同心套管型元件

同心套管型元件是一種典型的研究試驗堆燃料元件，採用同心套管式結構，一般是由不同直徑的燃料管套在一起，與不含燃料的內套管、外套管、定位齒塊、上（下）接頭及吊裝頭等構件組裝而成。元件管的層數依設計要求而不同，管與管之間的間隙是冷卻水的流道。元件管的外壁沿母線方向均布三條筋，即可作為元件管的加強筋，同時也是管與管之間的間隔支撐。芯體材料可以是鈾鋁合金，也可以是氧化鈾和鋁的彌散體。包殼材料為鋁合金。

研究試驗堆燃料元件按照燃料元件本身不同的結構和幾何形狀可分為板狀元件、同心套管狀元件、棒狀元件和球形元件等幾類。同心套管狀元件是一種典型的研究試驗堆燃料元件。由於研究試驗堆需要提供高中子通量，而不需要產生高的冷卻劑溫度，對於高比功率和表面熱流密度的燃料元件來說，具有較大的表面積/體積比的片層狀組件極為適宜。套管式燃料組件是片層型燃料組件的變型，由多層管狀元件套裝構成。管狀元件的管壁為三層，中間一層是燃料芯體，兩側是包殼，稱為內包殼和外包殼。同心套管型元件其結構由燃料管和不含燃料芯體的內外套管套裝在一起，再與各種結構件組裝結合構成。燃料管外表面有凸起的筋條，筋條沿管壁母線方向延伸，在管壁圓周方向等距離分布，用於增強燃料管的剛度，並形成管與管之間的冷卻水流道——水隙。筋與外包殼為一體，可以在燃料管成形過程中一體生成，也可以在成形管上焊接筋或將幾塊燃料板圍成管焊接形成筋。

元件橫截面示意圖

帶筋燃料管的製造是同心套管型元件製造中的關鍵核心技術，其中異形模共擠壓成形製備帶筋燃料管技術難度較高，工藝最為先進。其主要工藝流程如圖。包括芯體材料的製備、芯坯製備、複合坯製備、共擠壓、拉拔矯直、無損檢測、機械加工和表面處理等主要工序。