[發(fā)明專利]一種液態(tài)金屬冷卻反應(yīng)堆金屬燃料元件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211239264.3
• 申請日: 2022-10-11
• 公開（公告）號: CN115938615A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭子萱;呂亮亮;周毅;余紅星;嚴(yán)明宇;張坤;惠永博;李垣明;邱璽;王鵬;劉松濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國核動力研究設(shè)計院
• 主分類號: G21C3/322
• 分類號: G21C3/322;G21C3/324;G21C15/247
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 馬碧娜

1.一種液態(tài)金屬冷卻反應(yīng)堆金屬燃料元件，包括：金屬燃料芯體、包殼管、上端塞和下端塞；所述包殼管的兩端分別與上端塞和下端塞連接；其特征在于，金屬燃料元件還包括：

隔離層，設(shè)于金屬燃料芯體與包殼管之間；

空腔，設(shè)于金屬燃料芯體一端或兩端的包殼管內(nèi)；

螺旋件，設(shè)于包殼管外側(cè)；以及

保護(hù)層，設(shè)于包殼管和螺旋件外表面；

所述金屬燃料芯體為環(huán)形金屬燃料芯體；

所述隔離層和包殼管內(nèi)表面緊密貼合；金屬燃料芯體與隔離層之間形成間隙配合或者冶金結(jié)合；

包殼管內(nèi)充有氦氣。

2.如權(quán)利要求1所述液態(tài)金屬冷卻反應(yīng)堆金屬燃料元件，其特征在于，環(huán)形金屬燃料芯體為一體式環(huán)形燃料芯體。

3.如權(quán)利要求1所述液態(tài)金屬冷卻反應(yīng)堆金屬燃料元件，其特征在于，環(huán)形金屬燃料芯體為環(huán)形芯塊摞；金屬燃料元件還包括：

空腔彈簧，設(shè)于所述空腔內(nèi)，空腔彈簧的兩端分別用于與環(huán)形芯塊摞的端部和上端塞或下端塞接觸。

4.如權(quán)利要求1所述液態(tài)金屬冷卻反應(yīng)堆金屬燃料元件，其特征在于，環(huán)形金屬燃料芯體為環(huán)形芯塊摞；金屬燃料元件還包括：

空腔彈簧，設(shè)于空腔內(nèi)，一端用于與反射層的一端連接,另一端用于與上端塞或下端塞連接；以及

反射層，設(shè)于空腔內(nèi)，反射層的另一端與環(huán)形芯塊摞的一端連接，與隔離層之間留有徑向間隙。

5.如權(quán)利要求3或4所述液態(tài)金屬冷卻反應(yīng)堆金屬燃料元件，其特征在于，反射層由多個氧化鈹實(shí)心芯塊堆疊而成，空腔彈簧的材質(zhì)為不銹鋼。

6.如權(quán)利要求1所述液態(tài)金屬冷卻反應(yīng)堆金屬燃料元件，其特征在于，隔離層為抗燃料-包殼化學(xué)相互作用隔離層，保護(hù)層為預(yù)生氧化膜、氧化鋁或鐵鉻鋁合金。

7.如權(quán)利要求1所述液態(tài)金屬冷卻反應(yīng)堆金屬燃料元件，其特征在于，金屬燃料芯體的材質(zhì)為金屬燃料或含氫慢化劑的金屬燃料。

8.如權(quán)利要求1所述液態(tài)金屬冷卻反應(yīng)堆金屬燃料元件，其特征在于，所述螺旋件為螺旋繞絲或螺旋肋。

9.如權(quán)利要求7所述液態(tài)金屬冷卻反應(yīng)堆金屬燃料元件，其特征在于，金屬燃料芯體的材質(zhì)為鈾鋯合金、鈾鉬合金、鈾氫化鋯或鈾氫化釔。

10.如權(quán)利要求1所述液態(tài)金屬冷卻反應(yīng)堆金屬燃料元件，其特征在于，所述隔離層的材質(zhì)為鋯或鉻，隔離層的厚度不超過20μm；金屬燃料芯體與包殼管之間的間隙不超過50μm。