压水堆堆芯氧化腐蚀产物沉积层复现方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115786891A(43)申请公布日2023.03.14(21)申请号202211220149.1(22)申请日2022.10.08(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人刘晓晶刘延何辉张滕飞熊进标柴翔(74)专利代理机构北京荟英捷创知识产权代理事务所(普通合伙)11726专利代理师李也庚(51)Int.Cl.C23C18/12(2006.01)G21C3/07(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称压水堆堆芯氧化腐蚀产物沉积层复现方法(57)摘要本发明提供了一种压水堆堆芯氧化腐蚀产物沉积层复现方法，涉及压水堆的模拟技术领域，为解决无法便捷、快速地复现堆芯氧化腐蚀产物沉积的问题而设计。压水堆堆芯氧化腐蚀产物沉积层复现方法包括：制备中间层：利用镍盐和铁盐形成湿凝胶涂敷于合金表面，并加热得到中间层；制备氧化腐蚀产物沉积层：将铁酸镍粉末、粘接剂、造孔剂混合并研磨至糊状物；将糊状物涂敷在中间层上，加热后得到氧化腐蚀产物沉积层。本发明提供的压水堆堆芯氧化腐蚀产物沉积层复现方法工艺简单、方便快捷、对设备要求低，对环境危害小、能耗低，生成的氧化腐蚀产物沉积层形貌参数符合堆芯沉积层的参数范围。CN115786891ACN115786891A权利要求书1/1页1.一种压水堆堆芯氧化腐蚀产物沉积层复现方法，其特征在于，包括：制备中间层：利用镍盐和铁盐形成湿凝胶涂敷于合金表面，并加热得到中间层；制备氧化腐蚀产物沉积层：将铁酸镍粉末、粘接剂、造孔剂混合并研磨至糊状物；将所述糊状物涂敷在所述中间层上，加热后得到氧化腐蚀产物沉积层。2.根据权利要求1所述的压水堆堆芯氧化腐蚀产物沉积层复现方法，其特征在于，所述制备中间层步骤中，将镍盐和铁盐加入去离子水中，搅拌形成铁镍溶液，继续加入聚乙二醇搅拌直至溶液饱和形成晶体，继续加入氢氧化钠溶液变为红棕色，加热形成湿凝胶。3.根据权利要求2所述的压水堆堆芯氧化腐蚀产物沉积层复现方法，其特征在于，所述镍盐包括醋酸镍、氯化镍、硫酸镍和硝酸镍中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的压水堆堆芯氧化腐蚀产物沉积层复现方法，其特征在于，所述铁盐包括氯化铁、硫酸铁和硝酸铁中的一种或多种。5.根据权利要求2所述的压水堆堆芯氧化腐蚀产物沉积层复现方法，其特征在于，所述聚乙二醇包括PEG‑2000、PEG‑3000、PEG‑5000中的一种或多种。6.根据权利要求2所述的压水堆堆芯氧化腐蚀产物沉积层复现方法，其特征在于，所述铁镍溶液的摩尔浓度为1.5mol/L～3.0mol/L，和/或，所述氢氧化钠的摩尔浓度为1.2mol/L～2.0mol/L。7.根据权利要求2所述的压水堆堆芯氧化腐蚀产物沉积层复现方法，其特征在于，所述制备中间层包括：先加热至55℃～60℃形成湿凝胶，将湿凝胶旋涂在锆合金表面，并在100℃的马弗炉中保温55min～65min。8.根据权利要求1‑7中任一项所述的压水堆堆芯氧化腐蚀产物沉积层复现方法，其特征在于，将所述加热后得到氧化腐蚀产物沉积层包括，先以5℃/min的速度升温至200℃，在200℃保温2小时，然后以5℃/min的速度升温至400℃，在400℃保温2小时，并且在4小时内升温至750℃～900℃，在750℃～900℃下煅烧4小时，随炉冷却降温至常温，得到氧化腐蚀产物沉积层。9.根据权利要求1‑7中任一项所述的压水堆堆芯氧化腐蚀产物沉积层复现方法，其特征在于，所述粘结剂包括二甘醇、三乙醇胺和二乙醇胺中的一种或多种。10.根据权利要求1‑7中任一项所述的压水堆堆芯氧化腐蚀产物沉积层复现方法，其特征在于，所述造孔剂包括聚乙二醇和聚乙二醇二缩水甘油醚中的一种或多种。2CN115786891A说明书1/5页压水堆堆芯氧化腐蚀产物沉积层复现方法技术领域[0001]本发明涉及压水堆的模拟技术领域，具体而言，涉及一种压水堆堆芯氧化腐蚀产物沉积层复现方法。背景技术[0002]压水堆堆芯长期处于高温、高压、高放射性的严苛环境下，堆芯的燃料性能是影响反应堆安全性和经济性的关键因素。在核反应堆运行时，一回路中传热面积最大的蒸汽发生器传热管持续地受到高压过冷态冷却剂的冲刷、磨蚀、管道流体加速腐蚀，形成大量的氧化腐蚀产物。在过冷沸腾的驱动下，一回路中的金属离子和腐蚀产物会沉积在堆芯上部的燃料包壳表面，形成薄的疏松多孔的结垢层，这种出现在燃料包壳表面的氧化腐蚀沉积物被称作CRUD(ChalkRiverUnidentifiedDeposit)。[0003]氧化腐蚀产物沉积层的主要成分为铁酸镍(NiFe2O4)，其多孔形貌由微米级尺度的“烟囱”和纳米级的“毛细管”构成。氧化腐蚀产物的沉积会引发一系列的安全问