[發(fā)明專利]一種鉛鉍堆ADS的堆芯結(jié)構(gòu)

有效

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• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN106373621B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盛選禹;王亮君;成昱旻;徐雅晨;王鑫磊;葛云貴;殷世聰;張志擎;劉傳;孫嘉琦;邵榮;郭豹;孔文文;凌晨;尹嬌妹;艾雪松
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)天津高端裝備研究院
• 主分類號: G21C3/04
• 分類號: G21C3/04;G21C3/06
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司12211
• 代理人: 楊慧玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于核設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于乏燃料處理的鉛鉍堆ADS的堆芯結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

ADS為加速器驅(qū)動次臨界潔凈核能系統(tǒng)，鉛鉍堆ADS的堆芯結(jié)構(gòu)用于實現(xiàn)質(zhì)子束流轟擊重金屬散裂靶，引起散裂反應(yīng)，為次臨界堆提供外源中子以驅(qū)動反應(yīng)堆內(nèi)的核反應(yīng)，從而實現(xiàn)核廢料嬗變等功能。反應(yīng)堆使用的堆芯要求可靠度高和安全性好，目前在鉛鉍堆ADS的堆芯設(shè)計中，存在著設(shè)計復(fù)雜，體積龐大，制造難度大，經(jīng)濟(jì)性差等問題。因此需要設(shè)計一種堆芯解決以上提出的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種鉛鉍堆ADS的堆芯結(jié)構(gòu)，以有效地解決由于堆芯設(shè)計復(fù)雜帶來的可靠性和安全性差等問題，提高ADS反應(yīng)堆的效率。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種鉛鉍堆ADS的堆芯結(jié)構(gòu)，包括：

鉛冷靶區(qū)，所述鉛冷靶區(qū)為圓筒狀空腔結(jié)構(gòu)，所述鉛冷靶區(qū)的外側(cè)上部且環(huán)繞鉛冷靶區(qū)設(shè)有頂部鈹反射層，所述鉛冷靶區(qū)的外側(cè)下部且環(huán)繞鉛冷靶區(qū)設(shè)有鉛冷卻劑，所述鉛冷卻劑的上表面與頂部鈹反射層的下表面接觸，所述鉛冷卻劑和所述頂部鈹反射層的外側(cè)分別環(huán)繞有聚乙烯側(cè)反射層，所述聚乙烯側(cè)反射層外側(cè)環(huán)繞有底反射層；

所述頂部鈹反射層區(qū)域內(nèi)設(shè)有多個第一富集度燃料組件，所述聚乙烯側(cè)反射層區(qū)域內(nèi)設(shè)有多個第二富集度燃料組件，所述鉛冷卻劑和聚乙烯側(cè)反射層的底部設(shè)有活性區(qū)底板，所述活性區(qū)底板上開有與鉛冷靶區(qū)和第一、二富集度燃料組件位置相對應(yīng)的孔，鉛冷靶區(qū)和第一、二富集度燃料組件的下端分別嵌入到與其相對應(yīng)的孔上；

所述活性區(qū)底板的下方由內(nèi)向外依次設(shè)有石墨活動塊、石墨活動塊包殼、底部中心石墨和支撐環(huán)座。

進(jìn)一步的，所述鉛冷靶區(qū)頂部安裝有頂蓋，所述鉛冷靶區(qū)的底部安裝有不銹鋼墊塊。

進(jìn)一步的，所述第一富集度燃料組件為90％富集度燃料組件，所述第二富集度燃料組件為20％富集度燃料組件，所述第一富集度燃料組件和所述第二富集度燃料組件均為圓柱形。

進(jìn)一步的，所述頂部鈹反射層和與頂部鈹反射層相對應(yīng)的鉛冷卻劑上分別開有四圈圓孔，且頂部鈹反射層和與鉛冷卻劑上的圓孔位置一一對應(yīng)，每個圓孔分別能容納第一富集度燃料組件，每圈圓孔均以鉛冷靶區(qū)為中心呈對稱式分布。

進(jìn)一步的，所述聚乙烯反射層為內(nèi)側(cè)設(shè)有臺階的圓筒型結(jié)構(gòu)，外側(cè)聚乙烯側(cè)反射層上開有三圈圓孔，內(nèi)側(cè)聚乙烯側(cè)反射層和與其相對應(yīng)的鉛冷卻劑上分別開有八圈圓孔，且聚乙烯側(cè)反射層和鉛冷卻劑上的圓孔一一對應(yīng)，每個圓孔分別能容納第二富集度燃料組件，每圈圓孔均以鉛冷靶區(qū)為中心呈對稱式分布。

進(jìn)一步的，所述底反射層上安裝有兩個鉛冷安全棒和兩個鉛冷調(diào)節(jié)棒，兩個鉛冷安全棒和兩個鉛冷調(diào)節(jié)棒分別以鉛冷靶區(qū)為圓心沿圓周方向呈對稱式分布。

進(jìn)一步的，所述底反射層上安裝有八個鋁導(dǎo)向管，八個鋁導(dǎo)向管以鉛冷靶區(qū)為圓心沿圓周方向呈對稱式分布。

進(jìn)一步的，所述鉛冷調(diào)節(jié)棒為圓柱形，所述鉛冷調(diào)節(jié)棒包括調(diào)節(jié)棒不銹鋼剝殼、調(diào)節(jié)棒鎘吸收體和調(diào)節(jié)棒不銹鋼封底。

進(jìn)一步的，所述鉛冷安全棒為圓柱形，所述鉛冷安全棒包括安全棒鎘包殼、安全棒鎘封底、安全棒聚乙烯和碳化硼吸收體。

進(jìn)一步的，所述鋁導(dǎo)向管為圓筒型結(jié)構(gòu)。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種鉛鉍堆ADS的堆芯結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)勢：

本發(fā)明所述的一種安全可靠的鉛鉍堆ADS堆芯，可以有效地解決由于堆芯設(shè)計復(fù)雜帶來的可靠性和安全性差等問題，提高了ADS反應(yīng)堆的效率，同時在滿足反應(yīng)堆正常運(yùn)行及安全的前提下，有效地提高經(jīng)濟(jì)性，本發(fā)明提高了鉛鉍ADS反應(yīng)堆堆芯的效率和安全性。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例所述的堆芯整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例所述的堆芯結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖3為本發(fā)明實施例所述的堆芯結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖4為本發(fā)明實施例所述的富集度燃料組件位置布置示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-鉛冷靶區(qū)；101-頂蓋；102-墊塊；2-頂部鈹反射層；3-聚乙烯側(cè)反射層；4-第一富集度燃料組件；5-第二富集度燃料組件；6-鉛冷卻劑；7-底反射層；8-活性區(qū)底板；9-石墨活動塊；10-石墨活動塊包殼；11-支撐環(huán)座；12-底部石墨中心；13-鉛冷調(diào)節(jié)棒；14-鉛冷安全棒；15-鋁導(dǎo)向管。

具體實施方式