發(fā)布時間：2020-12-28 15:05

　　在多起核事故發(fā)生后,研究人員提出了耐事故燃料(Accident Tolerant Fuel,簡稱ATF)系統(tǒng)的概念。與現有的燃料系統(tǒng)相比,耐事故燃料系統(tǒng)能夠延緩包殼的氧化和氫氣的產生,使得核反應系統(tǒng)在嚴重的突發(fā)情況下具有一定的自御能力。本課題的研究對象是作為新型核燃料包殼備選材料的FeCrAl合金,這種合金在高溫下可形成氧化鉻、氧化鋁等表面氧化物,可在1500°C左右仍保持著很高的抗蒸汽氧化性,其在高溫高壓水蒸氣的環(huán)境中氧化速率遠低于目前廣泛使用的Zr合金包殼材料,因此FeCrAl合金是一種非常具有發(fā)展前景的新型包殼材料。對用于核反應堆的結構材料來說,理解輻照損傷與材料力學性能之間的關系對于結構部件是否能夠長期有效運行具有十分重要的意義。反應堆內中子輻照是一個長期緩慢的過程,因此在實驗研究中,通常使用離子輻照來代替反應堆內中子輻照,但離子輻照只能達到距樣品表面幾十微米的深度。本研究側重于輻照前FeCrAl合金材料的力學性能,考慮到需要與輻照后樣品進行對比,因此對輻照前的樣品進行微柱壓縮實驗,可以為以后在同一數量級對比輻照前后樣品的力學性能做準備。同時小尺度樣品具有成本低、易加工等優(yōu)點,... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

輕水反應堆堆芯冷卻劑不足事故發(fā)生概況[7]

圖 1-2 不同材料的蒸汽氧化速率常數和活化能的阿倫尼烏斯圖[10, 11]60 年代，通用電氣（GE）公司開始開發(fā)用于核電的 Fe其在反應堆中具有更高的熱效率和更好地抗氧化能力。室的嚴重事故試驗站在過去兩年對不同的備選 ATF包殼估，FeCrAl 合金在高溫下可形成氧化鉻、氧化鋁等表面壓水蒸氣的環(huán)境中氧化速率遠低于 Zr 合金，如圖 1-2 所500 °C左右仍保持著高抗蒸汽氧化性[11]。損傷與材料力學性能之間的關系對于核反應堆結構部件有十分重要的意義。在研究材料的輻照性能過程中，通輻照和重離子輻照）來代替中子輻照，這是由于中子輻離子輻照實驗過程中的試驗參數更容易控制[12]。但離子要適用于小尺度樣品的研究。小尺度樣品具有成本低、尺度樣品的研究從而預測宏觀樣品的性能已成為核材料，研究新型燃料包殼材料代替現有的鋯合金作為輕水反

如化石燃料發(fā)電廠等。鐵素體 FeCrAl 不銹鋼為體心立方溫氧化性能和良好的力學性能，尤其在事故高溫下，同傳比具備更好的耐事故性能。早在 20 世紀 60 年代，通用電源生產方面對 FeCrAl 合金進行了評估、研究和改進（主響應和燃料包殼的化學作用），目的是開發(fā)抗氧化燃料元和二氧化碳氣氛的核反應堆中具有更好的熱效率、更高的產物的溢出[13]。甚至在此之前，西屋公司實驗室已經對 性能進行了研究。這些項目的報告提供了簡單體系合金的性能測試結果，然而它們并沒有提供一個足夠優(yōu)化應用于核反應堆中。迄今為止，人們在開發(fā)用于高溫核電成了大量工作，包括燃料包覆兼容性，在高溫空氣、蒸汽材料老化問題、焊接/可成形性、輻照效應等[14]。FeCrAl境下正常工作，并且由于 Cr 和 Al 的晶格穩(wěn)定作用，FeC。FeCrAl 合金的高溫抗氧化性主要來自于 Al2O3和 Cr2O保護合金不被高溫蒸汽氧化[15]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]從電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃看新能源發(fā)展[J]. 李瓊慧,王彩霞.  中國電力. 2017(01)
[2]我國新能源發(fā)展現狀及前景[J]. 李春曦,王佳,葉學民,喻橋.  電力科學與工程. 2012(04)



本文編號：2943968