventive method is as follows.

Спеченные некондиционные таблетки диоксида урана, бракованные по внешнему виду, геометрии, кольцевой поре, плотности, открытой пористости и параметрам микроструктуры, измельчают в мельнице с мелющими телами специально подобранного размера и формы с добавлением 2-4% порообразующего вещества (например, сухие стеарат цинка или поливиниловый спирт).Sintered substandard uranium dioxide tablets, defective in appearance, geometry, ring pore, density, open porosity and microstructure parameters, are ground in a mill with grinding media of a specially selected size and shape with the addition of 2-4% pore-forming substance (for example, dry zinc stearate or polyvinyl alcohol).

При совместном размоле некондиционных таблеток диоксида урана и порообразующего вещества происходит плакирование измельченных частичек диоксида урана порообразующим веществом, что предотвращает окисление диоксида урана.With the joint grinding of substandard tablets of uranium dioxide and a pore-forming substance, cladding of crushed particles of uranium dioxide with a pore-forming substance occurs, which prevents the oxidation of uranium dioxide.

Полученный в результате такого размола порошок диоксида урана представляет собой порошок требуемой дисперсности, что легко задается режимами работы мельницы и подбором соответствующих мелющих тел, покрытый тонкой пленкой порообразующего вещества.The resulting powder of uranium dioxide is a powder of the required dispersion, which is easily set by the operating conditions of the mill and the selection of appropriate grinding media, covered with a thin film of a pore-forming substance.

В данном случае порообразующее вещество предотвращает окисление двуокиси урана, UO2, при размоле и одновременно служит порообразователем при получении топливных таблеток.In this case, the pore-forming substance prevents the oxidation of uranium dioxide, UO 2 , during grinding and at the same time serves as a pore-forming agent in the production of fuel pellets.

Полученный порошок смешивают с порошком диоксида урана, полученным по АДУ-процессу в количестве, определяемом требованиями по плотности и структуре к спеченным таблеткам, из смеси готовят пресс-порошок, из которого прессуют таблетки.The resulting powder is mixed with uranium dioxide powder obtained by the ADU process in an amount determined by the density and structure requirements for sintered tablets, a press powder is prepared from the mixture, from which the tablets are pressed.

При соответствующем подборе дисперсности измельченного брака таблеток диоксида урана и количества порообразующего вещества можно получать топливные таблетки с высокими эксплуатационными характеристиками только из размолотых согласно данному способу некондиционных бракованных таблеток.With the appropriate selection of the dispersion of the crushed marriage of uranium dioxide tablets and the amount of pore-forming substance, it is possible to obtain fuel tablets with high performance characteristics only from substandard defective tablets ground according to this method.

Примеры конкретного выполнения заявляемого способа приведены в таблице.Examples of specific performance of the proposed method are shown in the table.

ТаблицаTable № п/пNo. p / p СоставComposition ρ сырой таблетки, г/см3 ρ crude tablets, g / cm 3 ρ спеченной таблетки, г/см3 ρ sintered tablets, g / cm 3 Открытая пористостьOpen porosity Макс. Dпор, мкмMax. D then , microns % кольцевой поры% annular pore 1.1. UO2 UO 2 4,99±0,034.99 ± 0.03 10,42±0,0210.42 ± 0.02 0,46±0,170.46 ± 0.17 235235 100100 2.2. UO2+5%UO 2 + 5% 6,45±0,096.45 ± 0.09 10,64±0,0310.64 ± 0.03 0,05±0,080.05 ± 0.08 50fifty 1010 3.3. UO2+10%UO 2 + 10% 6,52±0,066.52 ± 0.06 10,64±0,0110.64 ± 0.01 0,03±0,090.03 ± 0.09 4545 00 4.4. 100% UO2 из брака100% UO 2 from marriage 6,036.03 10,5010.50 0,10.1 8080 00

Как видно из приведенных в таблице данных, добавление 5 и 10% описанного выше порошка приводит примерно к 30%-ному повышению плотности сырой таблетки, а следовательно, к значительному уменьшению усадки и почти полному исчезновению линз, возникающих за счет неоднородного распределения плотности по сырой таблетке. Результатом является уменьшение требуемой обработки шлифованием и сокращение количества шлифотходов и вызываемых шлифованием дефектов.As can be seen from the data in the table, the addition of 5 and 10% of the powder described above leads to an approximately 30% increase in the density of the crude tablet, and consequently, to a significant reduction in shrinkage and almost complete disappearance of the lenses arising from the inhomogeneous distribution of density over the crude tablet . The result is a reduction in the required grinding treatment and a reduction in the number of grinding wastes and grinding defects.

Повышается плотность спеченных таблеток и практически исчезает открытая пористость.The density of sintered tablets increases and open porosity practically disappears.

Полностью, начиная с 10% добавки, исчезает кольцевая пора. Резко сокращается максимальный диаметр поры в плоскости шлифа.Completely, starting with 10% of the additive, the annular pore disappears. The maximum pore diameter in the thin section plane is sharply reduced.

Таким образом при использовании данного способа происходит значительное повышение качества спеченных топливных таблеток при одновременной утилизации брака некондиционных таблеток.Thus, when using this method, there is a significant improvement in the quality of sintered fuel tablets while recycling defective tablets.

Предлагаемый способ позволяет получать таблетки повышенного качества с улучшенными эксплуатационными характеристиками, а именно:The proposed method allows to obtain tablets of high quality with improved performance, namely:

- с регулируемой плотностью в диапазоне 10,4-10,7 г/см3;- with an adjustable density in the range of 10.4-10.7 g / cm 3 ;

- с открытой пористостью менее 0,1%;- with an open porosity of less than 0.1%;

- с однородной микроструктурой (узкое распределение по размерам пор и зерен);- with a homogeneous microstructure (narrow distribution of pore and grain sizes);

- с максимальным размером поры в плоскости шлифа на уровне 50 мкм;- with a maximum pore size in the thin section plane at the level of 50 microns;

- с отсутствием кольцевой поры независимо от свойств штатного порошка UO2.- with the absence of an annular pore, regardless of the properties of a regular UO 2 powder.

Кроме того, предлагаемый способ значительно снижает количество шлифотходов и процент брака, возникающий на стадии шлифования, а также позволяет всего в одну стадию перерабатывать бракованные таблетки UO2 в керамический порошок, годный к формованию и спеканию качественных таблеток либо к использованию в качестве добавки к штатному порошку диоксида урана, повышая тем самым технико-экономические показатели производства топливных таблеток для тепловыделяющих элементов из диоксида урана.In addition, the proposed method significantly reduces the number of grinding waste and the percentage of rejects that occur at the grinding stage, and also allows you to process defective UO 2 tablets in a single stage into ceramic powder, suitable for molding and sintering high-quality tablets or to be used as an additive to regular powder uranium dioxide, thereby increasing the technical and economic indicators of the production of fuel pellets for fuel elements from uranium dioxide.

Необходимо сгруппировать достигаемые положительные эффекты:It is necessary to group the achieved positive effects:

1. Технологические:1. Technological:

- увеличение плотности "сырой" таблетки до плотности 6-6,4 г/см3 ведет к- an increase in the density of the "raw" tablet to a density of 6-6.4 g / cm 3 leads to

- уменьшению усадки;- reduce shrinkage;

- искривлению таблетки при спекании;- curvature of the tablet during sintering;

- уменьшению количества отходов за счет припуска;- reduction of waste due to allowance;

- уменьшению количества сколов за счет уменьшения нагрузки на таблетку при шлифовании;- reducing the number of chips by reducing the load on the tablet during grinding;

все перечисленное позволяет увеличить выход в годное из порошка диоксида урана керамического сорта.All of the above allows increasing the yield of ceramic grade uranium dioxide powder.

2. Эксплуатационные:2. Operational:

- зерно 15 мкм позволяет повысить радиационно-термическую стабильность в реакторе;- grain of 15 μm allows to increase radiation-thermal stability in the reactor;

- поры размером 4-6 мкм максимально до 50 мкм улучшают удерживающую способность газов, при высоких выгораниях.- pores with a size of 4-6 microns up to a maximum of 50 microns improve the holding capacity of gases, with high burnups.

Claims (6)

1. Способ получения топливных таблеток для тепловыделяющих элементов из диоксида урана, включающий приготовление пресс-порошка из диоксида урана керамического сорта, прессование и спекание таблеток, отличающийся тем, что пресс-порошок получают измельчением брака некондиционных спеченных таблеток в мельнице с мелющими телами и с добавлением 2-4 мас.% порообразующего вещества.1. A method of producing fuel pellets for fuel elements from uranium dioxide, comprising preparing a ceramic powder press powder of uranium dioxide, pressing and sintering the tablets, characterized in that the press powder is obtained by grinding scrap of substandard sintered tablets in a mill with grinding media and with the addition of 2-4 wt.% Pore-forming substances. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения диоксида урана керамического сорта из брака таблеток используют планетарно-центробежные или виброцентробежные мельницы.2. The method according to claim 1, characterized in that to obtain ceramic grade uranium dioxide from the marriage of tablets, planetary centrifugal or vibrocentrifugal mills are used. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве порообразующего вещества используют стеарат цинка или поливиниловый спирт.3. The method according to claim 1, characterized in that as a pore-forming substance using zinc stearate or polyvinyl alcohol. 4. Способ получения топливных таблеток для тепловыделяющих элементов из диоксида урана, включающий приготовление пресс-порошка из диоксида урана керамического сорта, прессование и спекание таблеток, отличающийся тем, что в качестве диоксида урана керамического сорта используют смесь из диоксида урана, полученного по АДУ-процессу, и диоксида урана, полученного измельчением брака некондиционных спеченных таблеток из диоксида урана в мельнице с мелющими телами и с добавлением 2-4 мас.% порообразующего вещества.4. A method of producing fuel pellets for fuel elements from uranium dioxide, comprising preparing a ceramic powder press powder of uranium dioxide, pressing and sintering the tablets, characterized in that a mixture of uranium dioxide obtained by the ADU process is used as ceramic grade uranium dioxide and uranium dioxide obtained by grinding scrap of substandard sintered uranium dioxide tablets in a mill with grinding media and with the addition of 2-4 wt.% pore-forming substances. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что для получения диоксида урана керамического сорта из брака таблеток используют планетарно-центробежные или виброцентробежные мельницы.5. The method according to claim 4, characterized in that to obtain ceramic grade uranium dioxide from the marriage of tablets, planetary centrifugal or vibrocentrifugal mills are used. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве порообразующего вещества используют стеарат цинка или поливиниловый спирт.6. The method according to claim 4, characterized in that zinc stearate or polyvinyl alcohol is used as a pore-forming substance.
RU2003115489/06A 2003-05-23 2003-05-23 Mode of receiving fuel pellets for heat-generating elements out of uranium dioxide RU2253913C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003115489/06A RU2253913C2 (en) 2003-05-23 2003-05-23 Mode of receiving fuel pellets for heat-generating elements out of uranium dioxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003115489/06A RU2253913C2 (en) 2003-05-23 2003-05-23 Mode of receiving fuel pellets for heat-generating elements out of uranium dioxide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003115489A RU2003115489A (en) 2004-11-20
RU2253913C2 true RU2253913C2 (en) 2005-06-10

Family

ID=35834821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003115489/06A RU2253913C2 (en) 2003-05-23 2003-05-23 Mode of receiving fuel pellets for heat-generating elements out of uranium dioxide

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2253913C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2569928C2 (en) * 2013-02-25 2015-12-10 Акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" Method of producing pelleted fuel for fuel elements
RU2577272C1 (en) * 2014-12-26 2016-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") Method for producing uranium dioxide tableted
RU2690155C1 (en) * 2018-05-31 2019-05-31 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") Method of producing pelleted porous uranium dioxide
RU2690492C1 (en) * 2018-05-31 2019-06-04 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") Method of producing pelleted porous uranium dioxide
RU2785819C1 (en) * 2022-03-14 2022-12-13 Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") Method for manufacturing tablets of mixed oxide uranium-plutonium fuel

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2569928C2 (en) * 2013-02-25 2015-12-10 Акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" Method of producing pelleted fuel for fuel elements
RU2577272C1 (en) * 2014-12-26 2016-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") Method for producing uranium dioxide tableted
RU2690155C1 (en) * 2018-05-31 2019-05-31 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") Method of producing pelleted porous uranium dioxide
RU2690492C1 (en) * 2018-05-31 2019-06-04 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") Method of producing pelleted porous uranium dioxide
RU2785819C1 (en) * 2022-03-14 2022-12-13 Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") Method for manufacturing tablets of mixed oxide uranium-plutonium fuel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2175791C2 (en) Composite material of nuclear fuel and its production process
JPS5939719B2 (en) Nuclear fuel body and its manufacturing method
EP0249549B1 (en) Method of manufacturing uranium oxide-based nuclear-fuel pellets
RU2253913C2 (en) Mode of receiving fuel pellets for heat-generating elements out of uranium dioxide
JPH01148994A (en) Manufacture of nuclear fuel pellet for mixed oxide (u,pu)o2 base
FR2861888A1 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING NUCLEAR FUEL PELLETS
JP2650938B2 (en) Pellet manufacturing method
Balakrishna et al. Uranium dioxide powder preparation, pressing, and sintering for optimum yield
RU2317601C1 (en) Method for producing pelletized fuel for fuel elements
RU2569928C2 (en) Method of producing pelleted fuel for fuel elements
FR2558292A1 (en) PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF FUEL PELLETS FOR NUCLEAR REACTOR
RU2338274C2 (en) Method of pelleted fuel manufacture for fuel elements of nuclear reactor
JPH11183686A (en) Manufacture of nuclear fuel particle and nuclear fuel pellet
EP1402539B1 (en) Method for making a composite nuclear fuel material consisting of dispersed (u, pu)o 2? aggregates
RU2148279C1 (en) Pelletized fuel production process
RU2243601C2 (en) Method for producing uranium and gadolinium containing fuel pellets
RU2199161C2 (en) Method for producing nuclear fuel pellets primarily for fast reactors
RU2003115489A (en) METHOD FOR PRODUCING FUEL TABLETS FOR HEAT FUEL ELEMENTS FROM URANIUM DIOXIDE
RU2360307C2 (en) Method of fuel pellet production for nuclear fuel elements
JP4007508B2 (en) Method for producing Gd2O3-added UO2 pellets using co-grinding and spheronization (SACAM) process
KR100424331B1 (en) Property control technique of the mixed oxide fuel pellet by the addition method of M3O8 scrap powder and the sintering process
US3116106A (en) Preparation of high-density thorium oxide spheres
RU2353988C1 (en) Method for manufacture of nuclear fuel pellets with burnable absorber
US3752872A (en) Method of preparing uniform size powders
RU2165651C1 (en) Method for producing nuclear fuel pellets