[發明專利]核反應堆、尤其是緊湊型的液態金屬冷卻核反應堆

有效

• 申請號: 201680016772.1
• 申請日: 2016-03-17
• 公開（公告）號: CN107636769B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: L·奇諾蒂
• 申請（專利權）人: 水利礦業核能公司
• 主分類號: G21C1/03
• 分類號: G21C1/03;G21C1/32;G21C5/02
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷;宋洋

本發明涉及一種核反應堆，尤其是液態金屬冷卻的反應堆，在熱集管和冷集管之間設置有分隔結構，其上部較窄以約束燃料組件的集管，而在芯部的活躍部分處的下部元件中則較寬，在下部元件與上部元件之間具有呈多種形狀的連接元件，并且多個熱交換器位于所述分隔結構的上部與反應堆容器之間，這些熱交換器經由用于供給離開芯部的熱的初級流體的豎直管道而接合在連接元件上。

技術領域

本發明涉及核反應堆，尤其是配備有一個或多個初級熱交換器的緊湊型的液態金屬冷卻核反應堆。

具體而言，本發明涉及這樣一種反應堆，其中多個初級熱交換器被安裝在主反應堆容器內部，該主反應堆容器還容置有芯部(core，堆芯)，該芯部中產生的熱量在這些初級熱交換器中被從初級流體(液態金屬)傳遞到次級流體(水)，換言之，(芯部)處于容納有反應堆的那些部件的容積(volume)內，其被稱為“初級系統”。包含芯部的液壓分隔結構在內部限定了被稱作熱集管的容積以及處于外側的被稱作冷集管的容積。

背景技術

申請號為MI2005A001752和MI2007A001685的意大利專利申請示出了這種類型的反應器，其中大體圓柱形的分隔結構限定了中央熱集管和圍繞熱集管的環形冷集管；這些冷集管容置多個一體的熱交換單元，每個熱交換單元均包括泵和一個或兩個熱交換器；每個一體的單元均具有入口，該入口通過專門設置的用于初級流體的管道而連接到熱集管。

然而，如同大體類似于具有不同構造的熱交換器的情況(缺點)那樣，這些方案不可免除地存在缺點，尤其在尺寸方面，具體而言是由于初級流體的通道系統的復雜性和空間的不充分利用。泵-交換器單元必須被容置在熱集管與冷集管之間的分隔結構外部，但是所述結構具有相對大的直徑，因為其包含芯部且通常包括該結構的中子屏蔽元件。泵-交換器單元因此安裝在相對于反應堆的中心的圓周部位置，導致反應堆容器的直徑增大，該反應堆容器包含了初級系統的所有部件。

文獻US2013/266111、EP0308691和JPH06174871有益地具有上部直徑較小且下部直徑較大的分隔結構。在這些方案中，從芯部離開的制冷劑流體在該分隔結構內上升到其上邊緣，在此處倒轉方向而自上向下供入熱交換器單元。同樣地，這些方案也并非沒有缺陷，例如流體方向倒轉的區域的結構復雜性及吸入保護氣體(blanket gas，填充氣體)的風險，在制冷劑流體為液態金屬的情況下這種風險可能導致芯部中的意外的正反應性插入。

發明內容

本發明的目的是提供一種核反應堆，具體而言為一種液態金屬冷卻的核反應堆，其克服了已知方案所表現出的缺陷并在結構和安全方面具有優勢。

本發明因此涉及一種核反應堆，具體而言為如隨附的權利要求1所限定的液態金屬冷卻核反應堆，至于該核反應堆的其它特性及設備配置則在從屬權利要求中限定。

附圖說明

本發明通過以下非限制性實施例并參照附圖來進行描述，在附圖中：

圖1是根據本發明的核反應堆的示意性縱截面視圖，其具有多個泵和熱交換器；

圖2是沿圖1中的平面II-II截取的反應堆的局部示意性橫截面視圖；

以及

圖3是圖1中的反應堆的局部平面視圖。

具體實施方式

參照圖1、圖2和圖3，核反應堆1包括主反應堆容器2，主反應堆容器2由頂部3覆蓋并且在內部包含芯部4和液壓分隔結構5，主反應堆容器2具有大體呈類似雙耳瓶的形狀，限定了熱集管6和冷集管7，芯部4的初級冷卻流體8在其中循環。冷集管7由包括在反應堆容器2與分隔結構5之間的區域9限定，并因此設置在熱集管6周圍。