[发明专利]具有扭绞结构的螺旋多叶型核燃料元件及其制造方法

权利要求书

1.一种具有扭绞结构的螺旋多叶型核燃料元件的制造方法，用于借助辊压装置制造具有扭绞结构的螺旋多叶型核燃料元件，其特征在于，

所述辊压装置包括：多个辊轮，自所述辊轮的外周面内凹形成有凹槽，所述凹槽的延伸方向围绕所述辊轮的轴线；其中，沿所述辊轮的周向，所述凹槽能够划分为第一槽段和第二槽段，所述第一槽段的延伸方向和所述第二槽段的延伸方向分别倾斜于所述辊轮的轴线方向，所述第一槽段的起始位置与所述第二槽段的起始位置重合，所述第一槽段的末端位置与所述第二槽段的末端位置重合，且所述第一槽段与所述第二槽段呈镜像关系；

所述具有扭绞结构的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；

对所述燃料棒进行辊压；其中，所述对所述燃料棒进行辊压的步骤包括：

将所述辊压装置的多个辊轮沿所述燃料棒的周向均匀间隔布置在所述燃料棒的周围，且所述辊轮的轴线方向垂直于所述燃料棒的轴线方向；

使多个所述辊轮分别绕自身轴线转动，并使所述燃料棒沿自身轴线方向移动的同时绕自身轴线转动，以致多个所述辊轮的外周面和所述凹槽的内壁分别对所述燃料棒进行辊压。

2.根据权利要求1所述的具有扭绞结构的螺旋多叶型核燃料元件的制造方法，其特征在于，所述对所述燃料棒进行辊压的步骤具体为：对所述燃料棒进行多级辊压，随着辊压等级增大，辊压时所采用的所述辊轮的凹槽的宽度依次减小。

3.根据权利要求1所述的具有扭绞结构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。

4.根据权利要求3所述的具有扭绞结构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。

5.根据权利要求3所述的具有扭绞结构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。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的具有扭绞结构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。