CN107077896B - 用于水下存储乏核燃料的支架 - Google Patents

Abstract

用于核燃料组件的燃料支架包括基板和用于保存燃料组件的单元阵列。单元阵列包括：多个彼此滑动互锁的第一开槽板，以形成单元阵列的顶部，所述多个第一开槽板由第一材料形成；多个彼此滑动互锁的第二开槽板，以形成所述单元阵列的中部，所述多个第二开槽板由第二材料形成，所述第一材料和第二材料冶金不相容；以及多个彼此滑动互锁的第三开槽板，以形成所述单元阵列的底部，所述多个第三开槽板由所述第一材料形成并连接到所述基板的上表面。

Description

用于水下存储乏核燃料的支架

相关申请的交叉引用

本发明要求提交于2014年11月6日的美国62/076,138号临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明的领域涉及用于存储高放射性废料的装置和方法，具体涉及用于存储放射性燃料组件的装置和方法。

背景技术

高密度乏燃料支架用于轻水反应堆装置，可将核燃料组件存储于被称为乏燃料池的水下的深水池中。目前燃料支架设计中最先进的技术记载于“乏核燃料的管理”，摘自Drs.Tony Williams和Kris Singh的ASME专著“ASME锅炉和压力容器规范指南手册”，由K.R.Rao(2009)编辑的第三版，第53章。如上述章节所述，当代的燃料支架是安装在由四个或更多支撑底座的普通基板上的多单元构筑物，由被称为“存储单元”的矩形组合体形成，固定在墙壁上的中子吸收器板(或面板)将每个单元隔开。中子吸收器用于控制彼此靠近排列的燃料组件的反应性。中子吸收器通常由诸如铝和碳化硼的金属基质复合材料制成，硼用于捕获由燃料放射的热中子以控制反应性。用于BWR和PWR支架的吸收板中的B-10同位素(碳化硼中的中子捕获剂)的典型面积密度分别为0.02和0.03克/平方厘米。

在美国使用的绝大多数燃料支架具有固定到存储单元箱侧壁的分离的中子吸收器面板。为了消除必须固定在单元壁上的分离的中子吸收器面板，已经在工业中使用具有中子俘获和结构功能的硼酸盐不锈钢的替代设计，但由于可引入不锈钢晶粒结构的硼的量有限，以及其他结构限制，该设计未能获得广泛接受。鉴于使用硼酸盐不锈钢的替代设计的缺点，需要有针对燃料支架的不同的替代设计，来消除使用分离的中子吸收器面板的需求。

发明内容

本发明涉及一种用于存储乏核燃料的燃料支架。支架中采用了由多个开槽板形成的用于存储核燃料组件的单元阵列。开槽板由两种不同类型的材料形成，这些材料是冶金不相容的，其中一种保证了单元阵列的强度，而另一种是中子吸收器。该设计降低了燃料支架设计的复杂性，同时仍为长期存储核燃料提供了必要的安全系统。

一方面，本发明可以是用于核燃料组件的燃料支架，燃料支架包括基板和用于保持燃料组件的单元阵列。所述单元阵列包括：多个彼此滑动互锁的第一开槽板，形成了所述单元阵列的顶部，所述多个第一开槽板由第一材料形成；多个彼此滑动互锁的第二开槽板，以形成所述单元阵列的中部，所述多个第二开槽板由第二材料形成，所述第一和第二材料是冶金不相容的；以及多个彼此滑动互锁的第三开槽板，以形成所述单元阵列的底部，所述多个第三开槽板由所述第一材料形成并连接到所述基板的上表面。

另一方面，本发明可以是包括燃料组件和燃料支架的核燃料存储装置。燃料组件具有顶部、中部和底部，其中核燃料被存储在中部内。燃料支架包括基板和单元阵列，其中燃料组件位于单元阵列的第一单元中。所述单元阵列包括：多个彼此滑动互锁的第一开槽板，以形成单元阵列的顶部，所述多个第一开槽板由第一材料形成；多个彼此滑动互锁的第二开槽板，以形成所述单元阵列的中部，所述多个第二开槽板由第二材料形成，所述第一和第二材料是冶金不相容的，且所述燃料组件的中部完全位于单元阵列的第一单元的中部之内；以及多个彼此滑动互锁的第三开槽板，以形成所述单元阵列的底部，所述多个第三开槽板由所述第一材料形成并连接到所述基板的上表面。

再一方面，本发明可以是用于核燃料组件的燃料支架，所述燃料支架包括：基板；用于保持燃料组件的单元阵列，所述单元阵列包括：多个彼此滑动互锁的第一开槽板，以形成单元阵列的顶部，所述多个第一开槽板被焊接在一起，由第一材料形成；多个彼此滑动互锁的第二开槽板，以形成所述单元阵列的中部，所述多个第二开槽板由第二材料形成，所述第一和第二材料是冶金不相容的；以及多个彼此滑动互锁的第三开槽板，以形成所述单元阵列的底部，所述多个第三开槽板由所述第一材料形成并焊接到所述基板的上表面；以及多个系紧构件，每个系紧构件焊接到每个单元阵列的顶部和底部。

从下文提供的详细说明中，清楚可见本发明进一步的应用领域。应当理解，详细说明和具体实施方案虽表示本发明的优选实施方案，但仅用于说明的目的，并不意图限制本发明的范围。

附图说明

结合附图阅读时，有助于更好地理解上述概述以及对示例性实施方案之后的详细说明。但应当理解，本发明不限于以下附图中所示明确的布置和手段：

图1是用于核燃料组件的第一燃料支架的透视图；

图2是图1中燃料支架的部分分解视图；

图3是图1中燃料支架的互锁开槽板的透视图；

图4A-D是图1中燃料支架的开槽板；

图6是图1中燃料支架的底部平面图。；

图7是图1中燃料支架的支撑底座的透视图；

图8是用于核燃料组件的第二燃料支架的透视图。

图9是图8中燃料支架的互锁开槽板的透视图；以及

图10A-D是图8中燃料支架的开槽板。

具体实施方式

依照本发明原理的示例性实施方案的说明旨在结合附图来阅读，附图将被认为是整个书面说明的一部分。在本文所公开的本发明的实施方案的说明中，对于指向或方向的任何参考的意图仅仅是为了方便说明，而并不意图以任何方式限制本发明的范围。相关术语如“下方的”，“上方的”，“水平的”，“垂直的”，“在之上”，“在之下”，“上”，“下”，“左”，“右”，“顶部”，“底部”及它们的派生词(例如“水平地”，“向下地”，”向上地”等)应该被解释为指的是如之后说明或如所讨论的图中所示的方向。除非明确指出，这些相关术语仅仅是为了说明的方便，而并不要求将设备在特定的方向上构造或操作。除非另有明确说明，诸如“附着”，“固定”，“连接”，“结合”，“相互关联”和类似的术语，是指其中的结构通过中间结构直接或间接地相互固定或附着的关系，以及两者可移动的或刚性的附着或关联。此外，通过参考优选实施方案来阐明本发明的特征和益处。因此，本发明应明确地不限于阐明一些单独存在或以其他组合特征方式存在的特征的可能的非限制性组合的优选实施方案；本发明保护的范围由所附权利要求书所限定。

具体参考附图，图1表示包括单元阵列103的燃料支架101。单元阵列103由以互锁形式所布置的开槽板105形成。在所示的实施方案中，单元阵列103中的每个存储单元107在平面图中具有正方形轮廓，所有单元具有相同的尺寸。但在某些实施方案中，单元阵列103中的每个存储单元107可以有替代的轮廓形状，包括矩形轮廓形状和六边形轮廓形状等。在某些实施方案中，单元阵列103中存储单元107的尺寸可变。燃料支架101还包括系紧构件109，其固定到单元阵列103，沿着单元阵列103的外表面延伸系紧构件。系紧构件在单元阵列103的整个高度上充分延伸，以提供互锁开槽版105的垂直刚度。在某些实施方案中，系紧构件109可以位于存储单元107内部并固定到单元阵列103。在其他实施方案中，可使用较小的连接元件替代系紧构件109将相邻的开槽板105相互连接。燃料支架101还包括基板111，且单元阵列103连接到基板111的上表面115。

支撑底座113连接到基板111的下表面117。支撑底座113在基板111下方，为向上通过单元阵列103的循环流体提供空间。

图2表示燃料支架101的分解形式。所示单元阵列103被分离为顶部121、中部123和底部125。整个单元阵列103可由四种不同类型的开槽板形成。多个第一开槽板131彼此滑动互锁以形成单元阵列103的顶部121；多个第二开槽板133彼此滑动互锁以形成单元阵列103的中部123；且多个第三开槽板135彼此滑动互锁以形成单元阵列103的顶部125。多个第一、第二和第三开槽板131、133、135中的每个都包括一种或多种类型的如图4A–D所示的开槽板。如图所示，在顶部121中，多个第一开槽板131包括多个顶部开槽板141(图4A)和多个中部开槽板143(图4B)；在中部123中，多个第二开槽板133包括多个中部开槽板143(图4B)；且在底部125中，多个第三开槽板135包括多个底部半开槽板145(图4C)和多个底部全开槽板147(图4D)。

多个第一开槽板131和多个第三开槽板135由第一材料形成，且多个第二开槽板133由与第一材料冶金不相容的第二材料形成。本文献中所用的术语“冶金不相容”是指两种材料的相容程度为无法通过焊接接合的程度。无法通过焊接连接两种材料的原因是现有焊接技术中，不存在焊接材料和/或没有已知存在可用于将两种材料焊接在一起的技术。在某些实施方案中，第一材料可以是不锈钢，第二材料可以是金属基质复合材料。在某些实施方案中，金属基质复合材料可以是铝/碳化硼金属基质复合材料，其非限制性实例是硼浸渍的铝。像这样合适的一种金属基质复合材料以品牌销售。在某些实施方案中，系紧构件109、基板111和基座113也由第一材料形成。

顶部121的多个第一开槽板131沿相邻边缘焊接在一起。焊接多个第一开槽板131使得其整体结构连接到单元阵列103的顶部121。底部125的多个第三开槽板135连接到基板111。在某些实施方案中，多个第三开槽板135可焊接到基板111。通过将多个第三开槽板135焊接到基板111，使得基板111具有额外的弯曲强度，该弯曲强度是存储支架101装载燃料组件时所必需的。在某些实施方案中，多个第三开槽板135也可沿相邻边缘焊接在一起。当第一材料是不锈钢时，传统焊接材料和工艺可用于这些焊接。

通过已知的第二材料的焊接工艺，多个第二开槽板133可在槽的相交处焊接在一起。当第二材料是诸如的材料时，可以按照2014年7月3日公开的名称为“中子吸收材料的连接工艺”的WO2014106044的说明进行焊接。

系紧构件109沿着单元阵列103的外表面119延伸且固定到单元阵列的顶部121和底部125。特别地，系紧构件109固定到所述多个第一开槽板131中的一个或多个开槽板，以及固定到外朝向的所述多个第一开槽板135中的一个或多个开槽板上。系紧构件109可以通过焊接固定到顶部121和底部125。因此，系紧构件109不需要直接固定到单元阵列103的中部123中的多个第二开槽板133中的任何一个，以稳定整个单元阵列103。在某些实施方案中，诸如螺钉和/或支架这样的紧固件可将系紧构件109结合到单元阵列103的顶部121和/或底部125。

系紧构件109用于提供单元阵列103的垂直刚度。如上所述，因为多个第二开槽板133由第二材料形成，所述第二材料与多个第一和第三材料开槽板131，135中的第一材料冶金不相容，所以中部123不能焊接到单元阵列103的顶部和底部121，125上。因此，通过使用系紧构件109将顶部和底部121，125与单元阵列103进行连接，单元阵列103的中部123中的多个第二开槽板133可牢固地保持在适当的位置，且因此提供了整个单元阵列103和燃料支架101本身的额外刚度。

如图所示，系紧构件109固定到单元阵列103的角落，且在该图所描述的实施方案中仅展示了四个系紧构件109。在某些实施方案中，系紧构件109可以固定在单元阵列103的不同位置。在某些实施方案中，可以使用更多或更少的系紧构件109。

单元阵列103的中部123的中段161如图3所示。单元阵列103的每个中段161包括以直线构型布置的中部开槽板143的网格，以形成存储单元107的垂直部分。在形成中段161时，第一中部开槽板143是垂直布置的。然后将第二中部开槽板143布置在第一中部开槽板143的上方并与其大致成90度角，使得两个中部开槽板143所对应的槽163对齐。然后将第二中部开槽板143降到第一中部开槽板143上，从而使槽163按如图所示方式互锁。所有中部开槽板143重复这一步骤，直至形成所需的直线构型，从而形成中段161。

整个燃料支架体由三种类型的开槽板:顶部开槽板141、中部开槽板143、底部半开槽板145和底部全开槽板147所形成，它们分别如图4A-D所示。顶部开槽板141形成中部开槽板143的一半。类似地，底部半开槽板145形成中部开槽板143的一半，且沿着剩余的开槽边缘添加切口165。底部全开槽板147同样形成中部开槽板143的一半，但沿着一个开槽边缘添加切口165。如上所述的切口165用作辅助流动孔，以便于热虹吸流体流入存储室107。顶部开槽板141和底部半开槽板145仅分别用于单元阵列103的顶部和底部，以覆盖中间部分161(图3)，使得单元阵列103具有水平的顶部和底部边缘。

开槽板141-147中的每个都包括多个槽163、引出板(end tabs)167和与引出板167邻接的凹口169，所有这些槽163被有策略地布置成便于滑动组装成单元阵列103。槽163设置在板141-147的顶部和/或底部边缘。板141-147的顶部边缘所包含的槽163与相同的板141-147的底部边缘所包含的槽163对齐。槽163穿过板141-147延伸至板141-147大约四分之一高度的位置。引出板167从板141-147的侧边缘延伸至板141-147大约一半高度的位置。引出板167与相邻板141-147的横向边缘中的凹口169滑动匹配，这自然是由于引出板167的存在而导致的。

作为示例，在构建单元阵列103的中段161时，中段161的槽163和引出板167与相邻的中段161互锁，以禁止相邻的中段161之间相对水平和旋转运动。中段161彼此相交和互锁以形成单元阵列103的堆叠组件。单元阵列103可以包括任意数量的中段161，且构造的单元阵列103的中部123中的中段161的高度能够使得燃料组件的燃料存储部分可以完全位于单元阵列103的中部123之内。

因此，整个单元阵列103可由具有基本构造的开槽板141-147形成，所述基本构造是指在中部开槽板143、顶部开槽板141、底部半开槽板145和底部全开槽板147的基本构造的基础上进行额外的微小修改所形成。

如图5所示，用于存储核燃料183的燃料组件181的轮廓位于单元阵列103的存储单元107内。燃料组件181包括顶段185、中段187和底段189。核燃料183仅存储在燃料组件181的中段187内。顶段和底段185，189不具备任何核燃料存储能力，因此在顶段或底段185，189内没有核燃料存储。如图所示，燃料组件181的中段187完全存储于存储单元107的中部123内。因此，中部187和核燃料183的4面被形成中部123的开槽板143的中子吸收材料完全包围。

如图5所示，基板111包括从下表面117延伸到上表面115的多个流动孔201。基板111还包括用于提升并安装存储池内的燃料支架101的四个长方圆孔203(位于角落的第二排)。通常，使用具有四条长杆的特殊提升梁与长方圆孔203相互作用，以抓取燃料支架101并送入或送出存储池，或在存储池内部移动。

流动孔201(和长方圆孔203)从基板111的下方形成到存储单元107的底端的通道。如图所示，为每个存储单元107提供一个流动孔201。在某些实施方案中可以为每个存储单元107提供多个流动孔201，以向存储单元107提供冷流体。当具有热负荷的燃料组件位于存储单元107中时，流动孔201用作流体入口，以促进池水的自然热虹吸流通过存储单元107。更具体地，当加热的燃料组件位于被水浸没环境中的存储单元107中时，存储单元107内燃料组件周围的水被加热，从而由于浮力增加而上升。当这种热水经过其开放的顶端上升并离开存储单元107时，冷水经过流动孔201被吸入存储室107的底部。然后这种加热的水沿着燃料组件自然地继续流动。

如图7所示，为用于燃料支架101的支撑底座113。固定在基板111的下表面115上的支撑底座113保证在存储池的地板和基板111的下表面115之间留有空间，从而形成用于使水流过流动孔201的入口增压室。支撑底座113包括基部211和在内部流动空间215周围形成的竖管部分213形成。竖管部分213包括流动孔217，来自存储池的水可通过流动孔217从外部空间穿过支撑底座113，进入内部流动空间215。然后进入内部流动空间215的水可以通过基板111中的流动孔201以实现上述冷却过程。虽然竖管部分213被描绘成环形，但在某些实施方案中，竖管部分213可以具有任何几何形状，其将基板111支撑在存储池的地板之上，并允许来自存储池的水流入基板111中的任何流动孔201，支撑底座113固定在基板111附近。

包括单元阵列303的燃料支架301的另一实施方案如图8所示。单元阵列303由以互锁形式布置的开槽板305形成。在所示的实施方案中，单元阵列303中的每个存储单元307在平面图中都具有正方形轮廓，且所有单元具有相同的尺寸。但在某些实施方案中，单元阵列303中的每个存储单元307可具有替代的轮廓形状，包括矩形轮廓形状和六边形轮廓形状等。在某些实施方案中，单元阵列303中的存储单元307的尺寸可变。对开槽板305也进行如下布置，使得围绕每个内部存储单元307a的整个轮廓形成通量阱309。每个外部存储单元307b的外壁不包括通量阱。

燃料支架301还包括固定到单元阵列303的系紧构件311，以沿着单元阵列303的外表面进行延伸。系紧构件在单元阵列103的整个高度上充分延伸，以提供互锁开槽版105的垂直刚度。在某些实施方案中，系紧构件311可以位于存储单元307之内并且固定到单元阵列303。在其他实施方案中，可以使用较小的结合元件代替系紧构件311将相邻的开槽板305结合在一起。燃料支架301还包括基板313，且单元阵列303连接到基板313的上表面317。

支撑底座315结合到基板313的下表面319。支撑底座315在基板313下方，为向上通过单元阵列303的循环流体提供空间。

所示单元阵列303被分为顶部331、中部333和底部335。整个单元阵列303可以由四种不同类型的开槽板形成。多个第一开槽板341彼此滑动互锁以形成单元阵列303的顶部331；多个第二开槽板343彼此滑动互锁以形成单元阵列303的中部333；且多个第三开槽板345彼此滑动互锁以形成单元阵列303的顶部335。多个第一、第二和第三开槽板341，343，345中的每个均包括一种或多种类型的如图10A-D所示的开槽板。在顶部331中，多个第一开槽板341包括多个顶部开槽板351(图10A)和多个中部开槽板353(图10B)；在中部333中，多个第二开槽板343包括多个中部开槽板353(图10B)；且在底部335中，多个第三开槽板345包括多个底部半开槽板355(图10C)和多个底部全开槽板357(图10D)。

多个第一开槽板341和多个第三开槽板345由第一材料形成，且多个第二开槽板343由与第一材料冶金不相容的第二材料形成。在某些实施方案中，第一材料可以是不锈钢，第二材料可以是金属基质复合材料。在某些实施方案中，金属基质复合材料可以是铝/碳化硼金属基质复合材料，其非限制性实例是硼浸渍的铝，例如以品牌销售的金属基质复合材料。在某些实施方案中，系紧构件311、基板313和支撑底座315也由第一材料形成。

顶部331的多个第一开槽板341沿相邻边缘焊接在一起。焊接多个第一开槽板341提供了单元阵列303的顶部331的整体结构。底部335的多个第三开槽板345被结合到基板313。在某些实施方案中，多个第三开槽板345可焊接到基板313。通过将多个第三开槽板345焊接到基板313，为基板313提供了当存储支架301上装载燃料组件时可能需要的额外的弯曲强度。在某些实施方案中，多个第三开槽板345也可沿相邻边缘焊接在一起。当第一材料是不锈钢时，常规焊接材料和工艺可用于焊接这些材料。运用适用于第二材料的已知的焊接工艺，多个第二开槽板343可以在相交槽处焊接在一起。

系紧构件311沿着单元阵列303的外表面321延伸并固定到单元阵列303的顶部331和底部335。具体地，系紧构件311固定到多个第一开槽板341中的一个或多个开槽板，以及朝向外的多个第一开槽板345中的一个或多个开槽板。系紧构件311可以通过焊接固定到顶部331和底部335。因此为了稳定整个单元阵列303，系紧构件311无需直接固定到单元阵列303的中部333内多个第二开槽板343中的任何一个。在某些实施方案中，诸如螺钉和/或支架这样的紧固件可将系紧构件311结合到单元阵列303的顶部331和/或底部335。

如图所示，系紧构件311固定到单元阵列303的角落，且在所示实施方案中仅展示了四个系紧构件311。在某些实施方案中，系紧构件311可以固定在单元阵列303上的不同位置。在某些实施方案中，可以使用更多或更少的系紧构件311。

如图9所示为单元阵列303的中部333的中段361。单元阵列303的每个中段361包括以直线构型布置的中部开槽板353的网格，以形成存储单元307和通量阱309的垂直部分。在形成中间段361时，第一中部开槽板353垂直布置。然后，第二中部开槽板353布置在第一中部开槽板353的上方并大致呈90度角，使得两个中部开槽板353所对应的槽363对齐。然后将第二中部开槽板353降到第一中部开槽板353上，从而使槽363互锁。对所有中间槽板353重复此过程，直到形成所需的直线构型，从而形成具有存储单元307和通量阱309的中段361。

整个燃料支架体由三种类型的开槽板：顶部开槽板351、中部开槽板353、底部半开槽板355和底部全开槽板357形成，分别如图10A-D所示。顶部开槽板351形成了中部开槽板353的一半。类似地，底部半开槽板355形成了中部开槽板353的一半，且沿剩余的开槽边缘添加了切口365。底部全开槽板357同样形成了中部开槽板353的一半，但沿着一个开槽边缘添加有切口365。如上所述的切口365用作辅助流动孔，以便于热虹吸管流入存储室307。顶部开槽板351和底部半开槽板355仅分别用于单元阵列303的顶部和底部，以覆盖中间部分361(图9)，使得单元阵列303具有水平的顶部和底部边缘。

开槽板351-357中的每个都包括多个槽363、引出板367和与引出板367相邻的凹口369，所有这些槽363被有策略地布置成便于滑动组装成单元阵列303。槽363设置在板351-357的顶部和/或底部边缘。板351-357的顶部边缘所包括的槽363与相同的板351-357的底部边缘所包括的槽363对齐。槽363穿过板351-357延伸至板351-357大约四分之一高度的位置。引出板367从板351-357的侧边缘延伸至板351-357大约一半高度的位置。引出板367与相邻板351-357的横向边缘中的凹口369滑动匹配，这自然是由于引出板367的存在而导致的。

作为示例，在构建单元阵列303的中段361时，中段361的槽363和引出板367与相邻的中段361互锁，以禁止在相邻的中段361之间的水平的和旋转的相对运动。中段361彼此相交和互锁以形成单元阵列303的堆叠组件。单元阵列303可以包括任意数量的中间段361，且构造的单元阵列303的中部333中的中段361的高度能够使得燃料组件的燃料存储部分可以完全位于单元阵列303的中部333之内。

因此，整个单元组阵列303可由具有基本构造的开槽板351-357形成，所述基本构造是指在中部开槽板353、顶部开槽板351、底部半开槽板355和底部完全开槽板357的基本构造的基础上进行额外的微小修改所形成。此外，由于开槽板351-357的互锁性质，不需要间隔件来维持通量阱309的存在。因此，在某些实施方案中，单元阵列303在通量阱309中可以不设间隔件。

虽然已通过包含本发明的当前优选实施方案的具体实施例对本发明进行了说明，但本领域技术人员会理解，上述系统和技术存在许多变化和置换方案。应当理解，在不脱离本发明保护范围的情况下，可利用其他实施方案并进行结构性和功能性修改。因此，本发明的精神和范围应当如所附权利要求中所阐述的内容进行广义地解释。

Claims (26)

1.一种用于核燃料组件的燃料支架，所述燃料支架包括：

基板；以及

用于保持燃料组件的单元阵列，所述单元阵列包括：

多个第一开槽板，其彼此滑动互锁以形成所述单元阵列的顶部，所述多个第一开槽板由第一材料形成；

多个第二开槽板，其彼此滑动互锁以形成所述单元阵列的中部，所述多个第二开槽板由第二材料形成，其中，所述第二材料是中子吸收材料，以及所述第一材料和第二材料冶金不相容；以及

多个第三开槽板，其 彼此滑动互锁以形成所述单元阵列的底部，所述多个第三开槽板由第一材料形成并连接到所述基板的上表面；以及

所述多个第一开槽板、所述多个第二开槽板和所述多个第三开槽板的每个均包括共同形成所述单元阵列的外表面的外朝向开槽板，所述多个第二开槽板的外朝向开槽板由所述第二材料形成。

2.根据权利要求1所述的燃料支架，还包括沿着所述单元阵列的外表面延伸的多个系紧构件，每个系紧构件固定到所述多个第一开槽板的外朝向开槽板的一个或多个以及所述多个第三开槽板的外朝向开槽板的一个或多个。

3.根据权利要求2所述的燃料支架，其中每个系紧构件焊接到所述多个第一开槽板的外朝向开槽板的一个或多个以及所述多个第三开槽板的外朝向开槽板的一个或多个，以及所述系紧构件不直接固定到位于所述单元阵列的中部中的所述多个第二开槽板中的任何一个。

4.根据权利要求2所述的燃料支架，其中每个系紧构件固定到所述单元阵列的角落。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料支架，其中，所述多个第三开槽板焊接到所述基板的上表面。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料支架，其中，所述第二材料是金属基质复合材料。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料支架，其中，所述多个第二开槽板被焊接在一起。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料支架，其中所述第一材料是不锈钢以及所述第二材料是硼浸渍的铝。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料支架，其中，所述多个第一开槽板被焊接在一起，所述多个第三开槽板被焊接在一起。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料支架，其中所述多个第二开槽板彼此垂直堆叠以形成所述单元阵列的所述中部。

11.一种核燃料存储装置，包括：

具有顶部、中部和底部的燃料组件，存储在所述中部内的核燃料；以及

燃料支架，包括：

基板；以及

单元阵列，所述燃料组件位于该单元阵列的第一单元中，所述单元阵列包括：

多个第一开槽板，其彼此滑动互锁以形成所述单元阵列的顶部，所述多个第一开槽板由第一材料形成；

多个第二开槽板，其彼此滑动互锁以形成所述单元阵列的中部，所述多个第二开槽板包括形成所述单元阵列的所述中部的外表面的一个或多个外朝向开槽板，所述多个第二开槽板的每个均由第二材料形成，其中，所述第二材料是中子吸收材料，以及所述第一材料和第二材料冶金不相容，所述燃料的中部组件完全位于所述单元阵列的第一单元的所述中部内；以及

多个第三开槽板，其彼此滑动互锁以形成所述单元阵列的底部，所述多个第三开槽板由所述第一材料形成并连接到所述基板的上表面。

12.根据权利要求11所述的装置，还包括多个系紧构件，所述多个系紧构件沿着所述单元阵列的所述中部的所述外表面以及沿着所述单元阵列的所述顶部和所述底部的外表面延伸，每个系紧构件固定到所述单元阵列的每个顶部和底部。

13.根据权利要求12所述的装置，其中每个系紧构件焊接到所述单元阵列的顶部和底部，以及其中，所述系紧构件不直接固定到所述多个第二开槽板中的任何一个。

14.根据权利要求12所述的装置，其中每个系紧构件固定到所述单元阵列的角落。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的装置，其中所述多个第三开槽板焊接到所述基板的上表面。

16.根据权利要求11至14中任一项所述的装置，其中所述第二材料是金属基质复合材料。

17.根据权利要求11至14中任一项所述的装置，其中，所述多个第二开槽板被焊接在一起。

18.根据权利要求11至14中任一项所述的装置，其中所述第一材料是不锈钢以及所述第二材料是硼浸渍的铝。

19.根据权利要求11至14中任一项所述的装置，其中所述多个第一开槽板被焊接在一起，且所述多个第三开槽板被焊接在一起。

20.根据权利要求11至14中任一项所述的装置，其中所述多个第二开槽板彼此垂直堆叠以形成所述单元阵列的所述中部。

21.一种用于核燃料组件的燃料支架，所述燃料支架包括：

基板；

用于保持燃料组件的单元阵列，所述单元阵列包括：

多个第一开槽板，其彼此滑动互锁以形成所述单元阵列的顶部，所述多个第一开槽板焊接在一起，且由第一材料形成；

多个第二开槽板，其彼此滑动互锁以形成所述单元阵列的中部，所述多个第二开槽板由第二材料形成，其中，所述第二材料是中子吸收材料，以及所述第一材料和第二材料冶金不相容；以及

多个第三开槽板，其彼此滑动互锁以形成所述单元阵列的底部，所述多个第三开槽板由所述第一材料形成并焊接到所述基板的上表面；

其中，所述多个第一开槽板、所述多个第二开槽板和所述多个第三开槽板均包括共同形成所述单元阵列的外表面的外朝向开槽板；以及

多个系紧构件，每个系紧构件固定到所述多个第一开槽板的所述外朝向开槽板的一个或多个以及所述多个第三开槽板的所述外朝向开槽板的一个或多个，以及所述每个系紧构件不直接固定到所述多个第二开槽板中的任何一个。

22.根据权利要求21所述的燃料支架，其中每个系紧构件沿着所述单元阵列的外表面上。

23.根据权利要求21或22所述的燃料支架，其中，所述第二材料是金属基复合材料。

24.根据权利要求21或22所述的燃料支架，其中，所述多个第二开槽板被焊接在一起。

25.根据权利要求21或22所述的燃料支架，其中所述第一材料是不锈钢。

26.根据权利要求21或22所述的燃料支架，其中所述多个第二开槽板彼此互锁，以在所述单元阵列中的相邻单元之间形成通量阱。