CN115938613A - 可运输的气冷微堆堆芯系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃料棒组件及可运输的气冷微堆堆芯系统，该燃料棒组件包括：燃料棒、可燃毒物棒，燃料棒分布在六棱柱格架内的栅格中，燃料棒包括：内包壳、外包壳、填充于内包壳与外包壳之间的燃料芯块，内包壳、外包壳均为管状，由内包壳内壁形成的燃料棒的轴向中心通道用于填充冷却剂，可燃毒物棒设置于六棱柱格架内的燃料棒之间的间隙中。本发明实现了气冷微堆堆芯系统的可运输性，通过六棱柱燃料棒组件结构实现活性区紧凑布置；通过环形燃料棒结构来增加堆芯系统内燃料装载量、增强冷却剂冷却，从而减小堆芯系统临界质量和临界体积；通过反射层外慢化层和吸收层结构利用很小的几何尺寸实现堆外中子注量率的极小化，实现堆芯系统微型化。

Description

可运输的气冷微堆堆芯系统

技术领域

本发明属于核电技术领域，具体涉及一种可运输的气冷微堆堆芯系统。

背景技术

经济的迅速发展提高了能源的需求，但是传统的煤炭等化石燃料会带来严重的环境问题，这促使我国不断进行清洁能源的探索和开发，不断对现有的能源结构进行优化，降低化石燃料在能源中的比例。在各种类型的新能源中，核能有着清洁、高能量密度、几乎不排放温室气体、燃料运输压力低等优势。进入21世纪的近些年中，核能得到不断的发展，成为我国改善能源结构的重要选项，也不断在能源发展战略中得到进一步加强。

棱柱式气冷微堆具有和高温气冷堆一样优越的固有安全性，同属于第四代先进核能系统。该堆型采用的微封装燃料可以有效防止裂变产物的释放；采用的石墨或氧化铍堆芯热容大，温度瞬态缓慢，可以承受很高的温度，应急操作时间裕量大；冷却剂是单相惰性气体氦气，避免了与相变相关的反应性；堆芯功率密度小，且具有很强的温度负反馈，因此该堆型具有极好的固有安全性。此外，通过可燃毒物和温度负反馈的合理设计，可以保证事故工况下，即使所有控制棒抽出，没有任何应急措施，堆芯也能仅依靠温度负反馈实现自动热停堆，从物理上避免了堆芯熔化和放射性物质大量释放的风险。

然而，一方面，棱柱式高温气冷堆的慢化体主要是石墨，石墨虽然慢化比高，但慢化能力较弱；传统的燃料棒受导热限制往往不能装载较多的燃料，进而导致堆芯临界质量大，堆芯尺寸无法有效减小，这将显著增大堆本体的体积和重量。另一方面，气冷小堆的堆芯小、反射层薄，中子泄漏大，易导致堆外空气、金属部件产生很强的活化，形成较强的中子和光子剂量。为满足辐射防护的要求，堆芯外往往需要布置很厚的屏蔽材料，而屏蔽材料大多是密度很大的钢等材料，从而进一步增大整个系统的体积和重量，最终导致难以达到可移动和便捷运输的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种燃料棒组件及可运输的气冷微堆堆芯系统，该堆芯系统解决了高温气冷堆临界质量大、堆芯尺寸难以有效减小；气冷小堆中子泄漏大、堆外中子注量高，空气、金属活化严重；可移动性难以实现的问题。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种燃料棒组件，包括：燃料棒、可燃毒物棒，若干根燃料棒分布在六棱柱格架内的栅格中，燃料棒包括：内包壳、设置于内包壳外围外的外包壳、填充于内包壳与外包壳之间间隙的燃料芯块，内包壳、外包壳均为管状，燃料棒在燃料棒组件的底面的正投影为环形，由内包壳内壁形成的燃料棒的轴向中心通道用于填充冷却剂，可燃毒物棒设置于六棱柱格架内的燃料棒之间的间隙中。

若干燃料棒为至少两根燃料棒。

优选的是，栅格为六棱柱状结构，每个燃料棒所在的栅格与相邻的燃料棒所在的栅格通过侧面重叠连接，燃料棒组件的六棱柱格架包括：中心栅格、设置于中心栅格外围的至少一圈栅格。

优选的是，可燃毒物棒设置于任意一圈栅格中的两个相邻的栅格组成的第一栅格组与其相邻的两个栅格组成的第二栅格组之间的节点处。

优选的是，内包壳的材料为石墨或碳化硅；外包壳的材料为石墨或碳化硅。

优选的是，燃料芯块包括：包覆燃料颗粒、基体，包覆燃料颗粒弥散在基体中，基体材料为石墨或陶瓷。

本发明还提供一种可运输的气冷微堆堆芯系统，包括：由内到外依次设置的活性区、反射层、慢化层、吸收层，活性区包括上述的燃料棒组件、控制组件，其中，控制组件用于补偿燃料消耗和调节反应速率。

优选的是，活性区包括：活性区的轴向中心通道、活性区的轴向中心通道外包覆的燃料棒组件层，燃料棒组件层由燃料棒组件组成，控制组件设置于活性区的轴向中心通道和/或燃料棒组件层与反射层之间的空隙。

优选的是，控制组件以转鼓形式布置在燃料棒组件层与反射层之间的空隙，控制组件径向为圆环形状，三分之一圆环为碳化硼材料，其余三分之二圆环采用与侧反射层相同的材料，侧反射层包覆于活性区的轴向侧面外。

优选的是，控制组件以控制棒形式布置在燃料棒组件层与反射层之间的空隙或活性区的轴向中心通道。

优选的是，燃料棒组件层包括设置于活性区的轴向中心通道外围的至少一圈燃料棒组件，每个燃料棒组件与相连的燃料棒组件通过侧面重叠连接。

优选的是，控制组件设置于任意一圈燃料棒组件中的两个相邻的燃料棒组件组成的第一燃料棒组件群与其相邻的两个燃料棒组件组成的第二燃料棒组件群之间的节点外围，和/或设置于活性区的轴向中心通道。

优选的是，反射层的材料为石墨或氧化铍(BeO)；

反射层外设置有慢化层，慢化层的材料为氢化锆或氢化钇；

慢化层外设置有吸收层，吸收层的材料为碳化硼(B₄C)、镉、含硼碳砖中的任意一种。慢化层为强慢化层，吸收层为强吸收层，强慢化层和强吸收层的设计，可以减少堆芯泄漏到堆外的中子注量率，解决辐射屏蔽方面的问题。含硼碳砖即是将预设含量占比的B₄C和碳烧制在一起所形成的材料。

反射层包括前反射层、后反射层、侧反射层，侧反射层分别与前反射层、后反射层连接。

本发明所涉及的燃料棒组件及可运输的气冷微堆堆芯系统，在保证棱柱式气冷微堆固有安全性的基础上，通过解决堆芯尺寸难以微型化、气冷小堆较大的中子泄漏造成堆外严重活化的问题，实现了气冷微堆堆芯系统的可运输性，通过六棱柱燃料棒组件结构实现活性区紧凑布置；通过环形燃料棒结构来增加堆芯系统内燃料装载量、增强冷却剂冷却，从而减小堆芯系统临界质量和临界体积，实现堆芯系统微型化；通过反射层外慢化层和吸收层结构可以利用较小的几何空间来减小堆外中子注量率，进而实现降低堆外空气、金属材料活化的目的。堆芯系统布置紧凑，具有优越的安全性，运输便捷，到达指定地点后可长寿期不换料地安全运行。

附图说明

图1为本发明实施例2中的燃料棒组件的径向布置图；

图2为本发明实施例2中的堆芯系统的径向布置图；

图3为本发明实施例2中的堆芯系统的轴向布置图；

图4为本发明实施例2中的堆芯系统的燃耗特性曲线图。

图中：1-燃料棒组件；2-燃料棒；3-六棱柱格架；4-栅格；5-燃料棒的轴向中心通道；6-可燃毒物棒；7-活性区的轴向中心通道；8-第一套控制棒；9-第二套控制棒；10-反射层；11-慢化层；12-吸收层；13-前反射层；14-后反射层；15-侧反射层。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

实施例1

本实施例提供一种燃料棒组件，包括：燃料棒、可燃毒物棒，若干根燃料棒分布在六棱柱格架内的栅格中，燃料棒包括：内包壳、设置于内包壳外围外的外包壳、填充于内包壳与外包壳之间间隙的燃料芯块，内包壳、外包壳均为管状，由内包壳内壁形成的燃料棒的轴向中心通道用于填充冷却剂，可燃毒物棒设置于六棱柱格架内的燃料棒之间的间隙中。

本实施例还提供一种可运输的气冷微堆堆芯系统，包括：由内到外依次设置的活性区、反射层、慢化层、吸收层，活性区包括上述的燃料棒组件、控制组件，其中，控制组件用于补偿燃料消耗和调节反应速率。

本实施例所涉及的燃料棒组件及可运输的气冷微堆堆芯系统，在保证棱柱式气冷微堆固有安全性的基础上，通过解决堆芯尺寸难以微型化、气冷小堆较大的中子泄漏造成堆外严重活化的问题，实现了气冷微堆堆芯系统的可运输性，通过六棱柱燃料棒组件结构实现活性区紧凑布置；通过环形燃料棒结构来增加堆芯系统内燃料装载量、增强冷却剂冷却，从而减小堆芯系统临界质量和临界体积，实现堆芯系统微型化。通过反射层外慢化层和吸收层结构，可以利用较小的几何空间来减小堆外中子注量率，进而实现降低堆外空气、金属材料活化的目的。堆芯系统布置紧凑，具有优越的安全性，运输便捷，到达指定地点后可长寿期不换料地安全运行。

实施例2

如图1所示，本实施例提供一种燃料棒组件1，包括：燃料棒2、可燃毒物棒6，若干根燃料棒2分布在六棱柱格架3内的栅格4中，燃料棒2包括：内包壳、设置于内包壳外围外的外包壳、填充于内包壳与外包壳之间间隙的燃料芯块，内包壳、外包壳均为管状，燃料棒2在燃料棒组件1的底面的正投影为环形，由内包壳内壁形成的燃料棒的轴向中心通道5用于填充冷却剂，可燃毒物棒6设置于六棱柱格架3内的燃料棒2之间的间隙中。

若干燃料棒2为至少两根燃料棒2。

冷却剂是单相惰性气体氦气，避免了与相变相关的反应性。

优选的是，栅格4为六棱柱状结构，每个燃料棒2所在的栅格4与相邻的燃料棒2所在的栅格4通过侧面重叠连接，燃料棒组件1的六棱柱格架3包括：中心栅格、设置于中心栅格外围的至少一圈栅格。每个栅格4内均设置有燃料棒2。

优选的是，可燃毒物棒6设置于任意一圈栅格中的两个相邻的栅格组成的第一栅格组与其相邻的两个栅格组成的第二栅格组之间的节点处。

燃料棒组件1为六棱柱结构。具体的，燃料棒2按照六边形的栅格4排布，可燃毒物棒6布置在栅格4节点，燃料棒2布置在栅格4中心。燃料棒2为环形结构，燃料棒的轴向中心通道5流通为冷却剂通道，冷却剂从燃料棒的轴向中心通道5流通。可燃毒物棒6对称布置在六棱柱状的栅格4的交点处。

优选的是，内包壳的材料为石墨或碳化硅；外包壳的材料为石墨或碳化硅(SiC)。

优选的是，燃料芯块包括：包覆燃料颗粒、基体，包覆燃料颗粒弥散在基体中，基体材料为石墨或陶瓷。具体的，燃料芯块是数量众多的包覆燃料颗粒弥散在石墨或陶瓷基体中而形成的。

包覆燃料颗粒为弥散颗粒燃料，可有效防止裂变产物释放，避免燃料受到侵蚀。

本实施例还提供一种可运输的气冷微堆堆芯系统，包括：由内到外依次设置的活性区、反射层10、慢化层11、吸收层12，活性区包括上述的燃料棒组件1、控制组件，其中，控制组件用于补偿燃料消耗和调节反应速率。

具体的，本实施例中的慢化层11为强慢化层，吸收层12为强吸收层。

优选的是，活性区包括：活性区的轴向中心通道7、活性区的轴向中心通道7外包覆的燃料棒组件层，燃料棒组件层由燃料棒组件1组成，控制组件设置于活性区的轴向中心通道7和/或燃料棒组件层与反射层10之间的空隙。

优选的是，控制组件以转鼓形式布置在燃料棒组件层与反射层10之间的空隙，控制组件径向为圆环形状，三分之一圆环为碳化硼材料，其余三分之二圆环采用与侧反射层15相同的材料，侧反射层15包覆于活性区的轴向侧面外。

优选的是，控制组件以控制棒形式布置在燃料棒组件层与反射层10之间的空隙或活性区的轴向中心通道7。

优选的是，燃料棒组件层包括设置于活性区的轴向中心通道7外围的至少一圈燃料棒组件1，每个燃料棒组件1与相连的燃料棒组件1通过侧面重叠连接。

优选的是，控制组件设置于任意一圈燃料棒组件1中的两个相邻的燃料棒组件1组成的第一燃料棒组件群与其相邻的两个燃料棒组件1组成的第二燃料棒组件群之间的节点外围，和/或设置于活性区的轴向中心通道7。

当活性区的轴向中心通道7没有设置控制组件时，活性区的轴向中心通道7可用于设置燃料棒组件。

具体的，本实施例中的控制棒包括第一套控制棒8、第二套控制棒9，第一套控制棒8设置于燃料棒组件层与反射层10之间的空隙，第二套控制棒9设置于活性区的轴向中心通道7内。

优选的是，反射层10的材料为石墨或氧化铍(BeO)；

慢化层11的材料为氢化锆或氢化钇；

吸收层12的材料为碳化硼、镉、含硼碳砖中的任意一种。慢化层11为强慢化层，吸收层12为强吸收层，强慢化层和强吸收层的设计，可以减少堆芯泄漏到堆外的中子注量率，解决辐射屏蔽方面的问题。含硼碳砖即是将预设含量占比的B₄C和碳烧制在一起所形成的材料。

中子慢化剂是石墨或氧化铍，具有热容大、耐高温、热导率高、慢化比高、热中子吸收截面小等优点。燃料棒组件1整体上是个六棱柱的石墨或氧化铍块，是整个组件的结构材料，也是中子慢化剂，起到减慢中子运动速度的作用。燃料棒2、可燃毒物棒6都是通过在这个六棱柱石墨或氧化铍块上打孔安装上去的。

反射层10包括前反射层13、后反射层14、侧反射层15，侧反射层15分别与前反射层13、后反射层14连接，侧反射层15设置于活性区的侧面，前反射层13设置于活性区的前面、后反射层14设置于活性区的后面。

堆芯系统具有较强的温度负反馈可以实现堆芯系统自动停堆，这些使得堆芯系统具备极好的固有安全性。

具体的，本实施例提出的一种可运输的气冷微堆堆芯系统，使用的燃料是包括富集度19.75％的UO₂燃料核和四层包层结构的包覆燃料颗粒，燃料核直径650μm，燃料颗粒直径1030μm；燃料颗粒弥散在SiC基体中，颗粒体积占比40％。7组环形燃料棒2放置在燃料棒组件1的栅格4中，按照六边形栅格4网格排布，形成六棱柱燃料棒组件1。图1是燃料棒组件1布置示意图。燃料棒2内半径和外半径分别为0.8cm和2.0cm，内包壳、外包壳均为SiC包壳，冷却剂在环形燃料棒的轴向中心通道5。3组可燃毒物棒6对称布置在六边形栅格4网格节点上，可燃毒物棒6的吸收体材料为Gd₂O₃。燃料棒组件1对边距为19cm，轴向长度33.3cm。

图2是堆芯系统的径向布置示意图，图3是堆芯系统的轴向布置示意图，燃料棒组件1在径向分区布置、轴向分3层布置，径向上每层布置有18个燃料棒组件1。活性区的等效外直径为87cm，轴向长度100cm；反射层10为氧化铍材料；整个堆芯系统径向直径125cm，轴向长度130cm。堆芯系统的反射层10外布置有4cm厚度氢化锆作为慢化层11和1cm厚度碳化硼作为吸收层12。

堆芯系统布置两套控制棒，控制棒的吸收体材料均为碳化硼，吸收体外半径3.0cm。其中，第一套控制棒8为位于反射层10与燃料棒组件1之间的空隙为6组，用于补偿温度变化、氙钐毒、燃耗等引起的反应性变化、以及冷停堆、热停堆、紧急停堆等。第二套控制棒9位于活性区的轴向中心通道7的1组，作为备用手段，当第一套控制棒8不能停堆时，第二套控制棒9可实现热停堆。

为分析堆芯物理特性，利用通用的蒙卡程序建立温度1000K的堆芯系统模型。

堆芯系统燃耗特性如图4所示，2MW热功率下，堆芯系统寿期3750EFPD，可以实现10年以上寿期的目标。布置可燃毒物的堆芯系统，当所有控制棒提出时，整个寿期内堆芯keff在1.00323到1.01919之间波动，变化幅度在1.6％以内，有利于堆芯系统反应性控制。寿期末，平均卸料燃耗深度为59287MWd/tU，燃料棒2最大卸料燃耗深度为95802MWd/tU。

寿期初，全堆燃料棒2的功率因子最大为1.840，最小为0.687。寿期末，全堆燃料棒2的功率因子最大为1.435，最小为0.728。

堆芯系统停堆方面，(1)第一套控制棒8：侧反射层内侧控制棒可实现冷停堆、热停堆，300K冷停堆深度可达﹣1681pcm。(2)第二套控制棒9：活性区的轴向中心通道7即堆芯中心的1组控制棒，作为备用手段，当第一套控制棒8不能停堆时，第二套控制棒9实现热停堆，600K热停堆深度可达﹣3644pcm。

堆芯系统温度负反馈自动停堆方面：当所有控制棒提出且不可用时，寿期内，堆芯keff极大值点出现在0EFPD的1.01763和2750EFPD的1.01919，而总温度系数分别为﹣3.7pcm/K和﹣2.7pcm/K。因此，当堆芯系统温度分别上升至1473K(约1200℃)和1704K(约1431℃)时，堆芯系统可以自动停堆，距离限值1600℃之间还有很大的裕量。所以，该堆芯系统，即使在事故条件下，所有控制棒抽出且不可用，没有任何应急措施，仅依靠温度负反馈也可以实现自动热停堆，从物理上避免了堆芯系统熔化和放射性物质大量释放的风险。

慢化层11和吸收层12的设置极大降低了堆外中子注量率，表1是堆芯系统外表面2cm附近各能群中子注量率。0.625eV以下热中子注量率统计结果几乎为零，0.625eV～0.1MeV的中能中子注量率降低至5.72E+09n·cm^-2·s^-1，约降低50倍。而堆外空气、金属材料的活化主要由热中子和低能中子导致，慢化层11和吸收层12的设置将有效降低堆外活化问题，减少中子辐射和次级光子辐射。

表1堆芯系统外2cm处各能群中子注量率(单位n·cm^-2·s^-1)

表1中的不加强慢化层和吸收层，即在图2所示的堆芯系统中没有标记为慢化层11和吸收层12的这两层结构，堆芯系统只包括活性区、反射层10。此时，将会有大量中子从堆芯内向外泄漏，堆外会有很大的中子辐照和次级光子辐照，导致堆外的空气、钢材料严重活化。

表1中加强慢化层11和吸收层12，通过在堆芯外围紧贴着布置加强慢化层11，可以把泄漏的中子尽可能充分地慢化，即将中子运动速度减慢、能量降低；然后，在外围紧贴着布置加强吸收层12，把被慢化的中子尽可能地吸收掉，从而减小泄漏到堆外的中子注量率，实现减少中子辐射和次级光子辐射的目的，避免堆外空气和金属的严重活化。

堆芯系统总尺寸较小，可以放置在常用的集装箱等运输容器中，通过公路、铁路、飞机等方式便捷运输至指定地点，灵活使用，市场潜力大。

慢化剂指图2堆芯系统的活性区内的慢化材料，具体即是所有燃料棒组件1内的氧化铍六棱柱块，具体为六棱柱格架，其作用是(1)减慢中子运动速度、降低中子能量，使这些堆内的中子处于更容易与U₂₃₅发生核裂变的状态；(2)对中子吸收较少，即减少慢化材料对中子的吸收，避免中子损失，从而使更多中子用来发生裂变。当然，在该堆型中，慢化剂也是结构材料，会承受高温、高压、应力等。

强慢化层11指图2堆芯系统外围的结构慢化层11，其作用是慢化从堆内向堆外泄漏的中子，使这些泄漏的中子处于更容易被结构吸收层12吸收的状态，避免堆外泄漏的中子过多。因为堆外泄漏的中子过多，会产生很大的中子辐射和次级光子辐射，空气、钢材会严重活化，会对运行人员、设备、环境造成不利影响。之所以先设置强慢化层11，再设置强吸收层12，一方面是为了减小整个堆芯系统的尺寸，另一方面是因为中子能谱复杂，能量从1E-11MeV到20MeV横跨很多量级，而中子吸收材料一般是吸收能量较低的中子，所以需要先设置结构慢化层11来慢化中子，再吸收中子。

以氧化铍作为慢化剂和反射层材料、富集度在20％以下的UO₂作为燃料为例，本实施例的效果如下：堆芯系统热功率2MW，寿期可达10年以上，堆芯系统径向总直径125cm，轴向总长度130cm；活性区总体积0.56m³。两套控制棒可以实现正常运行的反应性调节和堆芯系统停堆。堆外热中子注量率几乎降为零，超热中子注量率降低50倍。堆芯系统具有较强的温度负反馈，即使所有控制棒不可用，没有任何应急措施，仅依靠温度负反馈也可以实现堆芯系统自动热停堆，从物理上避免了堆芯系统熔化和放射性物质释放的可能性。堆芯系统尺寸较小，可以布置在集装箱内，便于运输，具有较大的市场潜力。

本实施例提出的一种可运输的气冷微堆堆芯系统，通过合理的堆芯系统燃料设计、调节堆芯系统尺寸和燃料富集度等参数，可以实现不同功率不同寿期的设计；该堆芯系统具有优越的设计灵活性和环境适用性。

本实施例所涉及的燃料棒组件1及可运输的气冷微堆堆芯系统，在保证棱柱式气冷微堆固有安全性的基础上，通过解决堆芯系统尺寸难以微型化、气冷小堆较大的中子泄漏造成堆外严重活化的问题，实现了气冷微堆堆芯系统的可运输性，本发明一方面通过六棱柱燃料棒组件1结构实现活性区紧凑布置，通过环形燃料棒2结构来增加堆芯系统内燃料装载量、增强冷却剂冷却，从而减小堆芯系统临界质量和临界体积，实现堆芯系统微型化；另外一方面反射层10外的慢化层11、吸收层12结构的布置，有利于通过很小的几何尺寸实现堆外中子注量率的极小化，进而降低堆外空气、金属材料的活化，最终实现堆芯系统的可运输性。通过解决堆芯及辐射屏蔽这两方面的问题，实现堆芯系统及屏蔽整体体积微型化，最终实现堆芯系统的可运输性。因此，本实施例解决了现有高温气冷堆面临的临界质量大、堆芯几何尺寸无法有效减小，气冷小堆中子泄漏大、堆外中子注量高导致空气、金属材料活化严重，进而导致堆芯整体尺寸很大，难以实现可移动的问题。

本实施例所涉及的一种可运输的气冷微堆堆芯系统，堆芯系统布置紧凑，具有优越的安全性，运输便捷，可以放在常用的运输工具中，通过发达的运输系统，可以便捷地送达指定地点并可以长寿期不换料地安全运行，具有极强的灵活性和广阔的市场前景。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种燃料棒组件，其特征在于，包括：燃料棒、可燃毒物棒，若干根燃料棒分布在六棱柱格架内的栅格中，燃料棒包括：内包壳、设置于内包壳外围外的外包壳、填充于内包壳与外包壳之间间隙的燃料芯块，内包壳、外包壳均为管状，由内包壳内壁形成的燃料棒的轴向中心通道用于填充冷却剂，可燃毒物棒设置于六棱柱格架内的燃料棒之间的间隙中。

2.根据权利要求1所述的燃料棒组件，其特征在于，栅格为六棱柱状结构，每个燃料棒所在的栅格与相邻的燃料棒所在的栅格通过侧面重叠连接，燃料棒组件的六棱柱格架包括：中心栅格、设置于中心栅格外围的至少一圈栅格。

3.根据权利要求2所述的燃料棒组件，其特征在于，可燃毒物棒设置于任意一圈栅格中的两个相邻的栅格组成的第一栅格组与其相邻的两个栅格组成的第二栅格组之间的节点处。

4.根据权利要求1所述的燃料棒组件，其特征在于，内包壳的材料为石墨或碳化硅；外包壳的材料为石墨或碳化硅。

5.根据权利要求1所述的燃料棒组件，其特征在于，燃料芯块包括：包覆燃料颗粒、基体，包覆燃料颗粒弥散在基体中，基体材料为石墨或陶瓷。

6.一种可运输的气冷微堆堆芯系统，其特征在于，包括：由内到外依次设置的活性区、反射层、慢化层、吸收层，活性区包括权利要求1～5任意一项所述的燃料棒组件、控制组件，其中，控制组件用于补偿燃料消耗和调节反应速率。

7.根据权利要求6所述的可运输的气冷微堆堆芯系统，其特征在于，反射层的材料为石墨或氧化铍；

慢化层的材料为氢化锆或氢化钇；

吸收层的材料为碳化硼、镉、含硼碳砖中的任意一种。

8.根据权利要求6所述的可运输的气冷微堆堆芯系统，其特征在于，活性区包括：活性区的轴向中心通道、活性区的轴向中心通道外包覆的燃料棒组件层，燃料棒组件层由燃料棒组件组成，控制组件设置于活性区的轴向中心通道和/或燃料棒组件层与反射层之间的空隙。

9.根据权利要求8所述的可运输的气冷微堆堆芯系统，其特征在于，控制组件以转鼓形式布置在燃料棒组件层与反射层之间的空隙，控制组件径向为圆环形状，三分之一圆环为碳化硼材料，其余三分之二圆环采用与侧反射层相同的材料，侧反射层包覆于活性区的轴向侧面外。

10.根据权利要求8所述的可运输的气冷微堆堆芯系统，其特征在于，控制组件以控制棒形式布置在燃料棒组件层与反射层之间的空隙或活性区的轴向中心通道。

11.根据权利要求8所述的可运输的气冷微堆堆芯系统，其特征在于，燃料棒组件层包括设置于活性区的轴向中心通道外围的至少一圈燃料棒组件，每个燃料棒组件与相连的燃料棒组件通过侧面重叠连接。

12.根据权利要求11所述的可运输的气冷微堆堆芯系统，其特征在于，控制组件设置于任意一圈燃料棒组件中的两个相邻的燃料棒组件组成的第一燃料棒组件群与其相邻的两个燃料棒组件组成的第二燃料棒组件群之间的节点外围，和/或设置于活性区的轴向中心通道。

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