[發明專利]全環境的自然循環微型一體化反應堆

有效

• 申請號: 201810408031.9
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108630334B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 夏彥;周欽;歐陽曉平;姜利祥;田東波
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所;清華大學
• 主分類號: G21D5/02
• 分類號: G21D5/02;G21C15/18;G21C15/02;G21C7/28
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1.全環境的自然循環微型一體化反應堆，包括反應堆壓力容器、堆內構建圍筒、反應堆芯、配氣活塞和動力活塞，其中，反應堆壓力容器由近圓柱形的下部筒體、直徑大于下部筒體直徑且底部側壁從下部筒體外部側向上延伸的上部筒體以及蓋設在上部筒體頂部的蓋體、支撐在下部筒體底部的底封頭組成，下部筒體頂部具有一開口并通過上述開口與上部筒體連通，開口具有向上部筒體內延伸的圓筒側壁；其中，壓力容器上部筒體內部設置有直線電機，電機靜線圈固定在壓力容器上部筒體上；電機動線圈與動力活塞上端相連，隨動力活塞一同運動；其中，壓力容器下部筒體外側的堆芯活性區高度范圍設有帶轉鼓結構的反射層；轉鼓一側設有碳化硼吸收體，通過電機控制轉鼓轉動來調節反射層的中子吸收，進而控制堆芯反應性；其中，當電機失電時，碳化硼吸收體將自動轉向反應堆堆芯一側，從而實現停堆；轉鼓同時能夠部分滑移出堆芯活性段，當反應堆超壓或者超溫時，將使轉鼓固定的氣室失壓，轉鼓在彈簧力作用下部分滑移出堆芯活性段，從而實現停堆;

下部筒體內設有堆內構件圍筒，將壓力容器下段空間分為內外兩個區域；堆內構件圍筒的底部具有堆芯并且容納有不斷膨脹和壓縮的冷卻劑的區域，堆內構件圍筒與壓力容器下部筒體之間為冷卻劑向上流動的區域，該冷卻劑向上流動區域的上段為回熱腔，回熱腔位置高度對應壓力容器筒體的外側布置有用于排除廢熱的熱管；

堆內構件圍筒內的堆芯上方設有上、下兩個活塞，下部為配氣活塞，上部為動力活塞；配氣活塞上端設有連桿，連桿穿過動力活塞中心直至壓力容器上部筒體并與彈性結構相連；動力活塞上段與彈性結構相連的同時與直線電機動線圈相連；配氣活塞與堆芯之間構成膨脹腔，配氣活塞與動力活塞之前構成壓縮腔。

2.如權利要求1所述的反應堆，其中，彈性結構為板簧或氣彈簧。

3.如權利要求1所述的反應堆，其中，堆芯為由細長圓柱形的燃料元件排布的圓柱形堆芯，通過燃料元件支架固定在堆內構件圍筒底部的堆芯支承板上。

4.如權利要求1所述的反應堆，其中，堆芯外圍設有一層鉬-錸合金薄層；堆芯區域為反應堆熱端。

5.如權利要求1-4任一項所述的反應堆，其中，壓力容器下部筒體，堆芯活性區高度范圍以外，設有一圈熱管，熱管接觸的壓力容器區域成為反應堆冷端；與壓力容器接觸的熱管段成為熱管熱端，熱管冷端采用輻射器實現廢熱排放。

6.如權利要求5所述的反應堆，其中，壓力容器下部筒體的底部和側部分別設置有底屏蔽和側屏蔽。

7.如權利要求1所述的反應堆，其中，下部筒體與底封頭焊接連接，上部筒體與下部筒體中上部的法蘭焊接連接，壓力容器頂蓋與上部筒體的上部法蘭通過主螺栓連接，密封面設兩道密封環。