螺旋十字型金属燃料元件堆芯的制作方法

技术特征：
1.螺旋十字型金属燃料元件堆芯，其特征在于：包括堆芯活性区(1)、径向反射层(2)、轴向上反射层(3)和轴向下反射层(4)；所述堆芯活性区(1)包括一区组件(1
‑1‑
a)、二区组件(1
‑1‑
b)和控制棒组件(1
‑
2)；三类组件采用6圈正六边形密铺布置，且最外圈的六角处不布置组件，故堆芯活性区(1)共有121盒组件；堆芯活性区(1)中心三圈为一区组件(1
‑1‑
a)，其余为二区组件(1
‑1‑
b)，控制棒组件(1
‑
2)在中心位置和第三圈的六角位置共替换掉7组一区组件(1
‑1‑
a)，在第五圈的中边位置替换掉6组二区组件(1
‑1‑
b)，因此控制棒组件(1
‑
2)共13组，一区组件(1
‑1‑
a)包含7组控制棒组件共37组，二区组件(1
‑1‑
b)包含6组控制棒组件共84组；所述一区组件(1
‑1‑
a)和二区组件(1
‑1‑
b)均包括燃料元件(1
‑1‑
1)、冷却剂通道(1
‑1‑
2)以及包覆燃料元件(1
‑1‑
1)和冷却剂通道(1
‑1‑
2)的组件盒(1
‑1‑
3)；燃料元件(1
‑1‑
1)采用螺旋十字型式，燃料栅元呈三角形排布，在一区组件(1
‑1‑
a)和二区组件(1
‑1‑
b)中均布置6圈，相邻燃料元件(1
‑1‑
1)每扭转30度后会在花瓣处点接触，相比于已有的四边形排布的螺旋十字型燃料元件，具有更多的固定点；燃料元件(1
‑1‑
1)之间的区域为冷却剂通道(1
‑1‑
2)；燃料元件(1
‑1‑
1)的燃料为zr质量含量10％的u
‑
zr合金，u235富集度19.75％。2.如权利要求1所述螺旋十字型金属燃料元件堆芯，其特征在于：所述燃料元件(1
‑1‑
1)和组件盒(1
‑1‑
3)的包壳材料均为不锈钢。3.如权利要求1所述螺旋十字型金属燃料元件堆芯，其特征在于：所述堆芯活性区(1)嵌入在径向反射层(2)中，二者等高且上下端面和中轴线分别重合；轴向上反射层(3)和轴向下反射层(4)分别与堆芯活性区(1)的上端面和下端面连接，中轴线与堆芯活性区(1)重合，直径与径向反射层(2)相等。4.如权利要求1所述螺旋十字型金属燃料元件堆芯，其特征在于：所述径向反射层(2)、轴向上反射层(3)和轴向下反射层(4)材料为氧化铝。5.如权利要求1所述螺旋十字型金属燃料元件堆芯，其特征在于：所述控制棒组件(1
‑
2)包括控制体(1
‑2‑
1)、导向筒(1
‑2‑
2)和控制棒组件盒(1
‑2‑
3)；每个控制棒组件(1
‑
2)中采用六边形布置2圈控制体(1
‑2‑
1)，因此共7根控制体(1
‑2‑
1)，并被不锈钢材料导向筒(1
‑2‑
2)围住，每个控制体(1
‑2‑
1)包括圆柱形碳化硼控制棒和包覆圆柱形碳化硼控制棒的不锈钢包壳；控制棒组件盒(1
‑2‑
3)将导向筒(1
‑2‑
2)共轴围住；控制体(1
‑2‑
1)、导向筒(1
‑2‑
2)和控制棒组件盒(1
‑2‑
3)之间的空隙为冷却剂通道。

技术总结
本发明公开了螺旋十字型金属燃料元件堆芯，包括堆芯活性区、径向反射层、轴向上反射层和轴向下反射层；反射层材料为氧化铝；堆芯活性区包括一区组件、二区组件和控制棒组件；三类组件采用6圈正六边形密铺布置；燃料元件采用螺旋十字型式，呈三角形排布，燃料为Zr质量含量10％的U


技术研发人员：张大林 李新宇 王式保 王成龙 田文喜 秋穗正 苏光辉
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：2021.08.25
技术公布日：2021/12/14