[發(fā)明專利]一種實現(xiàn)反應(yīng)堆控制棒緩沖功能的星形緩沖結(jié)構(gòu)及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610187971.0
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN105761765B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜華;王留兵;饒琦琦;何大明;劉佳;劉曉;肖聰;段春輝;楊靈均;顏達鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國核動力研究設(shè)計院
• 主分類號: G21C7/20
• 分類號: G21C7/20;G21C7/10
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙)51220
• 代理人: 馮龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)的對控制棒落棒進行緩沖的相關(guān)結(jié)構(gòu)，具體涉及一種實現(xiàn)反應(yīng)堆控制棒緩沖功能的星形緩沖結(jié)構(gòu)及其方法。

背景技術(shù)

核反應(yīng)堆，又稱為原子能反應(yīng)堆或反應(yīng)堆，是能維持可控自持鏈式核裂變反應(yīng)，以實現(xiàn)核能利用的裝置。相對于核武爆炸瞬間所發(fā)生的失控鏈式反應(yīng)，在反應(yīng)堆之中，核變的速率可以得到精確的控制，其能量能夠以較慢的速度向外釋放，供人們利用，核反應(yīng)堆通過合理布置核燃料，使得在無需補加中子源的條件下能在其中發(fā)生自持鏈式核裂變過程。反應(yīng)堆這一術(shù)語應(yīng)覆蓋裂變堆、聚變堆、裂變聚變混合堆，但一般情況下僅指裂變堆。反應(yīng)堆的控制棒在落棒時需要對其進行緩沖，以防止對燃料組件造成損傷，常用的方法是在燃料組件的導(dǎo)向管內(nèi)設(shè)置縮徑式結(jié)構(gòu)，為控制棒提供落棒時的水力緩沖，但對于一些無法在燃料組件內(nèi)進行緩沖的反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)，其落棒緩沖就只能在堆芯上板上進行，造成緩沖效果差，控制棒受到?jīng)_擊大，使得設(shè)備受到損傷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是由于燃料組件結(jié)構(gòu)原因，無法在燃料組件內(nèi)對反應(yīng)堆控制棒進行落棒緩沖，只能在堆芯上板上實現(xiàn)落棒緩沖，目的在于提供一種實現(xiàn)反應(yīng)堆控制棒緩沖功能的星形緩沖結(jié)構(gòu)及其方法，該緩沖結(jié)構(gòu)帶有八根呈星形布置的緩沖活塞，在堆芯上板上對應(yīng)加工有八個呈星形布置的緩沖孔，當(dāng)緩沖活塞插入緩沖孔內(nèi)時，擠出冷卻劑時實現(xiàn)了水力緩沖，解決了由于燃料組件結(jié)構(gòu)原因，無法在燃料組件內(nèi)對反應(yīng)堆控制棒進行落棒緩沖，只能在堆芯上板上實現(xiàn)落棒緩沖的問題。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種實現(xiàn)反應(yīng)堆控制棒緩沖功能的星形緩沖結(jié)構(gòu)，包括堆芯上板，所述堆芯上板上方設(shè)置有星形緩沖柱和若干根導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱固定在堆芯上板上，星形緩沖柱設(shè)置在導(dǎo)向柱形成的區(qū)域之間，星形緩沖柱的側(cè)壁契合在導(dǎo)向柱中，并且星形緩沖柱能夠在導(dǎo)向柱的外壁上沿著導(dǎo)向柱軸線方向移動，在星形緩沖柱上設(shè)置有若干個通孔，在導(dǎo)向柱形成的區(qū)域之間設(shè)置有若干根緩沖活塞，緩沖活塞呈星形布置，緩沖活塞的頂端插入到對應(yīng)的通孔中，緩沖活塞中設(shè)置有緩沖活塞內(nèi)孔，通孔中設(shè)置有活塞堵頭，并且活塞堵頭設(shè)置在緩沖活塞上方，活塞堵頭中設(shè)置有緩沖堵頭內(nèi)孔，堆芯上板中設(shè)置有若干個堆芯上板緩沖孔，每個堆芯上板緩沖孔對應(yīng)設(shè)置在其中一根緩沖活塞的正下方，且隨著星形緩沖柱沿著導(dǎo)向柱軸線方向移動緩沖活塞能夠插入到對應(yīng)的堆芯上板緩沖孔中，在堆芯上板緩沖孔中設(shè)置有緩沖堵頭，緩沖堵頭設(shè)置在緩沖活塞的下方，緩沖堵頭中設(shè)置有緩沖堵頭內(nèi)孔。本方案主要是用于實現(xiàn)控制棒落棒后在堆芯上板上的緩沖。星形緩沖柱側(cè)壁膨大為八角結(jié)構(gòu)，每個緩沖活塞對應(yīng)插入到其中一個角中，星形緩沖柱下部與控制棒通過螺紋配合連接，星形緩沖柱上部與驅(qū)動機構(gòu)通過螺紋配合連接，星形緩沖柱的周向均勻布置有八個螺孔，用于安裝緩沖活塞和活塞堵頭，緩沖活塞和活塞堵頭均帶有貫穿孔，可用于調(diào)節(jié)水力緩沖效果。在控制棒對應(yīng)安裝位置處的堆芯上板上加工有八個緩沖孔，每個緩沖孔底部安裝有一個緩沖堵頭，緩沖堵頭帶有通孔，可用于調(diào)節(jié)水力緩沖效果。當(dāng)星形緩沖柱及緩沖活塞隨控制棒下落時，由設(shè)置在堆芯上板上的四個導(dǎo)向柱提供全程導(dǎo)向，準確插入堆芯上板的八個緩沖孔內(nèi)，擠出緩沖孔內(nèi)的冷卻劑實現(xiàn)了水力緩沖。其解決了由于燃料組件結(jié)構(gòu)原因，無法在燃料組件內(nèi)對反應(yīng)堆控制棒進行落棒緩沖，只能在堆芯上板上實現(xiàn)落棒緩沖的問題。

導(dǎo)向柱的數(shù)量優(yōu)選為四根，導(dǎo)向柱圍繞星形緩沖柱的中心線均勻分布，實現(xiàn)星形緩沖柱移動時的導(dǎo)向；緩沖活塞的數(shù)量和堆芯上板緩沖孔的數(shù)量均為八根，八根活塞，既保證插入時的穩(wěn)定性，也保證了對于冷卻劑擠出速率，用于在控制棒落棒時帶動緩沖活塞插入緩沖孔內(nèi)，通過擠出緩沖孔內(nèi)的水實現(xiàn)在堆芯上板上對控制棒進行水力緩沖，使得插入時精確，對于反應(yīng)堆冷卻劑擠出時均勻，其緩沖效果達到最佳，緩沖活塞圍繞星形緩沖柱的中心線呈星形均勻分布；通孔的中心線、緩沖活塞內(nèi)孔的中心線和緩沖堵頭內(nèi)孔的中心線重合；緩沖堵頭內(nèi)孔的中心線、緩沖堵頭的中心線和堆芯上板緩沖孔的中心線重合。中心線重合使得在進行緩沖時順暢而且有序，不會產(chǎn)生絮流。