Page 47 - 核能行业协会2022成果转化目录

中国核能行业协会 2022 年成果鉴定转化目录

项目名称 高性能乏燃料贮存中子吸收材料制备技术及应用
成果形式 □新技术 ■新工艺 □新产品 ■新材料 □新装备 □其他应用技术
（填写专利号 - 专利名称）
1 一种碳化硼铝基复合材料及中子吸收板 ZL201410560252.X
2 B4C/Al 复合材料及其制备方法 ZL201310627244.8
3 METHOD OF PRODUCING B4C/AL NEUTRON ABSORBENT MATERIAL SHEET BY CONTINUOUS CAST
ROLLING EP3112486A1
知识产权基本信息 4 一种碳化硼 - 铝合金复合材料板材及其制备方法 ZL201410505929.X
5 一种机械 - 电磁搅拌装置与机械 - 电磁搅拌方法 ZL201811619672.5
6 一种中子吸收材料的耐腐蚀性能测试方法 ZL201811620467.0
7 一种碳化硼铝基复合材料的回收再生方法 ZL201811621714.9
8 一种制备金属基复合材料的搅拌装置 ZL201811621716.8
9 一种用于制备金属基复合材料坯料的连续铸造方法 ZL20181123065.6
10 一种 TiB2-Al 复合材料的制备方法及 TiB2-Al 复合材料 ZL201910084435.1
本项目团队历时四年，在中广核工程有限公司等企业项目的支持下，突破传统理论和技术瓶颈，发明了系列专利技术，研制出
简要介绍 多套具有自主知识产权的核心制造装备，建立了基于液态搅拌法的高碳化硼含量铝基中子吸收板材生产线，在国际上首次采用
液态搅拌法实现了碳化硼含量高达 31wt.% 的铝基碳化硼工程板材规模化制备。
研制的铝基碳化硼中子吸收材料关键指标与国外同类材料对比见下表，可以看出本项目研发的铝基碳化硼中子吸收材料的中
子吸收性能、腐蚀性能、辐照性能要优于国外同类材料。
产品性能指标与国际同类产品对比
维度 关键指标 本项目产品 Metamic TM 加拿大铝业产品
B 4 C(wt.%) 31% 31% 23.5%
中子
本知识产权对应 吸收性能 10 B 面密度 0.0370g/cm 2 0.0345g/cm 2 -
3mm 板材热中子吸收率 100% 100% -
产品技术优势和 力学性能 延伸率 7.7% 3.0% 2.5%
热传导系数 123.9W/m·K 105W/m·K -
性能指标 物理性能 热膨胀系数 17.44×10 ℃ 1- 12×10 ℃ -1 -
-6
-6
表面质量 无鼓包 鼓包 -
高温性能
厚度变化量 小于 1% 最大增加 28% -
表面质量 无明显腐蚀坑 表面出现腐蚀坑 发生点蚀
腐蚀性能
厚度减薄 平均 0.08% 平均 0.15% 最大 8%
硬度变化量 平均 4.2HRB 平均 12.4HRB -
辐照性能
厚度变化 平均 0.008mm 平均 0.013mm -
技术水平 ■国际领先 □国际先进 □国内领先 □国内先进
应用效果 □落后技术、工艺、装备的替代 ■进口替代 ■填补国内空白 □降低成本
四川聚能核技术工程有限公司采用本成果主要专利技术，建立了国际首条液态搅拌法制备铝基碳化硼中子吸收板材的工业生
产线，年产量超过 100 吨，能够依照设计要求生产多种组分和尺寸规格的铝基碳化硼中子吸收材料板材产品。同时，根据本
发明主要专利技术中的回收再利用技术，建立了基于液态搅拌法制备铝基碳化硼中子吸收材料的回收再利用系统，综合回收
率可达 90%。
应用情况 自液态搅拌法制备铝基碳化硼中子吸收板材的工业生产线 2015 年 11 月投产至今，四川聚能核工程技术有限公司已与江苏核
工业格林水处理有限责任公司、大连宝原核设备有限公司、上海阿波罗机械股份有限公司签署多项乏燃料贮存用中子吸收板
销售合同，总合同金额超过 7300 万元人民币。采用本项目成果制备的相关乏燃料贮存格架产品已经应用于辽宁红沿河核电有
限公司二期建设工程 5、6 号机组、广西防城港核电有限公司二期建设工程 3、4 号机组（华龙一号示范项目）和广东太平岭
核电有限公司一期建设工程 1、2 号机组，满足 6 台超百万千瓦级别核电机组提供长期卸出乏燃料的安全贮存要求。替代进口
同类材料、产品，与此前同类机组从国外采购中子吸收材料相比，单机组可节约资金 1700 万元人民币，降低约 40%。
根据国家核电“十三五”规划、《中国能源中长期（2030、2050）发展战略研究》、《我国压水堆核电站乏燃料贮运体系
能力建设规划（2016-2030 年）》，在 2030 年我国核电在建在运机组容量将达到 2 亿千瓦，乏燃料离堆贮存量累计将达到
11394 吨。预计共需要约 27 万个乏燃料贮存单元，中子吸收材料约 4500 吨，因此本项目的成功实施将带动核电产业链产值
数百亿元。
本项目解决了我国核电乏燃料贮存用中子吸收材料的自主化设计制造的短板问题，国际首次实现了使用液态法制备碳化硼含
量高达 31wt.% 的中子吸收材料，打破了国际公司的技术垄断与产品垄断。本项目的实施保障了我国核电乏燃料的长期贮存
应用前景
安全，在我国乏燃料后处理战略起步晚、后处理能力相对不足的情况下，避免了核电建设和运营因国外断供材料而“卡脖子”
导致停工窘境的隐患，为我国经济高速发展所需大量稳定能源供应保驾护航。
本项目技术的应用满足了我国核电关键设备的自主化设计和本地化制造的需求，为我国乏燃料的贮存、运输自主化设计制造
奠定了基础，也为乏燃料后处理产业、增殖反应堆燃料制备提供了技术支撑与安全保障。本项目的成功实施是我国核电自主
化产业链的重要里程碑，不仅能够有力支持国内核电产业的发展，也为我国“一带一路”倡议中核电“走出去”国家战略提
供了坚实的支撑。
转化形式 □转让 □许可 ■合作开发 □作价投资
知识产权持有单位 中广核工程有限公司、清华大学
联 系 人：焦峰
电 话：15801267716
联系方式
电子邮箱：jiaofengnsc@126.com
地 址：北京市房山区长阳镇知兴东路 9 号国家核与辐射安全监管技术研发基地

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