[實用新型]一種采用釷基核燃料的快中子譜反應堆堆芯

有效

• 申請號: 201720553428.8
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN206741941U
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 楊昆
• 申請（專利權）人: 楊昆
• 主分類號: G21C3/60
• 分類號: G21C3/60;G21C11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及核反應堆技術領域，尤其涉及一種采用釷基核燃料的快中子譜反應堆堆芯。

背景技術

研究表明，地球地殼中釷資源蘊藏量是鈾資源的3倍，而作為一種潛在核燃料的釷并未得到合理開發利用。我國開采成本在$80/kg以下可供開采的釷蘊藏量為10萬噸。然而，釷通常只作為開采其他礦物的副產品出現，其主要寄生于稀土磷酸鹽礦和獨居石中。目前，在其他礦物開采后，釷并沒有進行回收利用，而是當作礦物殘渣處理。

另一方面，釷(²³²Th)作為一種重要的可裂變核素，理論上在中子輻照下可轉化生成釷同位素²³³Th，再經過兩次β衰變可轉化為²³³U，而²³³U的中子裂變截面較大，是較為理想的鏈式反應核素，即將釷(²³³Th)原位增殖后再原位燃燒。然而，²³³Th的中子吸收截面較小，且轉化為²³³U過程的中間產物中子吸收截面較大，極大地削弱²³³U轉化分支比。因此，對以釷(²³³Th)作為增殖燃料的反應堆堆芯設計將極為苛刻，必須通過合理的堆芯設計確保原位增殖原位燃燒過程的持續進行。

實用新型內容

為了克服上述現有技術的缺陷，本實用新型的目的是提供一種采用釷基核燃料的快中子譜反應堆堆芯。

本實用新型是采取以下技術方案來實現的：一種采用釷基核燃料的快中子譜反應堆堆芯，它包括本體，所述本體包括點火區、底座和新料區，所述本體下方設置有底座；所述底座上方設置有點火區；所述點火區上方設置有新料區；所述底座內部設置有冷卻劑池；所述點火區底部設置的多個冷卻劑通道延伸至底座內部設置的冷卻劑池內部；所述新料區內部設置有多個燃料組件；所述新料區內表面設置一層隔離層；所述隔離層表面設置有第二熱交換器；所述第二熱交換器表面設置有第一熱交換器；所述第二熱交換器和第一熱交換器之間設置有多個橫向冷卻通道以及縱向冷卻通道；所述第一熱交換器內表面設置一層保溫層；且所述保溫層內表面設置一層反射層。

上述的一種采用釷基核燃料的快中子譜反應堆堆芯，所述點火區底部設置的冷卻劑通道表面設置有冷卻劑泵。

上述的一種采用釷基核燃料的快中子譜反應堆堆芯，所述點火區和新料區為圓柱形結構，且半徑為300-400cm。

上述的一種采用釷基核燃料的快中子譜反應堆堆芯，所述點火區和新料區高度為600-800cm。

上述的一種采用釷基核燃料的快中子譜反應堆堆芯，所述新料區內部設置的多個燃料組件橫截面為圓形結構。

上述的一種采用釷基核燃料的快中子譜反應堆堆芯，所述點火區和新料區采用碳化硅材料制成。

綜上所述本實用新型具有以下有益效果：本實用新型具有結構設計合理和使用方便等優點，所述設置隔離層可以起到較好的防輻射效果，避免出現核泄漏的情況，使人們的使用更加安全。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖；

圖2為本實用新型俯視圖；

其中：1、本體；2、點火區；3、新料區；4、反射層；5、燃料組件；6、保溫層；7、第一熱交換器；8、橫向冷卻通道；9、縱向冷卻通道；10、第二熱交換器；11、隔離層；12、底座；13、冷卻劑池；14、冷卻劑泵；15、冷卻劑通道。

具體實施方式

如圖1至圖2所示，一種采用釷基核燃料的快中子譜反應堆堆芯，它包括本體1，所述本體1包括點火區2、底座12和新料區3，所述本體1下方設置有底座12；所述底座12上方設置有點火區2；所述點火區2上方設置有新料區3；所述底座12內部設置有冷卻劑池13；所述點火區2底部設置的多個冷卻劑通道15延伸至底座12內部設置的冷卻劑池13內部；所述新料區3內部設置有多個燃料組件5；所述新料區3內表面設置一層隔離層11；所述隔離層11表面設置有第二熱交換器10；所述第二熱交換器10表面設置有第一熱交換器7；所述第二熱交換器10和第一熱交換器7之間設置有多個橫向冷卻通道8以及縱向冷卻通道9；所述第一熱交換器7內表面設置一層保溫層6；且所述保溫層6內表面設置一層反射層4。