CN101849265B - 用于保持具有高温载热气体的gfr(气体快中子反应堆)型核反应堆的裂变组件的核燃料板的保持装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于保持具有纵向轴线(X)的核燃料板(4)的保持装置，其包括：形成保持装置的下纵向端的底部(6)和形成保持装置的上纵向端的盖子(8)，该底部(6)和盖子(8)彼此刚性地连接；该保持装置还包括多个固定至盖子(8)的用于板(4)的上保持装置(18)，以及多个固定至底部(6)的用于板(4)的下保持装置(16)，该上保持装置和下保持装置确保板(4)的纵向端在板(4)的宽度(R)的方向上的弹性保持并允许所述纵向端在板的厚度(T)的方向上的自由变形。

Description

用于保持具有高温载热气体的GFR(气体快中子反应堆)型核反应堆的裂变组件的核燃料板的保持装置

技术领域

本发明涉及一种用于保持快通量核反应堆的板形核燃料元件的保持装置，更具体地，涉及具有高温载热气体的第四代快通量反应堆，被称为GFR(气体快中子反应堆(Gaz Fast Reactor))反应堆，本发明涉及由多个装有核燃料板的所述保持装置形成的裂变组件(faisceau fissile)以及包括这种裂变组件的单块组件。

背景技术

通常，从核裂变反应发电的发电站使用燃料元件，在燃料元件中产生释放热能的裂变，通过与载热流体的热交换将该热能提取出来，从而确保燃料元件的冷却。

在燃料板的情况中，燃料板组合成组，并在每组内彼此平行地设置。载热流体(例如，氦气)在板之间流动，确保通过热交换提取热量。

由具有若干功能的结构形成反应堆的堆芯。

从热液压的角度看，这种结构允许在所有运行情况下确保燃料元件和载热流体之间的传热，即该结构确保燃料元件的定位和燃料元件冷却所需的载热流体层的厚度，以及用载热流体对液压通道的供应。为此，该结构应充分保持燃料元件，使得在板之间流动的载热流体层的厚度变化非常小，并进一步使得，板的相对定位使得允许流体以均匀方式在板面上循环。

此外，期望这些结构在组件中产生最小的负载损耗(perte decharge)，特别是为了在某些意外情况的过程中允许以自然对流的方式排出剩余能量。

通过“零件的体积分数(fraction volumique d’un composant)”表示零件体积和堆芯体积之间的比例。

从中子的角度看，力求确保燃料元件的空间中的几何形状的稳定性以及确保裂变燃料填充的特定密度，以使得能够达到反应堆的良好运行和良好生产率所需的单位体积功率，并使得该结构对中子尽可能“透明”，以不干扰堆芯的中子运行，并且，这不管反应堆的运行模式如何(正常运行模式或意外情况的运行模式)。为此，力求尽可能多地减小堆芯结构的体积分数以及减小中子吸收系数和减速系数。

从机械的角度看，这些结构旨在确保堆芯的机械构造。此外，要求这些结构在燃料元件的整个使用寿命期间确保燃料元件的完整性，以保证堆芯的良好中子运行并且不污染初级电路。

此外，通常，当运行反应堆时，燃料元件(其是加热元件)处于比保持结构更高的温度下，这导致燃料元件相对于其保持结构的正差热膨胀。

在堆芯在其中不被节制的快反应堆(réacteur rapide)的特定情况中，称为快反应堆的快光谱(当堆芯被节制时称为热光谱)，由于快光谱除了差别膨胀(dilatation)以外还引入差别溶胀(gonflement)现象，所以燃料元件的退化存在比热光谱更大的危险。溶胀表示材料的确定的变形，其与变形可逆的热膨胀不同。

因此，局部地，燃料元件及其保持结构之间的相互作用应力的危险更高；并且，在整个堆芯处，在堆芯高度上弯曲组件是很重要的，而其在热光谱中并不重要。

然后，这可具有两种结果：

-保持结构对燃料元件的机械加载(chargement mécanique)的危险，

-确保堆芯的机械构造的元件之间的机械加载的危险，其可转移至燃料元件。

另外，在辐射下，快速光谱导致材料的脆化，特别是由于：

-可延展/易碎的转变温度的增加，

-易碎阶段和材料的过度溶胀的出现。

此脆化使得更难以适应强制变形类型的负载，不管该负载是表示为材料内部的内应力的形式还是表示为零件之间的相互作用应力的形式。

此外，期望这些结构有利于燃料循环的所有步骤的操作，尤其是一般处理、装配、拆卸、运输和后处理操作。

最后，由于反应堆堆芯的所有组成部分都对环境有害，因此所有组成部分应经过后处理步骤。因此，期望提高堆芯结构的可拆卸性，以优化其使用寿命，并由此将活化废物的量减到最少。

此外，应获得高体积分数的燃料，至少是20％的量级，以获得快中子光谱、异衍生(isogénération)光谱、甚至过度衍生(surgénération)光谱、令人满意的生产率、可控反应率，以保证控制反应堆的足够的安全系数并最终保证可接受的裂变材料的目录。

此外，为了满足对第四代反应堆设置的目标，看起来像是，对于GFR类型的反应堆的堆芯，除了其应具有快中子通量的事实以外(确保获得至少等于1的转化率的可能性，以大幅减小产生每个能量单元所需的铀的量和/或待转化废物(裂变产物和次锕系核素)的容积)，也应允许使载热气体在反应堆的出口达到与用于以高产量发电(例如，在直接循环中)、用于产生氢气、用于使海水去除盐分或合成燃料的预期应用一致的足够高的平均温度值；对于400℃的级别的入口温度，将此值设置为大约900℃，其在500℃的堆芯中引起轴向热梯度。载热气体的使用、在堆芯出口处具有高温、在用于GFR类型反应堆的堆芯中具有非常大的热梯度，这些目标导致在所有反应堆系统中在局部差热膨胀方面具有非常严格的运行条件，这导致燃料元件的退化的危险。

事实上，载热气体通过导热交换确保热点处的局部冷却并不是非常有效，这既是由于气体的低导热性(与加压水反应堆的水相比或与快中子反应堆的钠相比)，也是由于必须施加至其的以由此确保燃料元件的冷却的非常高的速率；气体需要大约100m/s，相反，例如，快中子反应堆中仅是大约10m/s，加压水反应堆中是大约5m/s。

此外，堆芯整体具有非常大的热梯度：实际预计温度沿着板的平均轴向上升将是500℃的级别，相反，对于快中子反应堆来说最多是大约180℃，对于加压水反应堆来说仅是37℃。

此外，辐射下的溶胀通常取决于温度。因此，非常大的局部热梯度的存在具有进一步增加这些差别溶胀的量的危险。

在GFR型反应堆的情况中，差别变形更令人烦恼，因为GFR型反应堆使用适应于这些反应堆的高温的耐热材料，这些材料本质上具有比传统地在反应堆中使用的金属材料更低的刚性和更低的延展性保持能力，因此，其对于这些变形尤其敏感。

存在几种类型的使用板型燃料元件的反应堆，例如，MTR(材料实验反应堆)类型的实验反应堆，例如，Jules Horowitz反应堆(JHR)。在此反应堆中，通过滑动连接将板保持在其整个高度上，板占据堆芯的整个高度。此类型的设计不适于GFR型反应堆，因为差别膨胀的出现和差别溶胀的出现将导致在板上施加不能接受的应力。

用于由载热气体冷却的反应堆的板型燃料元件的保持结构也可从文献GB 2,021,844 A得知。此保持结构由六角形盒子组成，在其中固定有十字形的中心分离件，其在盒子的整个高度上延伸。将板横向地保持在制造于十字架中的凹槽中和六角形盒子的内表面中。板不占据堆芯的整个高度，而是堆叠在彼此上，下板位于制造在每个凹槽的底座处的挡块上。板的保持结构特别硬，因为其由完全隔开的并具有很大的惯量的厚盒子组成，并且由中心十字架在其整个高度上提供硬度。

此类型的结构在GFR型反应堆的情况中也不适合，因为其未考虑结构组成部分的溶胀和膨胀。事实上，轨道将阻碍燃料板的变形，这将施加可能损坏板的应力。此外，由于板在堆芯的整个高度上的堆叠，那么，板由于溶胀而在其轨道中的固定将阻止其它板的轴向变形：在这些条件下，将获得强加在燃料元件上的变形类型的负载，其将使其快速地损坏。

此外，此结构的操作并不容易，事实上，其不允许由板模块分离，仅单独操作板是可能的。

文献GB 1,162,641也描述了板型的燃料元件的组件。该组件由设置有形成十字架的三个中心隔板的六角形壳体组成，其中，直接结合板。板占据裂变组件的整个高度，将其焊在组件的底部，并且，通过梳式系统确保其在组件顶部间隔，允许其在轴向上自由地膨胀。板的侧边缘在其整个长度上与壳体的内壁接触。与壳体和其内隔板侧向接触不允许壳体和板之间的差别横向变形，并且，板在其下端的焊接不允许其弯曲。此外，板在壳体的整个高度上的这些横向接触条件将导致板在壳体弯曲的情况中的负荷。

文献GB 907,393描述了一种用于保持快中子通量反应堆的燃料板的保持系统。将板定位在具有矩形截面的盒子中，并且其占据盒子的整个高度。通过具有机械功能间隙的横向齿条将板保持在上区域和下区域，所述间隙应允许其在燃料溶胀的作用下自由弯曲。燃料板彼此连在一起，因此，一个板的变形对相邻板产生作用。此外，保持系统是刚性的，因此板在其溶胀和/或膨胀的过程中也可能受到应力。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于快中子反应堆的核燃料组件，其中，核燃料板可变形，并且形成组件的其它元件不会被板和不同元件之间的相互作用损坏，同时保证堆芯中的燃料的非常高的体积分数，有利地是至少20％。

发明内容

通过包括壳体的组件实现上述目的，所述壳体包围形成笼子的结构，其中将板分层地分布，将板按组彼此平行地设置，并且仅将板的下端和上端支撑在其宽度的方向上。因此，彼此平行的板机械地独立并且彼此之间没有影响。此外，通过本发明，在两个不同层的板之间没有机械的相互作用。此外，笼子和壳体分离，并且壳体/笼子各自的变形分别对壳体/笼子没有任何影响。此外，笼子使得板与壳体也不接触。因此，由组件的每个零件的膨胀和/或溶胀产生的变形可自由地出现，没有任何明显的相互作用应力。

换句话说，本发明确保燃料元件和保持结构之间的机械分离，也确保燃料元件之间的分离。此外，本发明确保保持结构和堆芯结构之间的分离。

因此，本发明在每个燃料元件和其保持结构之间应用均衡类型的连接，以避免出现可导致燃料元件损坏的相互作用应力。通过均衡类型的连接，结构和燃料元件之间没有过多的连接，并且存在机械功能间隙和/或对已有连接的保持弹性硬度，以允许燃料元件在其保持结构中的自由变形。

根据本发明，由此尤其可以提供：组件包括若干层机械独立的板。

尤其可以提供：制造能够避免保持结构在比预计的大的差别变形的情况中对燃料板施加较大应力的相对柔性的保持结构。此外，该结构实现板的轴向保持，其比横向保持所占空间小。空间的此减小允许限制堆芯中的燃料体积分数的减小，并且可避免过大的液压死体积(volume mort)。

因此，本发明允许避免燃料板的面之间的机械相互作用，允许确保燃料元件的保持的结构与那些确保堆芯的机械构造的结构分离和机械脱离，并允许获得高体积分数。

因此，本发明的主要目的是提供一种用于保持具有纵向轴线的核燃料板的保持装置，其包括形成保持装置的下纵向端的底部和形成保持装置的上纵向端的盖子，所述底部和所述盖子通过中心连接装置和外围连接装置彼此连接，所述保持装置还包括多个固定至盖子的用于板的上保持装置，多个固定至底部的用于板的下保持装置，每个上保持装置确保板的上纵向端在板的宽度方向上的弹性保持并允许板的上纵向端在板的厚度方向上的自由变形，并且，每个下保持装置确保板的下纵向端在板的宽度方向上的弹性保持并允许板的下纵向端在板的厚度方向上的移动。

在有利的具体实施方式中，每个上保持装置包括上梳状部，上梳状部设置有多个朝着底部纵向突出的对准的齿，所述齿中的一个能够沿着板的宽度方向施加弹力，并且，每个下保持装置包括下梳状部，下梳状部设置有多个朝着盖子纵向突出的对准的齿，所述齿中的一个能够沿着板的宽度方向施加弹力。这些保持装置非常简单且体积不是非常大，因此，降低成本，也减小体积。此外，这些保持装置参与减小保持装置的体积分数。

提供弹性保持的所述齿沿着齿的宽度提供保持和定位参考，其它齿确保横向保持同时确保横向变形的自由度，即，板的横向弯曲以及与板差别变形的适应能力。

有利地，能够沿着板的宽度方向施加弹力的齿位于分别朝着底部的中心部分和盖子的中心部分定位的下梳状部和上梳状部的轴向端处，这允许保证重视(respect)在第一板的端部与相对于第一板倾斜的第二板的面之间流动的气体层的宽度。

例如，能够沿着板的宽度方向施加弹力的齿包括至少一个与齿制成一体的可弹性变形的弯曲舌片。此设计具有简单和耐用的优点。

保持装置可具有形状为规则六角形的横截面，上保持装置和下保持装置分布在三个菱形区域中，底部的菱形与盖子的菱形相对。此形允许确保具有六角形壳体的快中子通量反应堆的机械构造功能。

然后，相同面积的下梳状部可平行于菱形的两边设置，并且以给定距离隔开，相同面积的所有上梳状部可平行于菱形的两边设置，并且以给定距离隔开。

保持装置可包括三个固定在底部的外围和盖子的外围上的纵向连杆，从而连接底部和盖子。这些连杆将底部和盖子保持基本平行，并在参与小体积的和质量减轻的结构的同时避免在底部和盖子之间出现过大的偏移。

保持装置还可包括位于底部和盖子之间的中心梁，所述梁包括纵向贯穿通道，此梁形成用于上保持装置的支撑部。此梁有利地具有六角形形状，从而确保此中心梁和板边缘之间的恒定距离，以限制通风死空间(volume mort aéraulique)并保证盖子相对于底座的角度定位的几何公差。

根据本发明的保持装置还有利地包括用于定向上保持装置的定向装置，其底部旨在抵靠在盖子上，以将设置在保持装置中的板与设置在上保持装置中的板对准，相对定向允许在整个堆叠高度上对准板，并且允许通过用于连续气体循环且具有基本恒定截面的板间通道在板之间获得改进的气流。

这些定向装置可包括固定在盖子的外围上并远离底部纵向突出的小板，以限定六角形形状的周界。其具有非常简单的设计，并且也形成与组件壳体优选接触的接触装置。

小板例如固定在纵向连杆上。

保持装置形成用于燃料循环的所有阶段(安装、处理、运输、储存、后处理)的用于燃料板的优选处理装置，并允许将活化废物的量减到最少。

本发明的另一个目的是提供一种裂变组件，其包括至少一个根据本发明的第一保持装置和第二保持装置，以及装在所述第一和第二保持装置中的核燃料板，第二保持装置堆叠在第一保持装置上，第二保持装置的底部抵靠在第一保持装置的盖子上。

然后，板有利地在其纵向端处包括轴向腔体，其形状与齿的形状相应。通过分割裂变组件，可通过保持装置相对于彼此的相对弯曲来适应壳体的弯曲。

根据本发明的裂变组件有利地包括：底座，第一保持装置的底部抵靠在底座上；中心连杆，固定在底座的中心区域中并纵向穿过中心梁；以及固定至中心连杆的上挡块。因此，可轻松地操作裂变组件。此外，中心连杆允许通过固定在连杆顶部的上挡块避免篮子(panier)的移位。

裂变组件有利地包括用于定向下保持装置的定向装置，其底部抵靠在底座上，这些定向装置包括固定在底座的外围上并朝着底部纵向突出的小板，以限定六角形形状的周界。这些小板的尺寸也确定下保持装置相对于底座的弯曲能力。

板有利地在其纵向端包括轴向腔体，轴向腔体具有与齿的形状匹配的形状，腔体的深度大于齿的纵向尺寸并且腔体宽度大于齿的宽度。

例如，板可包括第一面板、具有多个与第一面板连在一起以形成分隔腔区的壁的网格、以及至少一个在两个相对面之间沿着轴线延伸的核燃料颗粒，其中，颗粒位于腔区中，且在该腔区的壁和颗粒之间具有径向间隙，颗粒的轴线与腔区的壁基本平行。

板可包括第二平面面板，第二平面面板与网格连在一起，并且与第一面板平行且相对，以封闭腔区，或者板包括第二面板，该第二面板包括与第一面板的网格互补且与第一面板的网格连在一起以封闭腔区的突出的网格。

网格有利地是具有六角形腔区的蜂窝结构。

本发明的另一个目的是提供一种用于具有载热气体的快速高温核反应堆的核燃料堆芯组件，其尤其包括根据本发明的裂变组件以及具有纵向轴线和围绕裂变组件安装的六角形截面的壳体。

壳体和裂变组件之间具有间隙，此间隙在固定在保持装置的外围的小板处和在固定在底座的外围的小板处较小，在板和/或壳体变形的情况中，可允许避免板和壳体之间的机械相互作用。

此外，对于第四代快反应堆，提供：将由本反应堆池产生的次锕系核素引入燃料，以优化其再循环。通过本发明，由于可轻松地操作燃料元件单元，所以，对于燃料循环的所有步骤(组件的安装和拆卸、运输、后处理)，可在屏蔽腔条件下执行燃料元件的处理。

附图说明

通过以下描述和附图，将更好地理解本发明，其中：

图1是根据本发明的用于保持燃料板的保持装置的四分之三视图，

图2是部分地用板填充的图1的保持装置的四分之三视图，

图3是完全用板填充的并且位于裂变组件的底座上的图1的保持装置的四分之三视图，

图4A是尤其适于本发明的保持装置的燃料板的纵向截面图，

图4B是图4A的板的纵向端的外视图，

图4C是图4A的燃料板的概念的分解透视图，

图5是保持装置的与板的下端的界面处的详细视图，

图6是安装在根据本发明的保持装置中的一个板的下端和另一板的上端的纵向截面图，

图7是根据本发明的保持装置的侧端的详细视图，

图8是根据本发明的组件的视图，其中，壳体部分地轴向移开，

图9A和图9B是根据本发明的裂变组件的两个保持装置之间的模拟弯曲的示意图，

图10是根据本发明的裂变组件的上部的详细视图。

具体实施方式

在图1中，可以看到根据本发明的用于保持核燃料板的保持装置的四分之三透视图，其旨在属于形成快中子通量核反应堆(尤其是具有高温载热气体的快中子通量核反应堆)的堆芯的单片组件的一部分。

通过考虑具有载热气体的核反应堆来进行以下描述，因此，术语“通风”用来描述本发明和暴露于气流的本发明的元件的流动性，特别地，将由板限定的通道指定为通风通道。

然而，本发明还应用于由液压流体冷却的反应堆，例如，用钠冷却(将不详细描述)。在这些情况中，适当的术语将是“液压的”，以特别描述这些通道。

作为提醒，核燃料组件特别包括形成组件外壁的外壳体和支撑核燃料板的内部结构，也叫做裂变组件。

根据本发明，通过几个装载有图3所示的核燃料板4的保持装置2的重叠形成裂变组件。在后面的板4的描述中将指出该核燃料板。

保持装置2或篮子具有通常六角形的形状(具有纵向轴线X)，该篮子包括形成篮子下端的规则六角形形状的底部6和形成篮子上端的规则六角形形状的盖子8。用平行于轴线X且在盖子8的顶部和底部6的顶部之间延伸的外连杆10连接底部6和盖子8。

有利地，将连杆规则地分布在底部的外围和盖子的外围，以实现底部和盖子之间的平衡连接。在所示实例中，外连杆10的数量是三个，分布连杆以确保通过有限的拥挤(encombrement)平衡分配力。

由具有大的长细比的杆形成连杆。

在本申请中用零件的长度与截面的厚度的比值定义长细比。

通过图2定义后面的描述中使用的方向。

用板的宽度定义板的径向方向R；用板的厚度定义横向方向T，并且其垂直于轴向和径向方向。

篮子还包括将底部6的中心连接至底部8的中心的中心梁12。此梁12是空心的，并且由将在后面描述的中心连杆14穿过。为此，底部6和盖子8包括中心孔15，其用于允许此中心连杆14的通过。

例如，将中心梁12嵌在形成于底部6的中心部分和盖子8的中心部分中的六角形凸起部分中。

此梁12在轴向方向上使篮子变硬，能够支撑上篮子，并固定盖子和底部之间的距离，避免沿着轴线X对板4施加应力。

此外，通过此梁，可能保证篮子的几何公差，特别是底部和盖子的同轴性，其平行性，以及其相对的角度定位。

通过此梁，还可限制中心死空间，该死空间消耗没有参与冷却板的载热流体。

底部6和盖子8分别包括用于保持板4的装置16，18。

板通过其沿着轴向方向延伸的长度、其沿着径向方向延伸的宽度，和其沿着横向方向延伸的厚度来限定。

板是六面体，有利地，是长方体。

具有更大表面的面可具有不同的形状。这些面可以是平行四边形，例如，近似长方形、等腰或不等腰梯形、直角梯形。

板的其它面也可具有这些形状。

通常，平行六面体的角度有利地接近90°，并且最多仅偏离此值几度，例如，角度包含在[85°，105°]之间。

分离底部6和盖子8的距离，更具体地，在保持相同板的装置16和18之间的距离，大于板的长度，选择此距离以确保没有任何移动危险的情况下允许板的自由变形的轴向间隙。在后续描述中将给出多个实例。

根据本发明，这些装置16，18仅沿着径向方向保持板并允许沿着横向方向的小位移，间隙是十分之一毫米的级别。

将设置在篮子中的板分布在三个组G1、G2、G3中，其中，板4均彼此平行，两组的板在其之间形成60°的角度。我们将特别描述板的组G1，但是此描述也可应用于其它组G2和G3。

底部的保持装置16与盖子的保持装置18相同，因此，我们将详细描述装置16。

用独立于其它板的保持装置的装置16保持每个板4，这些保持装置是完全相同的，我们将详细描述用于保持单个板的保持装置16。

保持装置16(在图5中可见)包括设置有齿22的梳状部，齿22旨在进入形成于板4的轴向端4.1中的凹槽24。齿22具有大体三角形的轮廓，并具有给定宽度e_d。凹槽24由底部24.1限定，其轮廓与齿的轮廓和侧壁24.2的轮廓互补，分离壁24.2的内面的距离大于厚度e_d。齿22的高度小于凹槽24的深度，这可在图6中看到。

在所示实例中，梳状部包括四个齿，但是可提供两个或三个齿，或提供多于四个齿，取决于板的宽度。

梳状部还包括旨在沿着梳状部的方向固定板4的装置。

这些装置由两个舌片形成，所述舌片与齿22’连在一起且旨在抵压在凹槽24的底部24.1的一侧上。这些舌片的弹性变形导致齿紧贴(plaquage)在底部的另一侧上，从而沿着径向方向固定板4。然后，由舌片形成的凸起部分的弹性刚度将板4保持为靠着齿的参考面。

有利地，齿22’是梳状部的最内侧的齿，这允许保证沿着另一组板的面流动的气层的厚度，这组板位于与由齿22’保持的板4的端部相对的位置。

如之前描述的，其它齿确保板的横向保持，即，沿着厚度方向。为此，在凹槽24和齿22之间提供横向功能机械间隙，以便不影响堆芯中的燃料体积分数的情况下保证板沿着其厚度的自由变形。由此间隙带来的横向自由度不再能够明显改变板的冷却特性，因为，对于4mm的板间距离，此横向间隙处于十分之一毫米的级别。

可能指出，在另一实施方式中可提供：对两个中心齿设置较大的横向间隙，有利地，这允许对于板在宽度方向上的可能的弯曲，获得更大的自由度；同时，保证在两个主要连接中的一个失效的情况中板的横向保持。事实上，在板围绕轴向方向弯曲的情况中，板的位移(在横向方向上)将在两个中心齿处最大；相对于两个外部齿，通过增加这两个齿处的横向间隙，增加弯曲能力，同时保证横向定位参考。此外，如果两个外部齿中的一个失效，那么通过中心齿确保板的横向保持。

有利地，通过用单个齿在梳状部的方向上保持板，允许在具有弹性舌片的齿处仅具有一个参考面，此参考面与设置有舌片的面相对。这允许用尽可能紧的公差保证板的定位。

因此，梳状部确保板的保持和定位参考，不对其施加相互作用应力。

在用金属材料制造梳状部的情况中，例如，通过折叠或冲压金属板条来制造梳状部，并且，通过切割齿处的板条来获得舌片26，并且通过使舌片变形而具有凸曲率。

可提供：仅制造一个具有足够硬度的舌片，以施加能够径向保持板的力。

在用金属材料制造梳状部的情况中，将梳状部16，18焊接(例如，用激光)或镶嵌在底部和盖子上。

因此，将每个板4保持在固定至盖子8的上梳状部和固定至底部6的下梳状部之间。

外连杆10保证燃料板在梳状部的齿中的适当保持，因为其避免在装配于篮子中的底部6和盖子8之间具有过大的偏移。事实上，底部6和盖子8是微小的零件，其特别是在制造之后可能具有平面缺陷，并且，在板的负载下可能受到严重变形。此外，连杆允许在确保底部和盖子之间的连接的同时处理篮子。

因此，根据本发明的篮子形成笼型的柔性结构，其允许通过由外连杆10连接的底部6和盖子8轴向地单独保持板4。然后，不对其施加相互作用应力地支撑板4。事实上，此保持允许自由的轴向变形和自由的径向弯曲。通过本发明，由此可获得板4彼此之间的机械分离以及板4和篮子的机械分离。

此外，根据本发明的篮子形成用于轻松地装载板以形成裂变组件的装置。

此外，对于燃料循环的几个步骤(运输、装在燃料组件中和从燃料组件拆卸、后处理)，可在板的保持篮子中处理板。

将根据本发明的装载有板的篮子设计成堆叠的。

所示实例中的每个篮子包括三个小板28，每个小板都固定至盖子的顶点，可在图7中看到一个小板。三个顶点隔开120°的角度，其轴向地向上突出。折叠这些小板，以使其紧贴由盖子限定的六角形的两侧。因此，小板的突出延伸了由盖子形成的六角形。

在所示实例中，小板28有利地固定至外连杆10。然后，连杆在保持装置的相对弯曲的条件下对小板形成挡块。事实上，如果不用任何连杆地将小板定位在三个顶角处，那么燃料板将形成挡块，这将损害板的机械完整性。此外，便于在连杆处固定，连杆形成固定表面。

这些小板确保篮子相对于彼此的相对定位。此相对定位的保持确保限定在板之间的通道(载热气体流过所述通道)的连续性，同时允许篮子相对于彼此地弯曲，以能够适应壳体的弯曲。

此外，这些小板28形成夹在篮子和壳体内面之间的隔离片，所述隔离片防止板和壳体之间的直接接触，并在外板和壳体之间确定通风层厚度。

篮子确保功能机械间隙围绕板的分布允许堆芯结构的燃料板的机械分离。

现在我们将描述根据本发明的裂变组件的实现。

裂变组件由根据本发明的篮子2的堆叠形成，篮子装载有板4。

裂变组件包括具有相应的六角形形状的底座30，此底座包括六角形框架30.1和限定板的组的三个位置的轮廓的横梁30.2。底座30还包括与篮子2的小板28相似的小板32，与那些用于篮子的小板相似的这些小板能够确保第一篮子2在底座30上的正确定位。

底座30还包括固定至三个横梁30.2的集中点并径向延伸的中心连杆14，该中心连杆旨在穿过所有篮子，这将在后面看到。

堆垛的第一篮子形成堆垛的底部，该第一篮子位于底座上，中心连杆14穿过中心梁12。

然后，下一个篮子设置在小板28之间，对准两个篮子的中心梁12，允许中心连杆14的通过。每组的板也轴向地对准，从而在两个篮子高度上在板之间形成连续通道。

然后，与前面一样，装载有板的第三篮子堆叠在第二篮子上，并且如此直到达到所需数量的板4时为止。

因此，堆垛包括由空心梁的对准限定的且由中心连杆穿过的中心通道，以及板之间的连续通道。

中心连杆14包括上挡块31，其具体可在图10中看到。此挡块31旨在在操作中和在所有燃料处理步骤过程中避免篮子的移动。此外，其允许便于将裂变组件安装在六角形壳体中的操作。在图8中，壳体34部分地位于篮子的堆垛上。

底座30还允许将裂变组件固定在六角形壳体中。

现在我们将描述尤其适于本发明的核燃料板4的例子，其在文献FR 2 889 765中描述。

图4A至图4C所示的板4包括一结构，该结构包括具有宏观结构的板的形式的复合元件，所述宏观结构对每个颗粒限定各自的腔区。将宏观结构复合板元件4构造在具有两个罩面板102，104的夹心板的基础上，该板4的核心是具有蜂窝状腔区108的网格106，该网格基本上垂直于板102，104的面设置。

每个腔区108由壁106限定并且在其端部由板元件4的面102，104封闭，每个腔区108形成单元晶格，以确保位于其中的燃料110和由载热气体冷却的罩面板102，104的面之间的传热，以便设置裂变气体的膨胀体积，并促进在腔区结构中具有低应力地燃料110/罩102，104的机械相互作用。

这些板提供较小的长细比和很大的弯曲刚度，这允许将弯曲限制至十分之几毫米。因此，对于由板面限定的载热流体的循环通道，此小弯曲避免通道厚度的大幅度变化。

优选地，用相同的耐热材料制造元件4的整个结构(即，网格106和每个罩面板102，104)，该材料可以是金属或陶瓷，陶瓷可以是单块的或本身包括陶瓷纤维。

作为一个实例，板可具有以下尺寸(mm)：

257.3×128.9×8.4。

修改了文献FR 2 889 765中描述的板，以尤其适于在根据本发明的装置中保持。具体地，用六角形半腔区形成容纳齿22的凹槽24，腔区容纳一个颗粒。这些半腔区形成梯形，其较大的底部与板的下轴向边缘或上轴向边缘重合。

此外，板的侧边缘是实心的，并相对于文献FR 2 889 765的板的边缘形成基本平滑的表面。侧边缘的此平滑结构允许：

-填充由位于板边缘上的三角形子通道形成的死空间，

-限制相邻板的温度轮廓的不均匀性，

-避免由板边缘处的不完整腔区的轮廓导致的单一(singulière)的负载损耗。

此外，还提供：对三个中心板，删除内部腔区的行，以释放允许中心连杆通过所需的空间。应该指出，此删除仅将燃料体积分数减小大约0.3％。

还充分理解，本发明不限于例如如上所述的板的组件，而是任何其它类型的板可能都是适合的，例如这样一种板：其中，核燃料不再是颗粒的形式，而是分布在基体中的微粒的形式；或这样一种板：其中，燃料提供薄片状的布置。

然后，将裂变组件插入由具有六角形截面的管形成的壳体34中，组件在壳体中的插入由小板28和32引导。

根据本发明，通过篮子的堆叠(更具体地，是板的堆叠)形成裂变组件，因此，将裂变组件轴向分割成紧密的板单元组。此分割允许通过篮子2相对于彼此的弯曲来适应壳体弯曲。此外，壳体34与裂变组件仅在小板处接触。应该指出，在保持装置的相对弯曲允许适应壳体弯曲的范围内，裂变组件并不有助于增加壳体的刚性。

此外，此分割允许在每个板的范围上分配弯曲，由此允许具有较小的局部弯曲而不是较大的整体弯曲，整体弯曲将是不可接受的，特别是在热标准方面。实际上，在通风通道明显收缩的情况中，将不可能获得板的适当冷却。并且，相反地，在通风通道明显变宽的情况中，可能产生载热流体的死体积，载热气体的一部分没有被使用。

此外，此轴向分割使得裂变组件的装配和拆卸更简单，并且使得燃料元件的制造和保持结构的制造更简单。

篮子具有很大的固有的柔性，即，不考虑加载板时的整个篮子的大的整体强度。此强度是由于板的固有刚性，因为其具有较小的长细比，并且因为其在三个相对于彼此倾斜60°的组件中的装载。此固有柔性允许在具有比预计的变形更大的差别变形的情况中，避免对燃料板施加相当大的相互作用应力。此柔性与“笼型”结构有关，该结构非常薄且通风良好。更具体地，在仅形成分隔的轴对称轴向元件的中心梁靠近中性纤维时，当篮子相对于组件的轴线未装载有板时，通过整个篮子的弯曲和扭转可获得此柔性。至于外连杆，当其位于外围时，其由于其非常大的长细比而在弯曲时尤其是在扭转时不提供较大的刚性。

具体地，在底部和盖子的弯曲时由于其较小的厚度而获得此柔性。

通过本发明，可能减小通风死空间，特别是那些可能出现在壳体的内表面和板之间的死空间。事实上，本发明提供轴向保持，这允许将板4设置为尽可能地靠近保持结构的外极限；在此情况中，板的边缘和面位于与外连接杆10的面相同的平面中，外连接杆限定篮子外壳。因此，仅有非常小的外围通风死空间，并且，与现有技术的横向轨道型的横向保持相比，也明显减小燃料体积分数的损失。事实上，可以看到，由组件外围及其功能机械间隙处的连接形成的体积比设置在板的轴向端处的连接形成的体积大得多。

此外，本发明使用有限数量的连接，这允许保证板的均衡定位。

轴向间隙允许板自由地变形，没有任何移动的危险，例如，对于4.3mm的保持深度提供1.7mm的间隙。4.7mm的保持深度对应于齿在凹槽24中的进入距离，并且，1.7mm的间隙是齿的顶部和凹槽24的底部之间的间隙。

此外，根据本发明，通过单个齿仅确保沿着径向方向(即，沿着板的宽度方向)的定位，此定位更具有弹性。

此外，本发明允许在相邻板之间不用必须采用隔离片以避免通风通道的开口由于燃料板的弯曲而产生过大的变化。事实上，通过将若干层板在裂变组件的高度上的堆叠而分割组件，可允许很大程度地限制板的长细比，并由此允许在每个板的范围上可获得十分之几毫米的级别的小局部弯曲，从热通风角度看，这具有明显的结果。

相反，在板在组件的整个高度上延伸的情况中，整体弯曲将是不可接受的，因为在通风通道大部分关闭的情况中整体弯曲将阻碍板的适当冷却，并且，在通风通道大部分打开的情况中将导致出现死空间。

结合本发明描述的板由于其较小的长细比而尤其适于组件的分割。

此外，根据本发明，在确保燃料元件的保持的结构(即，篮子和确保堆芯的机械构造的结构)之间存在分离。

事实上，仅在确保篮子的支撑的裂变组件的底座处，以及在位于篮子之间的连接处且形成隔离片的小板28处，出现壳体和裂变组件之间的接触。这些小板形成六角形壳体与裂变组件的优选接触点，而不是在板和壳体之间具有直接接触，因为板的边缘位于与篮子的外连杆相同的外围平面中，即在小板的外面后面。

在壳体和位于每个篮子的外围处的小板之间限定横向间隙。此横向间隙允许在整个辐射过程中以及在将裂变组件安装在壳体中的过程中适应差别变形。由于裂变组件的轴向分割而进一步限制此横向间隙。此分割(如我们之前已经解释过的)尤其允许减小裂变组件从壳体机械地脱离所需的横向间隙。

通常，注意到，在快中子反应堆的情况中，快中子反应堆的六角形管在位于最大通量平面和组件高度之间的最大差别溶胀的区域中可在网格处具有1％级别的最大弯曲，这相当于大约每米10mm的挠曲。通过假设裂变组件的高度是2349mm，则在裂变组件的一半高度上在GFR组件壳体的网格处具有12mm级别的最大弯曲。最大通量平面对应于中子通量最大的堆芯轴向截面，即，其大约对应于堆芯中间平面；网格处的弯曲是：当从堆芯去除组件时，由此当其从相邻组件不再受到网格应力时，组件所具有的弯曲。

在本发明的裂变组件中，出现篮子相对于彼此的相对弯曲，其适应如图9所示的壳体的弯曲。此外，在每个篮子和壳体之间设置功能机械弯曲，以能够在篮子的范围上适应壳体的弯曲：因此，当篮子的高度是250mm时，此直径间隙是2.5mm的级别。

作为比较，如果裂变组件仅由具有板的单个篮子组成，换句话说，如果板的篮子占据裂变组件的整个高度，即，2349mm，那么，由此在裂变组件和壳体之间将保证至少12mm的直径功能间隙，以能够适应壳体的弯曲。事实上，不仅在网格操作的过程中，而且在网格处的组件操作阶段过程中，期望保证机械脱离。从中子观点看，由于燃料的体积分数将减小，并且，从热通风观点看，由于在板和壳体之间将出现死空间，所以这种间隙是不可接受的。

在小板的内部距离和上篮子的底座之间限定的小板28的轴向突出高度和直径间隙限定两个篮子之间的相对弯曲能力。例如，如果在运行过程中考虑十分之二毫米的最小直径间隙(该间隙相当于，当处于制造公差方面和篮子之间的差别变形方面的最不利的条件下时，将十分之五的初始功能份额减小十分之三；并且相当于12mm的轴向突起)，那么九个篮子的堆垛的总共的可能弯曲大约为15mm，这实际上允许适应壳体的12mm的最大弯曲。此外，十分之五的直径间隙允许两个篮子之间的角度错位，其被表达为组件外围处的十分之二或十分之三毫米级别的通风通道的最大覆盖。此覆盖在组件范围上不产生可造成严重阻碍的负载损耗(perte de charge)。

在篮子堆垛和裂变组件的中心连杆的上挡块之间设置轴向间隙，此轴向间隙允许适应篮子堆垛和连杆之间的差别变形，而且也允许裂变组件的最大弯曲，此轴向间隙大约是10mm。因此设置：小板相对于篮子的盖子的轴向突出有利地大于此轴向间隙，避免裂变组件内的篮子的任何移动的可能性。

如上所述，由小板相对于篮子的外连杆形成的径向突出允许确保冷却位于裂变组件外围处的板的外面所需的外围通风通道的厚度。

同样有利地，在裂变组件的中心连杆和制造于篮子的中心梁中的钻孔之间设置较大的径向间隙。此间隙允许当连杆与篮子处于弯曲条件时，最大程度地延迟连杆与篮子的接触，使得在弯曲时连杆对裂变组件不赋予任何刚度，确定裂变组件和壳体的机械脱离。

然而，应该注意，如果出现这种接触，那么，由于其较大的长细比和其在裂变组件的中性纤维上的位置，其然后对裂变组件的弯曲刚度的影响将较小。如已经描述过的，中心梁允许防止为了确保中心连杆的通道而使在篮子内释放的空间不对载热流体构成很大的死空间。

用诸如FULENT、Star-CD和Trio_U的代码(code)来实现确保板的冷却的通风通道的尺寸标注，并用来确认为了板和堆芯结构的机械脱离，在燃料板和六角形壳体之间整体产生的径向功能机械间隙不会导致造成严重阻碍的死空间并且不会导致燃料板端部的过度冷却。事实上，燃料板的宽度中的很大的非线性热梯度可能导致将其损坏。此外，代码CATHARE允许确认：裂变组件内产生的负载损耗与意外瞬时过程中排出剩余能量的能力兼容。

从中子观点看，代码ERANOS允许确认：遵守堆芯的正确中子运行的主要标准，特别是再生增益、额定和意外情况(多普勒效应和氦减压)中的反应性系数、物料清单......。

根据本发明的保持装置具有以下优点：在所有运行条件中确保用载热流体通风通道的良好供应能力。事实上，篮子的结构使得其不分隔壳体内的通风通道，但是相反，由于篮子的非常“通风的”结构并且由于燃料板和该结构之间产生的所有径向和轴向间隙，允许这些通道的系统开启(ouverture)。这允许在任何运行情况下确保燃料板的冷却。事实上，在通风通道的意外阻塞的情况中，通过此不分隔，将可确保通过设置在不同通道之间的循环距离再次供应载热流体的阻塞的通道。

此外，通过本发明可获得堆芯中的等于23％的燃料体积分数，燃料的高体积分数至少需要20％的级别。通过减小组件结构的体积，通过优化整个裂变组件中的功能机械间隙的分布，有限体积的轴向装置可用于保持燃料元件。

作为一个实例，可给出在不同堆芯部件中的以下体积分数的分布：

-1.2％：用于两个组件之间的体积，

-30％：用于通风通道(板的直接冷却和最小厚度(其也由堆芯负载损耗强烈地限制)所需的通风通道)，

-37.3％：用于燃料板(不考虑燃料，即：罩、膨胀盒和不完整的半腔区的整体)，

-8.5％：用于堆芯结构、保持系统的尺寸和功能机械间隙；这8.5％以以下方式分配：结构占3.5％(1.0％用于裂变组件的篮子和连杆，以及2.5％用于六角形壳体)，1％用于篮子头部处的轴向间隙，以及4％用于保持系统的尺寸和机械间隙(主要由板和六角形壳体的内壁之间的径向距离形成的间隙)。

应注意，此外，结构体积分数的最小化满足另一中子标准，该中子标准是使得结构对于中子尽可能“透明”，以不干扰堆芯的中子运行。

此外，本发明允许实现燃料元件的紧凑单元，以便于燃料循环的所有步骤的运行。

紧凑单元构成燃料板的优选处理单元，并且可允许优化众多燃料循环系统的体积和尺寸，例如，操作臂、气闸和处理通道、用于装配燃料元件的屏蔽腔区、用于运输、储存和后处理的腔区......。因此，由于用于板的处理单元的紧凑型，所以可减小所有这些系统的尺寸。

此外，便于安装裂变组件，并便于制造燃料元件和保持结构。

此外，结构的可拆卸允许优化其使用寿命，并且允许将活化废物的量减到最少，这允许改进后处理。通过裂变组件的分离和六角形壳体的分离，通过将裂变组件分成若干不同单元并且最终通过没有任何燃料元件对其保持结构的固定，允许最大程度地促进分离堆芯的裂变部分的结构。

此外，应注意，将裂变组件分成可拆卸的不同单元使得，通过修改裂变组件中的单元在每个新循环中的分布，可具有优化堆芯中的燃料的管理的可能性。

现在我们将给出根据本发明的裂变组件和相应堆芯的示意性实施方式。

裂变堆芯具有2349mm的高度和3789mm的直径。

六角形壳体在平面之间具有223mm的内部距离。

当篮子装载有27块板时，构成燃料板组的支承结构的篮子是大约257mm高、220.5mm宽，并且具有大约47kg质量。

篮子的结构具有几毫米的相当小的厚度。

因此，对每个裂变组件提供9个篮子，对每个篮子提供27块板。

在正常运行过程中，此裂变组件具有9.8MW的平均热功率(整个堆芯包括246个裂变组件，其具有2400MW的总热功率)。

用氦作为载热气体。

组件入口处(以及由此大约在裂变组件的入口处)的载热流体的温度设置为大约400℃。那么，组件出口处(以及由此基本上在裂变组件的出口处)的载热流体的平均温度是大约900℃。

核燃料板的外壳的最大温度是大约985℃。

燃料的最大温度是大约1375℃。

测量到堆芯负载损耗是1.34巴，其中1.10巴在裂变组件中。

所使用的材料可以是：

-对于燃料，是(U，Pu)C，

-对于燃料板(燃料的罩)的结构，是用碳化硅纤维增强的碳化硅，

-对于暴露至高温的裂变组件的结构，不允许使用在快中子反应堆中使用的传统金属材料，例如，篮子和连杆由在如上定义的组件的情况中的用碳化硅纤维增强的碳化硅制造，或者用耐热金属合金制造。

对于耐热金属合金，我们现在将描述制造裂变组件的结构的方法的例子，其示出了通过本发明制造裂变组件的简化。

根据本发明的篮子的制造方法包括以下步骤：

-通过批量加工来制造篮子的底部和盖子，

-通过折叠和/或冲压来制造梳状部，

-通过拉拔来制造中心套筒，

-通过机加工来制造外连杆，

-通过压接、焊接或钎接(brasage)，将梳状部固定在底部和盖子上，

-通过焊接或钎接将小板固定在外连杆上，或在连杆的体积中加工小板，

-通过焊接或钎接将连杆固定在底部和盖子上，如有必要，通过由定心销的嵌入确保的附加的机械连接来增强，

-通过嵌入、焊接或钎接将中心套筒固定在底座和盖子上，

-通过专用装置安装板，

-通过焊接和钎接将盖子固定在连杆上，如有必要，通过由定心销的嵌入来确保的附加的机械连接增强。

本发明主要应用于具有载热气体的高温快中子反应堆，但是应该理解，其也可应用于运行条件简单一些的反应堆。

例如，本发明可应用于使用导热交换能力比气体好的载热流体(例如钠)并且在更低的载热流体温度下运行的反应堆。此外，如已经提到过的，本发明应用于任何类型的板的保持，例如，应用于诸如在文献FR 2 889 765中描述的板或应用于将核燃料分散在基体中的板。

Claims (22)

1.一种用于保持具有纵向轴线(X)的核燃料板(4)的保持装置，其包括形成所述保持装置的下纵向端的底部(6)和形成所述保持装置的上纵向端的盖子(8)，所述底部(6)和所述盖子(8)通过中心连接装置和外围连接装置彼此连接，所述核燃料板具有长度、宽度和厚度，所述板的所述长度沿用于保持所述核燃料板的所述装置的纵向轴线(X)延伸，所述保持装置还包括多个固定至所述盖子(8)的用于保持所述板(4)的上保持装置(18)，多个固定至所述底部(6)的用于保持所述板(4)的下保持装置(16)，每个上保持装置(18)确保板(4)的上纵向端在所述板的宽度(R)的方向上的弹性保持并允许所述板(4)的上纵向端在所述板的厚度(T)的方向上的自由变形，并且，每个下保持装置(16)确保板(4)的下纵向端在所述板的宽度(R)的方向上的弹性保持并允许所述板(4)的下纵向端在所述板(4)的厚度(T)的方向上的移动，其中所述板的宽度的方向是指所述板的径向方向；所述板的厚度的方向是指所述板的垂直于轴向和径向方向的横向方向。

2.根据权利要求1所述的保持装置，其中，每个上保持装置(18)包括上梳状部，所述上梳状部设置有多个朝着所述底部(6)纵向突出的对准的齿，所述上梳状部的齿中的一个能够沿着所述板(4)的宽度(R)的方向施加弹力，并且，每个下保持装置(16)包括下梳状部，所述下梳状部设置有多个朝着盖子(8)纵向突出的对准的齿，所述下梳状部的齿中的一个能够沿着所述板(4)的宽度(R)的方向施加弹力。

3.根据权利要求2所述的保持装置，其中，能够沿着所述板(4)的宽度(R)的方向施加弹力的所述下梳状部(16)的齿和所述上梳状部(18)的齿位于下梳状部(16)和上梳状部(18)的分别朝着所述底部(6)的中心部分和所述盖子(8)的中心部分定位的轴向端处。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的保持装置，其中，能够沿着所述板(4)的宽度(R)的方向施加弹力的所述下梳状部(16)的齿和所述上梳状部(18)的齿包括至少一个与所述齿制成一体的可弹性变形的弯曲舌片(26)。

5.根据权利要求1所述的保持装置，具有形状为规则六角形的横截面，所述上保持装置(18)和所述下保持装置(16)分布在三个菱形区域中，所述底部(6)的菱形与所述盖子(8)的菱形相对。

6.根据权利要求2或3所述的保持装置，具有形状为规则六角形的横截面，所述上保持装置(18)和所述下保持装置(16)分布在三个菱形区域中，所述底部(6)的菱形与所述盖子(8)的菱形相对。

7.根据权利要求6所述的保持装置，其中，相同面积的所述下梳状部(16)平行于菱形的两边设置，并且以给定距离隔开，相同面积的所有所述上梳状部(18)平行于菱形的两边设置，并且以给定距离隔开。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的保持装置，包括三个固定在所述底部(6)的外围和所述盖子(8)的外围上的纵向连杆(10)，从而连接所述底部(6)和所述盖子(8)。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的保持装置，包括位于所述底部(6)和所述盖子(8)之间的中心梁(12)，所述梁(12)包括纵向贯穿通道。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的保持装置，包括用于定向上保持装置的定向装置(28)，其底部旨在抵靠在所述盖子(8)上，以将设置在所述保持装置中的板(4)与设置在所述上保持装置中的板对准。

11.根据权利要求10所述的保持装置，其中，所述定向装置(28)包括固定在所述盖子(8)的外围上并远离所述底部(6)纵向突出的小板，以限定六角形形状的周界。

12.根据权利要求11所述的保持装置，包括三个固定至所述底部(6)和所述盖子(8)的外围的纵向连杆(10)，从而连接所述底部(6)和所述盖子(8)，并且其中，所述小板固定在所述纵向连杆(10)上。

13.一种裂变组件，至少包括两个根据权利要求1至3中任一项所述的保持装置、以及装在两个保持装置中的核燃料板(4)，所述两个保持装置叠置，所述两个保持装置中的一个的底部(6)抵靠在所述两个保持装置中的另一个的盖子(8)上。

14.根据权利要求13所述的裂变组件，其中，所述两个保持装置包括位于所述底部(6)和所述盖子(8)之间的中心梁(12)，所述梁(12)包括纵向贯穿通道，并且所述裂变组件包括：底座(30)，所述两个保持装置中的所述另一个的底部(6)抵靠在所述底座上；中心连杆(14)，固定在所述底座(30)的中心区域中并纵向穿过所述中心梁(12)；以及固定至所述中心连杆的上挡块。

15.根据权利要求14所述的裂变组件，包括用于定向下保持装置的定向装置，其底部抵靠在所述底座(30)上，所述定向装置包括固定在所述底座(30)的外围上并朝着所述底部纵向突出的小板，以限定六角形形状的周界。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的裂变组件，其中，当所述裂变组件至少包括两个根据权利要求2或3所述的保持装置时，所述板(4)在其纵向端包括轴向腔体(24)，所述轴向腔体具有与所述下梳状部(16)的齿和所述上梳状部(18)的齿的形状匹配的形状，所述腔体(24)的深度大于所述下梳状部(16)的齿和所述上梳状部(18)的齿的纵向尺寸并且所述腔体(24)的宽度大于所述下梳状部(16)的齿和所述上梳状部(18)的齿的宽度。

17.根据权利要求13至15中任一项所述的裂变组件，其中，所述板(4)包括第一面板(104)、具有多个与所述第一面板连在一起以形成分隔腔区的壁的网格(106)、以及至少一个在两个相对面之间沿着轴线(AA)延伸的核燃料颗粒(110)，其中，所述颗粒(110)位于腔区中，且在所述腔区的壁和所述颗粒(110)之间具有径向间隙(114)，所述颗粒(110)的轴线(AA)与腔区的壁基本平行。

18.根据权利要求17所述的裂变组件，其中，所述板包括第二平面面板(102)，所述第二平面面板与所述网格(106)连在一起，并且与所述第一面板(104)平行且相对，以封闭所述腔区(108)。

19.根据权利要求17所述的裂变组件，其中，所述板包括第二面板(102)，所述第二面板包括突出的网格(106’)，所述第二面板的网格(106’)与所述第一面板(104)的网格(106)互补且与所述第一面板(104)的网格(106)连在一起以封闭所述腔区(108)。

20.根据权利要求17所述的裂变组件，其中，所述网格(106)是具有六角形腔区(108)的蜂窝结构。

21.一种用于具有载热气体的快速高温核反应堆的核燃料堆芯组件，包括根据权利要求13至15中任一项所述的裂变组件以及壳体(34)，所述壳体(34)具有纵向轴线和六角形截面且围绕所述裂变组件安装。

22.根据权利要求21所述的堆芯组件，其中，包括固定在所述保持装置的所述盖子的外围的小板和固定在所述保持装置的所述底部的外围的小板，所述壳体和所述裂变组件之间具有间隙，所述间隙在固定在所述保持装置的所述盖子的外围的小板处较小以及在固定在所述保持装置的所述底部的外围的小板处较小。

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