[實用新型]不停堆添加核燃料球床型反應堆

有效

• 申請號: 201220190192.3
• 申請日: 2012-05-02
• 公開（公告）號: CN202512905U
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 宋明富
• 申請（專利權）人: 宋明富
• 主分類號: G21C1/00
• 分類號: G21C1/00;G21C19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種核反應堆，特別是不停堆添加核燃料球床型核反應堆。

背景技術

核能是未來不可替代的能源之母，然而現有的傳統核能技術存在嚴重的設計觀念錯誤。不可避免的會造成各種嚴重核事故，盡管人們采取各種措施來補救，企圖避免發生核事故。但是由于設計理念未能從根本上突破現有的傳統系統設計和結構設計的束縛，不可能完全徹底的根除所有核事故隱患。必然還會存在發生核事故的隱患。

傳統反應堆的核燃料是由核燃料棒組件一次裝填到反應堆內，然后封閉反應堆，啟動控制系統調控反應堆的控制棒，使反應堆芯中的核燃料在超臨界狀態，因中子相互碰撞激發，發生鏈式反應產生熱能。核熱能經由一、二回路熱循環交換，加熱二回路循環水使之產生高壓蒸汽，再由高壓高溫蒸汽推動汽輪發電機組發電產生電能，供工農業生產及居民生活用電。傳統的反應堆，不論是二代，三代甚至四代核反應堆，要么是使用核燃料棒組件，要么是使用核燃料球，但一般都是采用一次加足核燃料。由控制棒來控制核燃料的反應度；一次加的核燃料越多，反應堆連續運行的時間越長，往往為了提高反應堆的運行效率，延長換料周期，會往反應堆中裝填盡可能多的核燃料，待核燃料不能滿足熱功率需求時停堆，打開反應堆，取出核燃料棒或核燃料球。再重新裝填核燃料，再重新啟動核反應堆，這樣做有以下五大弊端：

1.裝填核燃料越多，發生核事故的危險越大。后果越嚴重，污染危害范圍越廣。處理起來越難。

2.每次換裝核燃料都必須停堆，需要很長時間才能冷卻，每次換料都會釋放出大量放射性污染物質。不但會降低反應堆運行效率，還會因釋放出的放射性物質，對環境造成放射性污染。

3.由于結構設計不合理，抗御強地震，海嘯等強自然災害的能力很差。極易遭受強地震等自然災害的損壞，泄漏的放射性污染物質長期無法清除。造成無法挽回的嚴重后果。

4.建傳統核電站對地質、地理條件要求很高，造成選址困難。大大限制核電的廣泛普及和發展，并大大延長核電站的建設周期。

5.由于長期經常換料造成放射性污染，對放射性安全防護殼的累積污染。即使不發生核事故，停堆廢棄后也不能立即拆除。需要等待數十年甚至上百年時間，等放射性污染衰減到安全值之后才能拆除。還有可能留下有害的放射性建筑垃圾遺害環境。使寶貴的土地不能立即得到再利用。

發明內容

本實用新型的的目的就是針對上述問題，提供的一種全新的核反應堆技術解決方案。提出了一系列突破性技術改進措施，提出一種全新的不停堆添加核燃料球，不停堆排出乏燃料球，無放射性泄漏的第五代超安全不停堆添加核燃料球床型反應堆。

本實用新型的技術方案為：不停堆添加核燃料球床型反應堆，是一由反應堆內殼和反應堆外殼組成的圓柱體。位于反應堆內殼的中心設有球床型的核反應堆芯。反應堆外殼的頂端外裝有一個鈾燃料球供給箱，鈾燃料球供給箱為密閉箱體，內裝備用核燃料球。鈾燃料球供給箱底部的進料閘門通過依次連通的進料壓力過渡倉、球形核燃料進料緩沖管道與核反應堆芯上面安裝的球形核燃料分配器相接。核反應堆芯的底部設有反應堆核燃料球排料閘門，排料控制閘門下方與核燃料球排出管道相連。排出管道通過其下方的排料壓力過渡倉連接到乏燃料裝納箱。在核反應堆芯的當中為中心區一回路冷卻導流管，中心區一回路冷卻導流管周圍填滿了核燃料球。沿中心區一回路冷卻導流管周圍向外和核反應堆芯內壁之間均勻分布有多根反應堆控制棒導管。緊靠反應堆芯外壁是圓筒形控制板，圓筒形控制板外為一回路冷卻層，一回路冷卻層外為一回路鈉冷中間熱交換器，一回路鈉冷中間熱交換器緊靠近反應堆內殼。反應堆內殼和反應堆外殼之間設有一、二回路熱交換器并充滿二回路循環水；一、二回路熱交換器和反應堆外殼之間設有內保溫層。

在由反應堆內殼和反應堆外殼組成的圓柱體底部，一回路主循環閥門B、一回路主循環泵A，以及一回路主循環閥門A組成第一套一回路主循環系統；一回路主循環閥門C、一回路主循環泵B，以及一回路主循環閥門D組成第二套一回路主循環系統。二回路循環水充滿反應堆外殼和反應堆內殼之間的全部空間。

本實用新型的效果是：

可以完全避免上述現有核反應堆的五項嚴重弊端，讓核能真正成為一種超安全，高效，環保，清潔，持久，充足，可靠，方便廉價的理想能源。徹底消除世界對核能的恐懼心理。特別是在化石燃料價格飛漲和對環境造成的污染越來越嚴重的情況下，第五代超安全不停堆添加核燃料反應堆更具有長久但迫切的經濟實用價值。

本實用新型采用了不同于現有反應堆的下述措施：

1.改用核燃料棒為采用核燃料球。