同心套管型元件

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同心套管型元件是一種典型的研究試驗(yàn)堆燃料元件，采用同心套管式結(jié)構(gòu)，一般是由不同直徑的燃料管套在一起，與不含燃料的內(nèi)套管、外套管、定位齒塊、上（下）接頭及吊裝頭等構(gòu)件組裝而成。元件管的層數(shù)依設(shè)計(jì)要求而不同，管與管之間的間隙是冷卻水的流道。元件管的外壁沿母線方向均布三條筋，即可作為元件管的加強(qiáng)筋，同時(shí)也是管與管之間的間隔支撐。芯體材料可以是鈾鋁合金，也可以是氧化鈾和鋁的彌散體。包殼材料為鋁合金。

研究試驗(yàn)堆燃料元件按照燃料元件本身不同的結(jié)構(gòu)和幾何形狀可分為板狀元件、同心套管狀元件、棒狀元件和球形元件等幾類。同心套管狀元件是一種典型的研究試驗(yàn)堆燃料元件。由于研究試驗(yàn)堆需要提供高中子通量，而不需要產(chǎn)生高的冷卻劑溫度，對(duì)于高比功率和表面熱流密度的燃料元件來(lái)說(shuō)，具有較大的表面積/體積比的片層狀組件極為適宜。套管式燃料組件是片層型燃料組件的變型，由多層管狀元件套裝構(gòu)成。管狀元件的管壁為三層，中間一層是燃料芯體，兩側(cè)是包殼，稱為內(nèi)包殼和外包殼。同心套管型元件其結(jié)構(gòu)由燃料管和不含燃料芯體的內(nèi)外套管套裝在一起，再與各種結(jié)構(gòu)件組裝結(jié)合構(gòu)成。燃料管外表面有凸起的筋條，筋條沿管壁母線方向延伸，在管壁圓周方向等距離分布，用于增強(qiáng)燃料管的剛度，并形成管與管之間的冷卻水流道——水隙。筋與外包殼為一體，可以在燃料管成形過(guò)程中一體生成，也可以在成形管上焊接筋或?qū)讐K燃料板圍成管焊接形成筋。

帶筋燃料管的制造是同心套管型元件制造中的關(guān)鍵核心技術(shù)，其中異形模共擠壓成形制備帶筋燃料管技術(shù)難度較高，工藝最為先進(jìn)。其主要工藝流程如圖。包括芯體材料的制備、芯坯制備、復(fù)合坯制備、共擠壓、拉拔矯直、無(wú)損檢測(cè)、機(jī)械加工和表面處理等主要工序。