[发明专利]燃料组件

权利要求书

1.一种在核反应堆的燃料组件中使用的轴向伸长的燃料元件，所述燃料元件包括：

包括可裂变材料的内核；和

围绕内核的包壳，

其中，所述燃料元件的轴向长度与所述燃料元件的外接直径之间的比率为至少20∶1，并且

其中，所述燃料元件的轴向中心线偏离所述燃料元件的轴向质心。

2.如权利要求1所述的燃料元件，其中，所述燃料元件具有形成螺旋肋的多叶形轮廓，其中所述螺旋肋包括可裂变材料。

3.如权利要求2所述的燃料组件，其中，多叶形轮廓包括在相邻的突叶之间的凹入区域。

4.如权利要求1所述的燃料元件，其中，所述包壳的至少一个圆周侧部相对于所述包壳的至少一个其它圆周侧部侧向地减小。

5.如权利要求1所述的燃料元件，其中，所述内核的轴向质心设置在所述轴向中心线处，并且其中，所述包壳的轴向质心偏离所述轴向中心线。

6.一种在核能反应堆的堆芯中使用的燃料组件，所述燃料组件包括：

框架，所述框架包括下接管，所述下接管被成形并构造成安装至核反应堆内部堆芯结构；和

由所述框架支撑的多个伸长的、挤出的燃料元件，所述多个燃料元件中的每个燃料元件包括：

燃料内核，所述燃料内核包括设置在金属非燃料材料基体中的燃料材料，所述燃料材料包括裂变材料；和

围绕所述燃料内核的包壳，

其中，所述燃料元件中的每个燃料元件具有形成螺旋肋的多叶形轮廓，所述多个燃料元件提供了所述燃料组件的全部裂变材料，

其中，所述多个燃料元件中的每个燃料元件均设置在由所述框架限定的格栅图案的不同格栅位置中，使得所述多个燃料元件中的子集沿着格栅图案的外周设置，

其中，在沿着格栅图案的外周设置的燃料元件中的至少一些燃料元件上的包壳的至少一个外侧部侧向地缩短。

7.如权利要求6所述的燃料组件，其中：

所述框架包括围板，使得所述多个燃料元件全部设置在所述围板内部，并且

所述包壳的侧向地缩短的外侧部接触所述围板。

8.如权利要求6所述的燃料组件，其中，在垂直于所述燃料元件的轴向方向的所述燃料组件的横截面上，在沿着格栅图案的外周设置的所述燃料元件中的所述至少一些燃料元件的每个燃料内核的面积小于所述多个燃料元件中的其余燃料元件的燃料内核中的至少一个燃料内核的面积。

9.如权利要求6所述的燃料组件，其中：

所述多个燃料元件中的每个燃料元件通过共同的中心线至中心线距离与相邻的燃料元件分开，并且

其中，所述多个燃料元件中的每个燃料元件的外接直径等于该中心线至中心线距离。

10.如权利要求6所述的燃料组件，其中，所述燃料材料包括设置在金属非燃料材料基体中的陶瓷燃料材料。

11.如权利要求6所述的燃料组件，其中，对于所述多个燃料元件中的每个燃料元件，所述包壳在整个燃料元件上的厚度为至少0.4毫米。

12.如权利要求6所述的燃料组件，其中：

所述燃料组件在热动力学上被设计成以及在实体上被成形为用于在具有2013年之前已实际使用的反应堆设计的常规核电站的常规陆基核能反应堆中操作；并且

所述框架被成形并构造成装配到陆基核能反应堆中代替用于所述陆基核能反应堆的常规氧化铀燃料组件。

13.如权利要求6所述的燃料组件，其中，所述多个燃料元件中的相邻的燃料元件的螺旋肋在燃料元件的轴向长度上周期性地彼此接触，这样的接触有助于保持所述燃料元件相互之间的间隔。

14.如权利要求6所述的燃料组件，其中，所述燃料组件的支撑所述伸长的燃料元件的该子集的部分与所述燃料组件的支撑所述多个燃料元件的其余燃料元件的部分是不可分离的。

15.如权利要求6所述的燃料组件，其中：

格栅图案限定了17×17的格栅位置图案；并且

引导管占据下列行、列位置处的格栅位置：3,6；3,9；3,12；4,4；4,14；6,3；6,15；9,3；9,15；12,3；12,15；14,4；14,14；15,6；15,9；和15,12。