[發明專利]一種液態冷卻無窗散裂結構

在審

• 申請號: 201710641390.4
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107452429A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 盛選禹;孫嘉琦;成昱旻;王亮君;張志擎;邵榮;孔文文;徐雅晨;陳賀;王岳巍
• 申請（專利權）人: 清華大學天津高端裝備研究院
• 主分類號: G21C15/14
• 分類號: G21C15/14;G21G4/02;G21C1/30
• 代理公司: 天津濱?？凭曋R產權代理有限公司12211
• 代理人: 楊慧玲

技術領域

本發明創造屬于核設備技術領域，尤其是涉及一種液態冷卻無窗散裂結構。

背景技術

ADS(Accelerator Driven Sub-critical system)系統由質子加速器、散裂靶和次臨界反應堆構成。次臨界反應堆由于其燃料選擇無法完成自持核反應，必須由外界(即質子加速器和散裂靶)提供高能中子。該系統采用加速質子轟擊重金屬靶標來產生高能中子。在該過程中會放出大量熱量，故散裂靶本身需要獨立的散熱系統以保證穩定運行。

傳統靶設計需要將換熱系統以及冷卻劑泵外置，導致系統體積龐大。

發明內容

有鑒于此，本發明創造旨在提出一種液態冷卻無窗散裂結構，以解決上述問題。

為達到上述目的，本發明創造的技術方案是這樣實現的：

一種液態冷卻無窗散裂結構，包括同軸心設置的內筒和外筒，外筒套在內筒外部，內筒下端開口，外筒下端設置有底部，內筒內部設置有冷卻劑上行管和冷卻劑下行管，冷卻劑上行管和冷卻劑下行管的上部之間設置有連通塊，連通塊將冷卻劑上行管和冷卻劑下行管的上端連通，連通塊的上方設置有質子軌道，質子軌道與連通塊的內部連通，冷卻劑上行管和冷卻劑下行管內分別設置有上行驅動裝置和下行驅動裝置；

冷卻劑上行管穿過內筒伸入到外筒內，冷卻劑上行管的下端與外筒的底部不接觸，冷卻劑上行管與內筒的下端之間設置有上固定板，冷卻劑上行管的下端與外筒之間設置有下固定板，上固定板上方的外筒內部為上腔室，下固定板下方的外筒內部為下腔室，上固定板之間與下固定板之間設置有散熱管，散熱管將上腔室與下腔室連通，冷卻劑下行管的下端位于上腔室內。

進一步的，所述冷卻劑上行管包括上行管上段、上行管過渡段和上行管下段，上行管下段與內筒同軸心，上行管過渡段的兩端分別與上行管上段的下端和上行管下段的上端連接，散熱管設置有若干根，散熱管圍繞著上行管下段環形均勻分布，上行管上段和冷卻劑下行管的上端分別設置有頂蓋。

進一步的，所述冷卻劑下行管的長度與上行管上段的長度相同，冷卻劑下行管的上端和下端分別與上行管上段的上端和下端齊平，外筒的底部為半球形結構，上行管下段的下端向下延伸到外筒的底部的半球形結構的圓心所在的水平面處。

進一步的，冷卻劑上行管的上部和冷卻劑下行管的外圓周壁分別與內筒的內壁相切，冷卻劑上行管和冷卻劑下行管的外管徑小于內筒的半徑。

進一步的，所述外筒包括外筒上段、外筒過渡段和外筒下段，外筒上段與內筒之間留有空隙，外筒下段的外徑略小于內筒的外徑，外筒下段的內壁與散熱管之間留有間隙，散熱管與散熱管之間間隔設置，外筒過渡段將外筒上段和外筒下段連通，外筒過渡段與上固定板之間留有間隙，此間隙為一回路冷卻劑出口，下固定板的上方靠近下固定板的外筒的側壁上開有一回路冷卻劑入口。

進一步的，所述上行驅動裝置包括入口驅動渦輪，下行驅動裝置包括出口驅動渦輪，入口驅動渦輪和出口驅動渦輪分別設置在渦輪旋轉軸上，渦輪旋轉軸由電機驅動。

進一步的，所述出口驅動渦輪設置在靠近冷卻劑下行管的下端的冷卻劑下行管內，入口驅動渦輪和出口驅動渦輪的高度相同。

進一步的，入口驅動渦輪和出口驅動渦輪分別設置在渦輪旋轉軸上，渦輪旋轉軸的下端分別設置在安裝座上，安裝座分別固定在冷卻劑下行管下方上固定板上方的冷卻劑上行管的外圓周側壁的兩側。

進一步的，所述冷卻劑上行管的上部和冷卻劑下行管的軸線分別與內筒的軸線平行。

進一步的，所述外筒的外圓周壁上設置有與連通塊對應的燃料組件，連通塊位于燃料組件圍成的圓筒的中部。

相對于現有技術，本發明創造所述的一種液態冷卻無窗散裂結構具有以下優勢：

(1)本發明創造的結構設計巧妙，結構緊湊，有效縮減了液態冷卻無窗散裂結構的體積，具有極大的推廣價值；

(2)本發明創造的液態靶不用像固態靶標定期更換，液態靶的使用時間更長，散熱也更加的快。

附圖說明

構成本發明創造的一部分的附圖用來提供對本發明創造的進一步理解，本發明創造的示意性實施例及其說明用于解釋本發明創造，并不構成對本發明創造的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明創造實施例的結構示意圖；

圖2為圖1中上部的局部放大結構示意圖；

圖3為圖1中下部的局部放大結構示意圖；

圖4為圖1中G-G處的剖視圖；

圖5為圖1中H-H處的剖視圖；

圖6為圖1中L-L處的剖視圖。

附圖標記說明：