[发明专利]一种液态金属冷却反应堆金属燃料元件

权利要求书

1.一种液态金属冷却反应堆金属燃料元件，包括：金属燃料芯体、包壳管、上端塞和下端塞；所述包壳管的两端分别与上端塞和下端塞连接；其特征在于，金属燃料元件还包括：

隔离层，设于金属燃料芯体与包壳管之间；

空腔，设于金属燃料芯体一端或两端的包壳管内；

螺旋件，设于包壳管外侧；以及

保护层，设于包壳管和螺旋件外表面；

所述金属燃料芯体为环形金属燃料芯体；

所述隔离层和包壳管内表面紧密贴合；金属燃料芯体与隔离层之间形成间隙配合或者冶金结合；

包壳管内充有氦气。

2.如权利要求1所述液态金属冷却反应堆金属燃料元件，其特征在于，环形金属燃料芯体为一体式环形燃料芯体。

3.如权利要求1所述液态金属冷却反应堆金属燃料元件，其特征在于，环形金属燃料芯体为环形芯块摞；金属燃料元件还包括：

空腔弹簧，设于所述空腔内，空腔弹簧的两端分别用于与环形芯块摞的端部和上端塞或下端塞接触。

4.如权利要求1所述液态金属冷却反应堆金属燃料元件，其特征在于，环形金属燃料芯体为环形芯块摞；金属燃料元件还包括：

空腔弹簧，设于空腔内，一端用于与反射层的一端连接,另一端用于与上端塞或下端塞连接；以及

反射层，设于空腔内，反射层的另一端与环形芯块摞的一端连接，与隔离层之间留有径向间隙。

5.如权利要求3或4所述液态金属冷却反应堆金属燃料元件，其特征在于，反射层由多个氧化铍实心芯块堆叠而成，空腔弹簧的材质为不锈钢。

6.如权利要求1所述液态金属冷却反应堆金属燃料元件，其特征在于，隔离层为抗燃料-包壳化学相互作用隔离层，保护层为预生氧化膜、氧化铝或铁铬铝合金。

7.如权利要求1所述液态金属冷却反应堆金属燃料元件，其特征在于，金属燃料芯体的材质为金属燃料或含氢慢化剂的金属燃料。

8.如权利要求1所述液态金属冷却反应堆金属燃料元件，其特征在于，所述螺旋件为螺旋绕丝或螺旋肋。

9.如权利要求7所述液态金属冷却反应堆金属燃料元件，其特征在于，金属燃料芯体的材质为铀锆合金、铀钼合金、铀氢化锆或铀氢化钇。

10.如权利要求1所述液态金属冷却反应堆金属燃料元件，其特征在于，所述隔离层的材质为锆或铬，隔离层的厚度不超过20μm；金属燃料芯体与包壳管之间的间隙不超过50μm。