[發明專利]一種灰控制棒及吸收體

有效

• 申請號: 201210127037.1
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN103374678B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 盧俊強;湯春桃;黎輝;楊波;李繼威;丁謙學;朱麗兵;劉家正
• 申請（專利權）人: 上海核工程研究設計院
• 主分類號: C22C28/00
• 分類號: C22C28/00;C22C27/00;C22C5/06;C22C29/00;G21C7/10
• 代理公司: 核工業專利中心11007
• 代理人: 莫丹

技術領域

本發明屬于核電站反應性控制技術領域，具體涉及一種先進的灰控制棒及吸收體材料。

背景技術

核電站通常是利用控制棒組件的提升和插入來控制反應堆的功率。核電站所使用的控制棒一般分為兩類，黑控制棒和灰控制棒。灰控制棒的中子吸收體的吸收能力較弱，因此其反應性價值比黑控制棒要低。

在反應堆運行期間，運用機械補償(MSHIM)的運行模式進行反應性控制，即利用灰控制棒代替化學補償(調節硼濃度)為負荷跟蹤過程提供反應性控制和全功率運行提供反應性控制，可以把日常處理主反應堆冷卻劑的需要降到最低，從而大大簡化化學和容積控制系統及其操作。

現有的灰控制棒的設計采用Ag-In-Cd合金(In的質量分數約為15％，Cd的質量分數約為5％，余量為Ag)作為吸收體材料。而Ag-In-Cd合金具有相對較大的中子吸收截面，尤其是Ag、In和Cd三種元素天然存在的同位素嬗變后的產物的中子吸收截面顯著降低，這將導致灰控制棒組件的反應性價值大約5年的時間內就降低到初始值的80％左右，不再滿足MSHIM模式對灰控制棒組件反應性價值的要求，因此必須更換新的灰控制棒組件。

因此，需要開發先進的吸收體材料，替換現有的Ag-In-Cd合金吸收體材料，以延長灰控制棒的使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于提供一種先進的灰控制棒及吸收體，其反應性價值幾乎不隨燃耗發生變化，大大延長了灰控制棒組件的使用壽命。

實現本發明目的的技術方案：一種先進的灰控制棒用吸收體，該吸收體材料中含有鋱、鋱合金或鋱的化合物，其中鋱元素占該吸收體材料質量百分比的10～95％。

如上所述的一種先進的灰控制棒用吸收體，該吸收體材料中包含A組分和B組分：所述的A組分為：鋱、鋱合金或鋱的化合物中的一種或幾種；所述的B組分為：銀、銀合金、銀的化合物、鉿、鉿合金、鉿的化合物、鉺、鉺合金、鉺的化合物、銪、銪合金、銪的化合物、鏑、鏑合金或鏑的化合物中的一種或幾種。

如上所述的一種先進的灰控制棒用吸收體，該吸收體材料中包含A組分和B組分；所述的A組分為：鋱、鋱合金或鋱的化合物中的一種或幾種；所述的B組分為：銀、銀合金、銀的化合物、鉿、鉿合金、鉿的化合物、鉺、鉺合金、鉺的化合物、銪、銪合金、銪的化合物、鏑、鏑合金或鏑的化合物；其中，A組分中每采用1份鋱元素，則B組分中對應加入0.1～9份的銀元素、或0.05～3份的鉿元素、或0.1～2份鉺元素、或0.6～4份的銪元素、或0.6～4份的鏑元素；以質量份計。

如上所述的一種先進的灰控制棒用吸收體，該吸收體材料中包含A組分和B組分：所述的A組分為：鋱的氧化物；所述的B組分為：銀、銀合金、銀的氧化物、鉿、鉿合金、鉿的氧化物、鉺、鉺合金、鉺的氧化物、銪、銪合金、銪的氧化物、鏑、鏑合金或鏑的氧化物中；其中，A組分中的鋱元素與B組分中的銀元素的質量含量比例為1∶(0.1～9)；A組分中的鋱元素與B組分中的鉿元素的質量含量比例為1∶(0.05～3)；A組分中的鋱元素與B組分中的鉺元素的質量含量比例為1∶(0.1～2)；A組分中的鋱元素與B組分中的銪元素的質量含量比例為1∶(0.6～4)；A組分中的鋱元素與B組分中的鏑元素的質量含量比例為1∶(0.6～4)。

如上所述的一種先進的灰控制棒用吸收體，該吸收體為鋱鏑合金，其中鋱元素與鏑元素的質量含量比例為1∶(0.6～4)。

本發明所述的一種先進的灰控制棒，該灰控制棒為細長實心管狀結構，該灰控制棒由含有鋱、鋱合金或鋱的化合物的材料制成，其中鋱元素占灰控制棒總質量百分比的10～95％。

本發明所述的一種先進的灰控制棒，該灰控制棒為同心設置的內外兩層細長實心管狀結構，該灰控制棒的內層管或/和外層管由含有鋱、鋱合金或鋱的化合物的材料制成，其中鋱元素占灰控制棒總質量百分比的10～95％。

如上所述的一種先進的灰控制棒，制成該灰控制棒的材料中包含A組分和B組分：所述的A組分為：鋱、鋱合金或鋱的化合物中的一種或幾種；所述的B組分為：銀、銀合金、銀的化合物、鉿、鉿合金、鉿的化合物、鉺、鉺合金、鉺的化合物、銪、銪合金、銪的化合物、鏑、鏑合金或鏑的化合物中的一種或幾種。