具体实施方式

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

相较于传统的燃料棒结构无法从根本上缓解或消除芯块包壳机械相互作用，难以用于具有快速功率变化要求的反应堆的问题，本实施例提出了一种克服芯块包壳机械相互作用的燃料棒，本实施例通过在燃料棒的包壳-芯块间隙中预设热膨胀差空间，使其在较大的功率变化幅度下依然不产生芯块包壳机械相互作用，进而缓解或消除芯块包壳机械相互作用，能够适用于具有快速功率变化需求的核反应堆，提高了适用范围，减少反应堆的运行限制。

具体如图1-3所示，本实施例的燃料棒包括包壳1、燃料芯块2和包壳-燃料芯块间隙3；

本实施例的包壳-燃料芯块间隙3中包含了预设热膨胀差空间，本实施例的包括-燃料芯块间隙3为δ＝δ1+Δr2-Δr1；

其中，δ1为燃料棒间隙，Δr1为燃料芯块最大热膨胀，Δr2为包壳对应热膨胀。

实施例2

为了进一步缓解或消除芯块包壳机械相互作用，基于上述实施例1，本实施例的燃料棒采用高热导率的燃料芯块，降低燃料芯块的温度。如通过将二氧化铀等常规燃料放在高热导率的金属中制成等效燃料芯块等措施进行实现。

本实施例的高热导率的金属可采用如不锈钢等材料。

实施例3

为了进一步缓解或消除芯块包壳机械相互作用，本实施例在上述实施例的基础上，采用较低热膨胀系数的燃料材料和较高热膨胀系数的包壳材料。如通过将二氧化铀等常规燃料放在高热导率的金属中制成等效燃料芯块使其等效热膨胀系数接近基体金属，能够有效降低芯块热膨胀；或者将目前的锆合金包壳进行掺杂改性提高热膨胀系数，均能缓解或消除芯块包壳机械相互作用。

本实施例的二氧化铀燃料基体的金属相热膨胀系数小于包壳热膨胀系数，如包壳采用锆合金材料，基体金属采用钨材料。

本发明克服了燃料棒的芯块包壳机械相互作用，使其具有适应快速功率变化的能力，扩大了采用该燃料棒的燃料组件适用范围，简化了反应堆的操作，减少反应堆的运行限制，提高燃料组件乃至反应堆的经济性；同时消除了PCI(芯块包壳相互作用)这一失效机理，提升了燃料棒的可靠性；还能降低燃料组件热储能，降低事故发生后的安全风险。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。