[實用新型]反應堆堆芯結構

有效

• 申請號: 201721213816.8
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN207233398U
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 盧冬華;蘇前華;彭帆;王闊;馬小雅;孟祥飛;崔軍;邢軍
• 申請（專利權）人: 中廣核研究院有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司;中廣核研究院有限公司龍崗分公司
• 主分類號: G21C1/30
• 分類號: G21C1/30;G21C7/30
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙)44314
• 代理人: 林儉良,楊波

技術領域

本實用新型涉及核電領域，更具體地說，涉及一種反應堆堆芯結構。

背景技術

核能作為清潔、高效、安全的綠色能源，受到了現代社會的極大重視。發展安全核能已成為當前各國解決能源不足、應對環境惡化和氣候變暖的重要戰略。從世界范圍來看，核能的應用領域不斷擴大，提供動力的核反應堆尺寸也趨于小型化，從大尺寸的電站商用壓水堆，到針對船舶動力的船用核電堆，再到為海島提供電能的海上浮動堆，其堆型尺寸在不斷縮小，各尺寸核反應堆的出現也使得核能應用更加的靈活化、多樣化。

常見的壓水反應堆，其啟堆、停堆過程主要靠毒物控制法來實現，典型方法便是利用吸收截面很高的材料制成控制棒，通過控制棒動作和其它反應性控制方法相互配合，進而實現啟堆和停堆過程。但對于小型或微小型的反應堆，其在啟停堆和功率調節過程中如果采用控制棒的方法，一方面會帶來極大的加工難度，難以實現，另一方面會導致中子通量分布不均勻性增大。

“槍式”原子彈在引爆前，把爆炸燃料分成數大塊，每塊質量維持在臨界以下。引爆時把燃料塊迅速結合，達到臨界質量，進行引爆。投擲在廣島的“小男孩”原子彈是把一小塊高富集度射環燃料透過槍管射向另一大塊靶燃料上，從而達到足夠的臨界質量。

“槍式“原子彈的最終使用目的是使高富集度燃料塊快速實現超臨界，完成爆炸過程，快速釋放熱量，造成殺傷效果，雖然具有啟堆過程，但其本身不存在堆芯反應性控制和停堆的概念。微小型反應堆作為一種可控且緩慢釋放熱量的能量源，具有極其廣闊的應用前景，必然需要一種安全有效的啟停堆控制結構和方式。

控制棒組件是一種快速控制反應性的工具，在商用核電站中被廣泛應用，在啟動反應堆時主要通過提升控制棒等方式來減少中子的吸收率，向堆芯引入正反應性來實現啟堆過程，而在事故工況下則將控制棒組件快速插入堆芯，引入負反應性，使反應堆緊急停堆，保證核安全。

控制棒組件對于大型反應堆堆芯反應性的控制和啟停堆過程具有不可替代的作用，但對于小型化的反應堆，甚至更小尺寸的微小型反應堆，控制棒的方法，一方面會帶來極大的加工難度，另一方面會導致中子通量分布不均勻性增大，不具有可應用性。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于，針對微小型反應堆，提供一種新型的反應堆堆芯結構。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種反應堆堆芯結構，包括固定燃料組件、移動燃料組件、以及驅動機構；

所述固定燃料組件包括并排設置的若干第一燃料棒，若干所述第一燃料棒排布后形成導向孔，所述導向孔內設有對所述移動燃料組件進行導向的導向筒，所述移動燃料組件可在所述導向筒內軸向抽插；

所述移動燃料組件包括并排設置的若干第二燃料棒，所述移動燃料組件可沿軸向在第一位置和第二位置之間移動地與所述導向筒配合，所述移動燃料組件在所述第一位置時，所述移動燃料組件插入所述導向筒，所述移動燃料組件在所述第二位置時，所述移動燃料組件脫出所述導向筒；

所述驅動機構與所述移動燃料組件配合，向所述移動燃料組件提供向所述第一位置移動的驅動力。

優選地，若干所述第一燃料棒排布后的中部空出，形成所述導向孔。

優選地，所述導向筒的內孔外形大于所述移動燃料組件的斷面外形。

優選地，所述導向筒的側壁上設有側流孔。

優選地，所述驅動機構包括一端與所述移動燃料組件連接的驅動桿，所述驅動桿位于所述移動燃料組件遠離所述導向孔的一端。

優選地，所述反應堆堆芯結構還包括復位機構，所述復位機構與所述移動燃料組件配合，向所述移動燃料組件提供向所述第二位置移動的復位力。

優選地，所述復位機構包括向所述移動燃料組件提供向所述第二位置移動的彈力的復位彈簧。

優選地，所述復位機構設置在所述移動燃料組件遠離所述導向孔的一端。

優選地，所述反應堆堆芯結構還包括設置在所述固體燃料組件的外圍周圈的反射層。

優選地，所述反射層包括滑動反射層或轉鼓反射層。

優選地，所述固定燃料組件的上下兩端分別設有上固定板、下固定板。

實施本實用新型的反應堆堆芯結構，具有以下有益效果：本實用新型的反應堆堆芯結構取消了控制棒組件，反應堆堆芯內部結構設計可不考慮控制棒的布置，增加了燃料結構形式的多樣性和可選擇性，靠質量分離來控制臨界，其安全可靠性更高，可以實現堆芯直徑較小的反應堆控制，具有結構形式簡單，易于加工，應用廣泛等特點。