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快 中子反应堆 燃料棒

阅读：442发布：2020-05-22

专利汇可以提供快中子反应堆燃料棒专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及核技术并可以被用于制备用于使用液态金属冷却剂的快中子反应堆堆芯的燃料棒和燃料组件。本发明的技术成果在于，减少燃料棒的金属含量，以及减少在核燃料燃尽期间出现在反应堆堆芯中的燃料棒壳体中的接触应力。在快中子反应堆燃料棒中(该燃料棒包含核燃料，该核燃料被设置在以钢制成的薄壁管状壳体和末端构件为形式的熔封容器中，该燃料棒还包括间隔元件，该间隔元件围绕该壳体的外表面成宽节距螺旋形缠绕，并且该间隔元件在燃料棒的末端被固定在壳体或末端构件上)，间隔元件的形式为薄壁管，且具有沿着其长度的纵向贯穿槽。根据本发明，该间隔元件由薄壁管或钢制薄带制成，该间隔元件的中间部分具有的形式是带有设定宽度的纵向贯穿槽的管，该间隔元件还具有末端构件，其形式是用于焊接到壳体或燃料棒接头上的圆柱形壳体的分段。，下面是快中子反应堆燃料棒专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种快中子反应堆燃料棒，所述燃料棒包括：核燃料，所述核燃料被设置在以薄壁管状壳体和末端构件为形式的熔封容器中；间隔元件，所述间隔元件围绕所述壳体的外表面成宽节距螺旋形缠绕并被固定至所述壳体的末端或所述末端构件，其特征在于，所述间隔元件以薄壁管的形式制成，所述薄壁管具有沿着其长度方向的纵向贯穿槽以及末端构件，以将所述间隔元件固定在所述燃料棒上。
2.根据权利要求1所述的燃料棒，其特征在于，所述间隔元件的管中的所述槽的宽度在所述管的外直径的0.1倍到0.3倍的范围内。
3.根据权利要求2所述的燃料棒，其特征在于，所述管的中间部分中的所述槽的宽度大于所述管的边缘部分中的所述槽的宽度。
4.根据权利要求1或2所述的燃料棒，其特征在于，所述管的壁厚在所述燃料棒壳体的厚度的0.25倍到1倍的范围内。
5.根据权利要求1所述的燃料棒，其特征在于，所述间隔元件由与所述燃料棒壳体相同的钢制成。
6.根据权利要求1、或2、或3、或4、或5所述的燃料棒，其特征在于，所述间隔元件的末端部分被制成的形式是圆柱形壳体的一部分，以被固定至所述燃料棒壳体和/或末端构件。
7.根据权利要求1或6所述的燃料棒，其特征在于，所述间隔元件的末端部分被焊接到所述燃料棒的壳体上。
8.根据权利要求1或6所述的燃料棒，其特征在于，所述间隔元件的末端部分被焊接到所述燃料棒的末端构件上。
9.根据权利要求1或6所述的燃料棒，其特征在于，所述间隔元件的一个末端部分被焊接到所述燃料棒的末端构件上，而所述间隔元件的另一个末端部分被焊接到所述燃料棒的壳体上。
10.根据权利要求1所述的燃料棒，其特征在于，所述间隔元件由设有纵向槽的薄壁管制成。
11.根据权利要求1所述的燃料棒，其特征在于，所述间隔元件由被用于制造所述燃料棒的壳体的管所切割出来的纵向分段所制成。
12.根据权利要求1所述的燃料棒，其特征在于，所述间隔元件由被用于制造所述燃料棒的壳体的不锈钢薄带所制成。
13.根据权利要求1、或10、或11、或12所述的燃料棒，其特征在于，所述槽通过将所述管的纵向边缘向内折叠而被制成。
14.根据权利要求1、或10、或11、或12所述的燃料棒，其特征在于，所述间隔元件的管被例如铅的冷却剂材料所填充。

说明书全文

快中子反应堆 燃料棒

技术领域

[0001] 本发明涉及核技术并且可以被用于制备用于使用液态金属冷却剂的快中子反应堆堆芯的燃料棒和燃料组件。

背景技术

[0002] 已知一种用于形成使用液态金属冷却剂的快中子反应堆的燃料组件的燃料棒。该燃料棒包含核燃料，该核燃料被设置在以铬钢制成的薄壁管状壳体和末端构件为形式的熔封容器中。该燃料棒还包含管线形式的间隔元件，该间隔元件沿着该壳体的外表面成宽节距螺旋形缠绕，并且该间隔元件在该燃料棒末端被固定在壳体或末端构件上。该间隔元件被构造成呈平行燃料棒束的形式的燃料组件，这些燃料棒跨过该燃料组件的横截面而被规则地间隔开。燃料棒和燃料组件的这种构造在钠冷却的BN型快中子反应堆中已被成功采用。在BN型反应堆中，燃料棒壳体的外直径在5.9mm到7.5mm的范围内变化，壁厚度约为0.3mm，而被用于制造间隔元件的管线的直径约为1mm，该间隔元件限定了三角阵列的燃料组件中的相邻燃料棒的壳体之间的最小距离。然而，这种燃料棒构造在被用在使用铀-钚氮化物的被设计的铅冷却快中子反应堆的燃料组件中时具有缺点。出现这些缺点是因为，为了提供这种反应堆堆芯的最佳特性，燃料棒壳体和燃料棒芯块(pellet)的直径，以及会相邻燃料棒壳体之间的距离，具有更高的值。例如，用于已研制出的BP-1200型反应堆的壳体的外直径可以大于10mm，而在燃料组件中的相邻燃料棒之间的距离可以大于3mm。在这种情况下，在使用用于BP型反应堆的已知的燃料棒构造时，直径约3mm的不锈钢线围绕薄壁管缠绕。这种燃料棒构造显著地增大了用于燃料组件的金属消耗，因而造成了反应堆堆芯的中子和物理特性的恶化。此外，绕着薄壁壳体的表面以特定张力缠绕的沉重的管线可以造成燃料棒几何形状的显著形变，例如，燃料棒可被扭曲。这种燃料棒构造的另一缺点在于，在其横截面平面上，间隔元件是刚性的。这也是间隔元件的形变无法补偿在堆芯中的燃料辐照期间燃料的膨胀和燃料棒壳体直径的增大的原因。这也造成了燃料棒的薄壁壳体中的进一步的形变和张力，加速了点状腐蚀的过程，并增加了在壳体接触间隔元件的区域内壳体破裂的可能性。

[0003] 已知一种用于构成使用液态金属冷却剂的快中子反应堆燃料组件的燃料棒，该燃料棒包含核燃料，该核燃料被设置在以薄壁钢制壳体和末端构件(1P8646791)形式的熔封容器中。该燃料棒还包括间隔元件，该间隔元件的形式为围绕该壳体外表面成螺旋形缠绕的管线，并且该间隔元件被固定至该燃料棒的末端构件。该间隔元件的管线沿着该燃料棒延伸并具有变化的直径-在该燃料棒的底部和上部管线直径为1.4毫米，而在该燃料棒的中央部分管线直径略小。这种燃料棒构造减小了其在燃料棒中央部分的壳体上的机械冲击，该壳体在燃料辐射期间承受了由照射诱发的剧烈膨胀。然而，这种构造具有与上述类似解决方案相同的缺点，该缺点大大限制了其在使用铅冷却剂的快中子反应堆堆芯中的应用。此外，燃料棒的已知构造在燃料刚刚烧尽时减小了燃料组件中央部分的横向刚度，从而导致燃料棒壳体变形。

[0004] 已知一种用于构成使用液态金属冷却剂的快中子反应堆燃料组件的燃料棒，该燃料棒包含核燃料，该核燃料被设置在以带有末端构件和间隔元件的薄壁钢制壳体为形式的熔封容器中，该间隔元件被布置在该壳体的外表面，并且被固定在该燃料棒末端(OB1459562)。该间隔元件为围绕壳体外表面成宽节距螺旋形缠绕的弹簧形式的螺旋管线。这种构造有助于以相对低的用于该元件的金属消耗保持该燃料组件的相邻燃料棒之间的所需距离。然而，带有这种构造的燃料棒中的间距元件由相对较细的管线制成，该管线的长度比该燃料棒的长度大数倍。这也是当反应堆堆芯中的液态金属冷却剂被加热到工作温度时，管线的总长度大幅增加并造成该螺旋几何外形的局部变形和相对于该燃料棒壳体表面的弹簧匝的位移的原因。这增加了在可移动的弹簧匝和待制成的燃料棒壳体之间的接触点上形成多个摩擦磨蚀的焦点的风险。

[0005] 已知一种用于构成使用液态金属冷却剂的快中子反应堆燃料组件的燃料棒，该燃料棒包含核燃料，该核燃料被设置在以薄壁钢制壳体和末端构件为形式的熔封容器中。该间隔元件围绕该壳体表面成宽节距螺旋形缠绕，并且该间隔元件被固定在该燃料棒的末端构件(OB1450878)。该间隔元件被制成为由若干根(三种或三种以上)管线构成的缆线的形式。由于这种构造，沿着根据其所需属性组合而被提供的若干条管线来布置间隔构件的功能成为了可能。通过选择管线数量和管线直径来设置所需的间隔元件的纵向长度和燃料组件中的燃料棒之间的间隔距离。通过使管线相对于彼此可位移，并且通过能够局部地改变相邻燃料棒壳体之间的接触区域中的缆线的横截面形状，使得在燃料膨胀期间间隔元件有横向可变形性。这种构造的缺点包括其相对高的金属消耗、将多线电缆固定至燃料棒的复杂过程以及铅冷却剂引起的细线缆的腐蚀和破坏的风险的增大。

[0006] 已知一种用于构成使用液态金属冷却剂的快中子反应堆燃料组件的燃料棒，该燃料棒包含核燃料，该核燃料被设置在以薄壁管状壳体和末端组件为形式的熔封容器中。固定在该燃料棒构件上的间隔元件围绕该壳体表面缠绕(1183944468)。该间隔元件被制造为两个互相耦接的构件-薄壁管和布置在管内的加强管线。此外，该末端构件只包含附接在其上的管线，并且在燃料棒的制造阶段该管被挤压在管线和壳体的外表面之间。这种构造允许该间隔元件的属性和功能被分布在其两个组件之间，以此提供了所需的综合属性。所需的该间隔元件的纵向长度通过选择管线直径而被提供。燃料组件中燃料棒之间的所需的间隔通过选择该管的外直径而被提供。燃料膨胀期间的该间隔元件的形变和径向补偿通过小管壁厚度的方式被提供。这种构造的缺点包括构造的复杂性、相对高的金属消耗以及在该管线和该管之间的窄隙中积累来自冷却剂的活性杂质的风险的增大。这相当程度上增大了壳体中局部过热和集中在壳体、管线和管之间的接触点中的铅冷却剂中的腐蚀的风险。

发明内容

[0007] 本发明的目标是提高燃料棒和燃料组件的工作可靠性，以及提升快中子反应堆堆芯的中子参数和物理参数。这个目标根据本发明的技术效果取得，在使用中，作为通过应用间隔元件减小燃料棒壳体中的机械应力的结果，这些技术效果在于，减少用于燃料棒的金属消耗，以及在膨胀后保持燃料棒的可操作性。

[0008] 本发明的本质在于一种快中子反应堆的燃料棒(该燃料棒包含核燃料，该核燃料被设置在以末端组件和薄壁管状壳体为形式的熔封容器中，间隔元件围绕该壳体外表面成宽节距螺旋形缠绕，并且该间隔元件在燃料棒末端被固定到该壳体和/或该末端构件上，其中在燃料棒壳体内部可以布置有额外的构件，诸如燃料芯块固定器或由非裂变物质、金属熔化物等制成的插入物)，该燃料棒包括以带有纵向贯穿槽的薄壁管为形式制成的间隔元件，该纵向贯穿槽沿着管的长度延伸，该间隔构件还包括用于在燃料棒上固定间隔元件的末端部分。

[0009] 燃料棒的特定实施方式包括如下参数：

[0010] -沿着该间隔元件管全长度延伸的槽，

[0011] -在该间隔元件管中的槽的宽度在该管外直径的0.1倍至0.3倍的范围内，[0012] -在该间隔元件管中间部分的槽的宽度大于在该间隔元件管边缘(周边)上的槽的宽度，

[0013] -该管壁的厚度在该燃料棒壳体厚度的0.25倍至1倍的范围内，

[0014] -该间隔元件由与该燃料棒壳体相同的钢制成。

[0015] -该间隔元件的末端部分在该壳体的外表面和/或末端构件上通过预先焊接膨胀(prior welding expansion)技术制成。

[0016] -该间隔元件的末端部分被焊接到该燃料棒的壳体上，

[0017] -该间隔元件的末端部分被焊接到该燃料棒的末端构件上，

[0018] -该间隔元件的一个末端部分被焊接到该末端构件上，该间隔元件的第二个末端部分被焊接到该壳体上，

[0019] -该间隔元件管，完全地或部分地，以金属或合金填充，这些金属或合金被用作反应堆堆芯的冷却剂，例如用铅。

[0020] 根据本发明的间隔元件可由不锈钢薄壁管制成，该不锈钢薄壁管的外直径与该间隔元件的直径相等。该管设有纵向切口，这样就制成了具有所需宽度的槽，并制成了用于与该壳体和/或与燃料棒末端构件焊接的末端构件。这种间隔元件的制造方法具有如下特征：

[0021] -一种被用在燃料棒壳体的制造中的由不锈钢制成的薄壁管，

[0022] -用于焊接的壳体元件的周边部分以圆柱表面工件(pieces)的形式制成，该圆柱表面的工作直径与该壳体和/或该末端构件的外直径相等，

[0023] -在薄壁管中的纵向贯穿切口成型之前，该管已被以冷却剂材料预填充，例如通过用铅熔化物浇注。

[0024] 根据本发明的燃料棒的间隔元件也可以由不锈钢薄带制成。这种间隔元件制造方法的实施方式具有如下特征：

[0025] -该间隔元件管由带(tape)通过已知方法使用具有等于间隔元件管的外直径的工作直径的模具或辊子或量规制成，

[0026] -用于焊接间隔元件的末端构件通过以已知方法、通过以工作直径与壳体和/或末端组件的外直径相等的模具或辊子或量规加工工件的周边部分制成，

[0027] -该间隔元件管通过使用以管线为形式的中心棒来制成，该中心棒的直径与该管的内直径相等，

[0028] -该间隔元件的中间部分通过使用以铅管线为形式的中心棒来制成，该中心棒的直径与该管内侧的直径相等；

[0029] -该管中的槽的宽度在制成该间隔元件的阶段被校准，

[0030] -该带由用于该燃料棒的壳体的钢制造，

[0031] -该带由燃料棒的壳体通过将其切割成固定长度和宽度的纵向段，并且通过对其进一步加工来制成，例如延展。附图说明

[0032] 本发明通过从图1到6中示出的图示而被说明，其中一些燃料棒，间隔元件和方法的实施方式被详细示出。

[0033] 图1示出了具有间隔元件的燃料棒的横截面图，该间隔元件为具有纵向槽的薄壁管的形式。

[0034] 图2示出了具有间隔元件的燃料棒的横截面图，该间隔构件为具有纵向槽的薄壁管的形式，其中该管被完全地或部分地以冷却剂材料填充，例如铅。

[0035] 图3示出了具有焊接到壳体上的间隔元件的燃料棒的端截面图。

[0036] 图4示出了切割出纵向段以用于根据本方法的第二种实施方式由用于燃料棒的壳体的管制成间隔元件的方案。

[0037] 图5示出了根据本方法的第二种实施方式制成间隔元件的方案：a)无插入物，c)具有以铅管线为形式的插入物。

[0038] 图6示出了间隔元件的整体视图。

具体实施方式

[0039] 根据本发明的实施方式(如图1、图2和图3所示)的燃料棒(1)包含薄壁壳体(2)，该壳体具有以末端构件(3)密封的末端。间隔元件(4)，该间隔元件包含具有纵向槽(6)、末端部分(7)和过渡部分(8)的管(5)，该管围绕壳体(2)的外表面成宽节距螺旋形缠绕。末端部分(7)的边缘(9)被焊接到壳体(2)上。核燃料(10)以及，如果必要的话，其他构件和材料，诸如燃料固定器、非裂变材料、金属熔化物等(未示出)，被布置于壳体(2)内部。该管(5)内部可以包含冷却剂材料(11)，例如在其制造期间以管线形式在该间隔元件的组成(composition)内被加入的铅。

[0040] 作为设有具有宽度为管(5)的外直径的0.1到0.3倍的槽(6)的管(5)的压缩和形变的结果，燃料棒(1)的构造补偿了反应堆堆芯中的辐照诱发的壳体膨胀。槽的宽度之内的管(5)的横向形变并不在壳体(2)中引起任何接触应力的相当的增大，这样，就使得壳体在高燃尽温度下更为可靠。此外，这种具有所述宽度的纵向槽(6)的燃料棒(1)的构造在反应堆堆芯中允许冷却剂在纵向和横向两个方向上在管(5)中进出。这减少了集中在壳体(2)中的过热和磨蚀，并降低了积累来自冷却剂的活性杂质以形成的局部区域的风险。鉴于在燃料棒的高度上存在不均匀的燃尽和壳体(2)的膨胀，槽(6)的宽度可以是不等的，并且在管(5)的中间部分，槽的宽度可以比在边缘(周边)部分更大。这种构造有助于优化燃料组件的几何稳定性和刚度。

[0041] 为了提供间隔元件(4)的刚度的优化组合并减小由横向形变引起的压力，管(5)壁和间隔元件的末端部分(7)的厚度在燃料棒壳体(2)厚度的从0.25倍到1倍的范围内选择。间隔元件(4)的壁的所述厚度和与燃料棒壳体(2)相同的钢的使用有助于创造尽可能最好的条件以在末端部分(7)与壳体(2)和/或末端构件(3)之间实现牢固又可靠的焊接节点。得益于这种燃料棒的构造，可以得到结构元件的多种类型的焊接节点，诸如末端部分(7)可被焊接到壳体(2)或末端构件(3)上，或者，一个末端部分(7)可被焊接到末端构件(3)上而另一个末端部分可被焊接到壳体(2)中。槽(6)的宽度可通过在管(5)内部折叠边缘(16)而不止由宽度所限定。这种折叠在燃料棒的制造期间增大了间隔元件(4)形状的稳定性。

[0042] 燃料棒(1)可以用具有完全地或部分地以例如铅的冷却剂材料(11)填充的管(5)的间隔元件(4)来制造。在构建快中子反应堆堆芯期间，这种构造为燃料棒和由这种燃料棒所制成的燃料组件提供了改进的结构强度和刚度。在反应堆启动并将热的冷却剂供应到其堆芯中时，管(5)中的铅(11)被熔化并被输送到冷却剂的组成中。

[0043] 根据本发明的用于燃料棒的间隔元件的构造和该间隔元件的制造方法由图4、图5和图6说明。

[0044] 图4示出了毛坯(12)的总图，该毛坯在被围绕壳体(2)的外表面成宽节距螺旋形缠绕并在被固定在壳体上之后，生成了燃料棒的间隔元件(4)。毛坯以薄壁管(5)和末端部分(7)为形式被制造，该末端部分的形式为具有用于与壳体(2)或末端构件(3)焊接的内直径的圆柱形壳体的分段。管(5)和末端部分(7)通过过渡部分(13)互相连接，该过渡部分的形状为将末端部分(7)和壳体(2)或末端构件(3)焊接到一起提供了耦接。末端部分(7)可包括技术段(technological sections)(未示出)，该技术段特别地用于将该毛坯围绕燃料棒壳体缠绕,并在间隔元件(4)被固定后被除去。毛坯构件的尺寸比例和用于制造这些构件的材料的特性基于根据本发明的燃料棒的构造中的间隔元件(4)而在上方被给出。

[0045] 管(5)可以被完全地或部分地以例如铅的冷却剂材料(11)填充，以在制造燃料棒和围绕壳体(2)缠绕毛坯(12)时固定管(5)的形状和尺寸。

[0046] 根据间隔元件的制造方法的第一种实施方式，毛坯(12)由薄壁管制成，该薄壁管的壳体设有生成有预定宽度的纵向槽(6)的贯穿切口。槽(6)的宽度可以通过向管(5)内部折叠边缘(16)而不止由宽度所限定。这种折叠在燃料棒的制造期间增大了间隔元件(4)形状的稳定性。

[0047] 薄壁管的外直径与间隔元件的管(5)的直径相等。然后，用于间隔元件(4)的焊接的末端部分(7)被制成圆柱形表面的分段，该圆柱形表面分段具有与壳体和/或末端构件的外直径相等的直径。该薄壁管由用于制造燃料棒的壳体的不锈钢制成。为了改进间隔元件(4)的几何稳定性，在薄壁管中的纵向贯穿切口成型之前，该管以冷却剂材料被预填充，例如，通过用铅熔化物浇注。在制成燃料棒的间隔元件(4)时，毛坯(12)的长度基于围绕壳体(2)的毛坯(12)的预定的绕线节距，以及燃料棒的壳体(2)的长度和直径而被限定。

[0048] 根据本方法第二种实施方式，间隔元件由薄不锈钢带制成。最合适的解决方案为用制造燃料棒的壳体的钢制造该钢带。这种钢在例如铅的金属冷却剂中具有高度的抗腐蚀性。该钢带可以通过根据用于制造燃料棒壳体的技术制造的管而获得。为此，例如，管(15)可被切割成具有固定长度和宽度的纵向工件(14)，并且分段可以进一步被加工(例如增大厚度)，这样它们就可以被延展。

[0049] 管(15)或者与用于燃料棒壳体的管相同，或者为用于壳体的管，经过一些额外的加工(例如减少厚度)而被制成的管。该方法包括所制成工件(14)的成型(盘卷，rolling up)，该工件的形式为具有纵向贯穿槽(6)的管(5)，该纵向贯穿槽具有预定的宽度，并具有用于与燃料棒壳体(2)或末端构件(3)焊接的末端部分(7)。在制成燃料棒的间隔元件(4)时，毛坯(12)的长度基于围绕壳体(2)的毛坯(12)的预定的绕线节距，以及燃料棒壳体(2)的长度和直径而被限定。如果在间隔元件(4)成型之前纵向工件(12)已被延展，则该工件的初始长度和宽度基于延展完成后其尺寸的增长而被选择。

[0050] 管(5)可以通过任何已知的方法制成，诸如通过外部的量规以拉伸而盘卷该工件(14)，或通过用成型辊压制(盘卷)该工件。成型装置的工作直径被选为与该管(5)的外直径相等。槽(6)的宽度通过根据管(5)的直径计算工件(14)的弧长而被制成。槽(6)的宽度可通过在槽(6)的一个或两个边缘上的成型折叠(16)而被准确地校准。管(4)的圆周上的多余部分可在毛坯(12)制成时，在槽(6)的校准期间被除去。用于焊接的毛坯周边部分(7)可通过使用具有与壳体(2)的外直径相等的，或对应于末端构件(3)的几何参数的工作直径的芯轴而制成。为了准确地固定毛坯(12)元件的几何形状和尺寸，通过使用具有与管(5)的内直径相等的直径的，以管线(11)为形式的中心棒，制成该毛坯的管状部分。根据毛坯的制作的一种可行的实施方式，具有与管(5)内直径相等的直径的铅的管线(11)被应用。因此，在毛坯(12)成型完成时从管(5)除去管线，以及通过围绕壳体(2)缠绕管线而在间隔元件(4)的成型中、和燃料棒之后的制作中以此组成为形式，以使用毛坯是没有必要的。这种技术解决方案可以使燃料棒的几何形状和尺寸更为稳定，并在燃料组件内部将这些燃料棒更规则地彼此间隔及布置。

[0051] 根据间隔元件的制造方法的第一种和第二种实施方式，在使用拉伸模或芯轴成型毛坯(12)期间，管(5)中的槽(6)的宽度需要被校准。根据本方法的具体实施方式之一，这种校准包括在毛坯(12)的中间部分形成更大宽度的槽(6)，以将燃料棒在高度上的由不均匀的辐照所引起的燃料膨胀考虑进去。

[0052] 用于根据本发明的燃料棒的间隔元件的制造的示例被进一步示出。

[0053] 实例1.根据本方法的第一种实施方式，制造了具有管(5)的等于4mm的外直径的间隔元件(4)，该间隔元件用于具有12mm的壳体外直径以及0.5mm的厚度的燃料棒。壳体(2)由在铅冷却剂中具有高度抗腐蚀性的钢制成。为了制造毛坯(12)，具有4mm的外直径和0.3mm的壁厚度(即等于燃料棒壳体厚度的0.6倍)的不锈钢薄壁管通过任何已知的方法被制成。该薄壁管的长度基于燃料棒的壳体(2)的长度和直径，以及围绕燃料棒(1)壳体的间隔元件(4)的预定的绕线节距而被限定。具有1mm宽度(例如薄壁管外直径的0.25倍)的纵向贯穿切口沿着整个薄壁管被制成，从而间隔元件(4)的具有槽(6)的管状部分(5)也得以制成。之后，通过延伸薄壁管，末端部分(7)得以生成，该末端部分为具有与壳体(2)相等的，即12mm的半径，以圆柱形表面的分段为形式，而被用于与壳体(2)或燃料棒的末端构件(3)的焊接。

[0054] 实例2.用于燃料棒的间隔元件(4)以实例1中示出的尺寸被制作。为了制作毛坯(12)，具有4mm的外直径和0.3mm的壁厚度(即等于燃料棒壳体厚度的0.6倍)的具有实例1中示出的尺寸的不锈钢薄壁管被制成。具有0.4mm宽度的纵向贯穿切口沿着整个薄壁管被制成。然后，通过校准，制成1.2mm的槽(6)的最终宽度，即薄壁管的外径的0.3倍。在校准期间，槽的一个或两个纵向边缘折叠在管(5)内部以制成总高度为0.7mm(1.2-0.4)的折叠(16)。之后，通过延伸薄壁管，末端部分(7)得以成型，该末端部分为具有与壳体(2)相等的，即
12mm的半径，以圆柱形表面的分段为形式，而被用于与壳体(2)或燃料棒的末端构件(3)的焊接。

[0055] 实例3.具有12mm的壳体外直径和0.5mm厚度的燃料棒元件(12)被制造，其中管(5)的外直径等于4mm。该壳体由在铅冷却剂环境中具有高抗腐蚀性的钢制成。为了制造元件(12)，使用管(15)，该管的直径、壁厚度和材料与用于制造燃料壳体的管相同，即，具有12mm外直径和0.5mm厚度的壳体。用于分段(14)和毛坯(12)的管(15)的长度基于围绕燃料棒(1)的壳体的预定的间隔元件(4)的绕线节距，以及燃料棒壳体(2)的长度和直径而被限定。

[0056] 具有37.68mm周长的管(15)被切割为三个相等的纵向分段(14)，这些纵向分段的弧长为12.56mm(37.68:3)减去切割轮的厚度。当该切割工具厚度为0.56mm时，我们得到3个具有12mm弧长的分段(14)。这些分段(14)被用于制成毛坯(12)，管(5)的外直径等于4mm，槽(6)的宽度为管(5)的外直径的0.25倍，即1mm。在当前情况下为0.44mm的管(5)的周长的多余部分，可通过在槽(6)的一个或两个边缘上朝向管(5)内部制成折叠(16)而被补偿。管(5)的周长的多余部分被定义为分段(14)的总弧长12mm，与槽(6)的1mm宽度的和，减去管(5)的周长12.56mm(即12+1-12.56＝0.44)。

[0057] 根据进一步地实施方式，管(5)的周长的多余部分可以在毛坯(12)成型时，槽(6)的校准期间被去除。用于与壳体(2)焊接的末端部分(7)以圆柱形表面的分段为形式而成型，该圆柱形表面的半径等于该壳体(2)的半径，即12mm。

[0058] 实例4.用于具有如实例1中所说明的尺寸的燃料棒的(具有12mm的壳体外直径，0.5mm的厚度，其中管(5)的外直径等于4mm)的元件(12)被制成。为了制成毛坯(12)，使用管(15)，该管的直径、壁厚度和材料与被用于制造燃料壳体的管相同。如在实例1中，三个具有
12mm的弧长的分段被制成。这些分段(14)被用于制成毛坯(12)，管(5)的外直径等于4mm，而槽(6)的宽度等于管(5)外直径的0.25倍，即1mm。管(5)用具有3mm直径的铅管线(11)而被制造，该铅管线事先沿着管(5)的长度方向被置于毛坯(12)的中心。

[0059] 实例5.用于具有如实例1中所说明的尺寸的燃料棒的(具有12mm的壳体外直径，0.5mm的厚度，其中管(5)的外直径等于4mm)的元件(12)被制成。为了制成毛坯(12)，使用管(15)，该管的壁厚为燃料棒壳体厚度的0.6倍，即0.3mm。管(15)作为被用于制造燃料棒壳体的管的进一步热处理和机械处理的产物而被制成。用于分段(14)和毛坯(12)的管(15)的长度基于围绕燃料棒(1)的壳体的预定的间隔元件(4)的绕线节距，以及燃料棒壳体(2)的长度和直径而被限定。

[0060] 管(15)被切割为具有12mm弧长的纵向分段(14)。这些分段(14)被用于制造毛坯(12)，管(5)的外直径等于4mm，而槽(6)的宽度等于管(5)的外直径的0.25倍。毛坯(12)如在实例1中的那样被制成。如果毛坯(12)如在实例中的那样被制成，则铅管线(11)的直径为3.4mm。

[0061] 实例6.根据本方法的第二种实施方式，制造了用于燃料棒的间隔元件(4)的毛坯(12)，该燃料棒具有如在实例1中说明的尺寸(具有12mm的外直径，0.5mm的厚度，其中管(5)的外直径等于4mm)。为了制造元件(12)，具有4mm外直径和0.3mm(即等于燃料棒壳体厚度的0.6倍)壁厚度的不锈钢薄壁管通过任何已知的方法被制成。具有1mm宽度(即薄壁管外直径的0.25倍)的纵向贯穿切口被沿着整个薄壁管制成，从而间隔元件(4)的具有槽(6)的管状部分(4)也被制成。之后，通过延伸薄壁管，末端部分(7)得以被生成，该末端部分为具有与壳体(2)的半径相等的，即12mm的半径，以圆柱形表面的分段为形式，而被用于与壳体(2)或燃料棒的末端构件(3)的焊接。

[0062] 实例7.燃料棒元件(12)以12mm的壳体外直径和0.5mm的壳体厚度被制成，其中管(5)的外直径等于4mm。该壳体由在铅冷却剂环境中具有高度抗腐蚀性的钢制成。为了制造元件(12)，使用由用于燃料棒壳体的材料制成的钢带。该钢带宽度为12mm，厚度为0.15mm(即壳体厚度的0.3倍)。之后，元件(12)根据实例3中所说明的模式而被制成。

[0063] 实例8.根据本方法的第一种实施方式，制造了具有外直径等于4mm的管(5)的间隔元件(12)，该间隔元件被用于具有12mm壳体外直径和0.5mm厚度的燃料棒。该壳体(2)由在铅冷却剂环境中具有高度抗腐蚀性的钢制成。为了制造元件(12)，具有4mm外直径和0.3mm(即等于燃料棒壳体厚度的0.6倍)壁厚度的不锈钢薄壁管通过任何已知的方法被制成。该薄壁管的长度基于围绕燃料棒(1)的壳体的预定的间隔元件(4)的绕线节距，以及燃料棒壳体(2)的长度和直径而被限定。该薄壁管由来自核反应堆堆芯的例如铅熔化物的冷却剂熔化物来填充。在冷却该管后，具有1mm宽度(即薄壁管外直径的0.25倍)的纵向贯穿切口沿着整个薄壁管被制成，从而间隔元件(4)的具有槽(6)的管状部分(4)也被制成。之后，通过延伸薄壁管，末端部分(7)得以生成，该末端部分为具有与壳体(2)半径相等的，半即12mm的半径，以圆柱形表面的分段为形式，而被用于与壳体(2)或燃料棒的末端构件(3)的焊接。

[0064] 本发明性的构造允许通过以薄壁管形式制造的间隔元件相当地减少燃料棒的金属消耗。在管的间隔元件中制造的纵向贯穿槽允许在反应堆堆芯中的燃料燃尽时改进该间隔元件的横向的可形变性，并减少出现在燃料棒壳体中的局部应力。

[0065] 所述技术为提高燃料棒和燃料组件的工作可靠性，以及提升快中子反应堆堆芯的中子参数和物理参数提供了帮助。该技术解决方案允许减小间隔元件的纵向刚度。这使得在燃料棒无明显几何形变的前提下围绕薄壁壳体表面，以所需的张力缠绕间隔元件的毛坯成为了可能。

[0066] 此外，这种发明性的构造在该间隔元件和该壳体之间提供了高可靠性的焊接节点，这种焊接节点由于被焊接的分段的统一的成分、结构和几何形状而得以实现。所述技术解决方案的特征允许在用于例如具有铅冷却剂的快中子反应堆的燃料棒和燃料组件的制造中具有该解决方案实际应用的可能性。

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