[发明专利]螺旋多叶型核燃料元件的制造方法

权利要求书

1.一种螺旋多叶型核燃料元件的制造方法，用于借助旋轧装置制造螺旋多叶型核燃料元件，其特征在于，

所述旋轧装置包括：多个刀模具，所述刀模具具有沿自身周向间隔设置有多个旋轧肋，所述旋轧肋围绕所述刀模具的轴线沿螺旋方向延伸；

所述螺旋多叶型核燃料元件的制造方法包括以下步骤：

将核材料颗粒与金属基体粉末混合；

将所述核材料颗粒与所述金属基体粉末的混合物制成燃料芯坯；

在所述燃料芯坯的轴向两端分别设置端塞，并将所述燃料芯坯和所述端塞共同置于包壳管中；

采用共挤出成型的工艺将所述燃料芯坯、所述端塞以及所述包壳管共同制成燃料棒，以致所述包壳管的表面与所述端塞的表面的结合处形成冶金结合，所述包壳管的表面与所述燃料芯坯的表面的结合处形成冶金结合；

将旋轧装置的多个刀模具沿所述燃料棒的周向均匀间隔布置在所述燃料棒的周围；

调整所述刀模具的旋轧角，其中，所述旋轧角定义为所述刀模具的轴线方向与所述燃料棒的轴线方向的夹角；

使多个所述刀模具分别绕自身轴线转动，以致多个所述刀模具的旋轧肋分别对所述燃料棒进行旋轧。

2.根据权利要求1所述的螺旋多叶型核燃料元件的制造方法，其特征在于，所述在所述燃料芯坯的轴向两端分别设置端塞，并将所述燃料芯坯和所述端塞共同置于包壳管中的步骤中，所述包壳管的内周面包覆所述燃料芯坯的外周面。

3.根据权利要求2所述的螺旋多叶型核燃料元件的制造方法，其特征在于，所述将所述核材料颗粒与所述金属基体粉末的混合物制成燃料芯坯的步骤具体为：将所述核材料颗粒与所述金属基体粉末的混合物制成均一的实心圆柱状的燃料芯坯。

4.根据权利要求2所述的螺旋多叶型核燃料元件的制造方法，其特征在于，

所述将所述核材料颗粒与所述金属基体粉末的混合物制成燃料芯坯的步骤具体为：将置换器置于所述核材料颗粒与所述金属基体粉末的混合物中，并将所述混合物制成燃料芯坯，以致所述燃料芯坯被制成后，所述置换器沿所述燃料芯坯的轴向贯穿所述燃料芯坯；

所述在所述燃料芯坯的轴向两端分别设置端塞，并将所述燃料芯坯与所述端塞共同置于包壳管中的步骤包括：将所述置换器的两端分别穿过两个端塞的内孔，以致所述两个端塞分别设置在所述燃料芯坯的两端。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的螺旋多叶型核燃料元件的制造方法，其特征在于，所述在所述燃料芯坯的轴向两端分别设置端塞，并将所述燃料芯坯和所述端塞共同置于包壳管中的步骤包括：在所述燃料芯坯的轴向两端分别焊接端塞之后，再将所述燃料芯坯和所述端塞共同置于包壳管中。

6.根据权利要求1所述的螺旋多叶型核燃料元件的制造方法，其特征在于，

所述将所述核材料颗粒与所述金属基体粉末的混合物制成燃料芯坯的步骤具体为：将所述核材料颗粒与所述金属基体粉末的混合物制成圆管状的燃料芯坯，以致所述燃料芯坯中形成沿轴向设置的通孔；

所述在所述燃料芯坯的轴向两端分别设置端塞，并将所述燃料芯坯和所述端塞共同置于包壳管中的步骤包括：在所述燃料芯坯的轴向两端分别设置具有内孔的端塞；将所述燃料芯坯和所述具有内孔的端塞共同置于所述包壳管的内包壳和外包壳之间，以致所述内包壳覆盖所述通孔的孔壁和所述端塞的内孔的孔壁，所述外包壳包覆所述燃料芯坯的外周面和所述端塞的外周面；

所述采用共挤出成型的工艺将所述燃料芯坯、所述端塞以及所述包壳管共同制成燃料棒，以致所述包壳管的表面与所述端塞的表面的结合处形成冶金结合，所述包壳管的表面与所述燃料芯坯的表面的结合处形成冶金结合的步骤包括：所述内包壳的外周面与所述通孔的孔壁的结合处形成冶金结合，所述内包壳的外周面与所述端塞的内孔的孔壁的结合处形成冶金结合，所述外包壳的内周面与所述燃料芯坯的外周面的结合处形成冶金结合，所述外包壳的内周面与端塞的外周面的结合处形成冶金结合。