[發明專利]一種外源驅動的正方形排列的徑向功率展平堆芯

在審

• 申請號: 201410053358.0
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN103839601A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 陳忠
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: G21C21/00
• 分類號: G21C21/00
• 代理公司: 北京市金棟律師事務所 11425
• 代理人: 邢江峰

1.一種外源驅動的正方形排列的徑向功率展平堆芯，其特征在于：堆芯的反應堆為正方形柵格排列堆芯布局，按徑向從其中心向外依次為外中子源區、低濃度第一裂變燃料區、中濃度第二裂變燃料區、較高濃度第三裂變燃料區、高濃度第四裂變燃料區、反射區、屏蔽區，外中子源區使用高能質子撞擊液態重金屬靶所產生的散裂中子作為外中子源；低濃度第一裂變燃料區、中濃度第二裂變燃料區、較高濃度第三裂變燃料區、高濃度第四裂變燃料區使用不同濃度的鈾或钚或MA的金屬燃料作為核燃料，由外中子源區提供的散裂中子在不同濃度裂變燃料區使燃料發生裂變反應并產生能量；反射區采用液態鉛鉍和不銹鋼作為反射材料；屏蔽區使用碳化硼作為屏蔽材料。根據反應堆為提高卸料燃耗而使用的4批換料方案這一原則，裂變燃料區分4區布置，基于反應堆物理和熱工水力學原理，引入數學方差方法分析得出方差最小的裂變燃料區分區模型，根據該模型設計低濃度第一裂變燃料區、中濃度第二裂變燃料區、較高濃度第三裂變燃料區、高濃度第四裂變燃料區的徑向幾何厚度，實現一個外源驅動堆芯高燃耗、高發電效率和展平裂變燃料區徑向功率分布的目的。

2.根據權利要求1所述的一種外源驅動的正方形排列的徑向功率展平堆芯，其特征在于：所述的外中子源區放置一個液態鉛鉍合金散裂靶，采用中高能強流質子加速器產生的能量為1.5GeV，流強～10mA的高能質子束轟擊液態鉛鉍合金靶，所產生的散裂中子作為分別驅動低濃度第一裂變燃料區、中濃度第二裂變燃料區、較高濃度第三裂變燃料區、高濃度第四裂變燃料區的外中子源。

3.根據權利要求1所述的一種外源驅動的正方形排列的徑向功率展平堆芯，其特征在于：所述的低濃度第一裂變燃料區、中濃度第二裂變燃料區、較高濃度第三裂變燃料區、高濃度第四裂變燃料設計為7層燃料組件，燃料濃度按照由內到外由低到高的原則設計，燃料區中液態鉛鉍作為冷卻劑，結構材料采用不銹鋼。

4.根據權利要求1所述的一種外源驅動的正方形排列的徑向功率展平堆芯，其特征在于：所述的反射區由2層反射組件組成，主體材料為液態鉛鉍和不銹鋼。

5.根據權利要求1所述的一種外源驅動的正方形排列的徑向功率展平堆芯，其特征在于：所述的屏蔽區由1層屏蔽組件組成，中子吸收材料為碳化硼，結構材料為不銹鋼。

6.根據權利要求1所述的一種外源驅動的正方形排列的徑向功率展平堆芯，其特征在于：所述的反射區和屏蔽區的軸向分布均布置在該區的燃料棒上。