[發(fā)明專利]鈉冷快中子核反應(yīng)堆系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811021085.6
• 申請(qǐng)日: 2018-09-03
• 公開（公告）號(hào): CN109256222B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁鵬;李文淮;仇若翔;段承杰;崔大偉;王磊;鄒堯磊;劉宇浩;石秀安;林繼銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嶺東核電有限公司;中廣核研究院有限公司;中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司;中國(guó)廣核電力股份有限公司
• 主分類號(hào): G21C15/18
• 分類號(hào): G21C15/18;G21C19/04
• 代理公司: 深圳市瑞方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44314
• 代理人: 林儉良;楊波

本發(fā)明涉及一種鈉冷快中子核反應(yīng)堆系統(tǒng)，包括壓力容器、設(shè)置在壓力容器內(nèi)的堆芯、一回路驅(qū)動(dòng)單元、中間換熱單元，以及設(shè)置在壓力容器外的二回路換熱單元、二回路驅(qū)動(dòng)單元。中間換熱單元包括一次側(cè)通道、二次側(cè)通道，一次側(cè)通道與一回路驅(qū)動(dòng)單元、堆芯組成一次側(cè)回路，讓鈉沿一次側(cè)通道、一回路驅(qū)動(dòng)單元、堆芯循環(huán)流動(dòng)。二回路換熱單元包括熱通道、冷通道，熱通道、二回路驅(qū)動(dòng)單元、二次側(cè)通道組成二次側(cè)回路，讓鈉沿?zé)嵬ǖ馈⒍芈夫?qū)動(dòng)單元、二次側(cè)通道循環(huán)流動(dòng)，冷通道內(nèi)循環(huán)流動(dòng)二氧化碳。利用冷卻劑鈉具優(yōu)異的傳熱性能，提升冷卻效率和反應(yīng)堆的熱效率。一次側(cè)回路中包含有放射性物質(zhì)的鈉流與外界隔離開，消除由于冷卻劑鈉泄漏而導(dǎo)致的放射性大量外泄。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核電領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種鈉冷快中子核反應(yīng)堆系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著世界范圍內(nèi)的能源供應(yīng)日趨緊張，以及人們對(duì)全球氣候變暖和可持續(xù)發(fā)展等問(wèn)題的日益關(guān)注，核能必將在未來(lái)世界的發(fā)展中發(fā)揮舉足輕重的作用。

快中子反應(yīng)堆是當(dāng)今唯一實(shí)現(xiàn)增殖的反應(yīng)堆，這樣就可以將壓水堆產(chǎn)生的工業(yè)钚給快堆核電站裝料，運(yùn)行時(shí)一邊發(fā)電、消耗工業(yè)钚，一邊生產(chǎn)出新的钚，且生產(chǎn)大于消耗。在匹配發(fā)展壓水堆到快堆和閉式燃料循環(huán)的情況下，考慮損耗，可將鈾資源的利用率提高到60％～70％。

由于利用率的提高，富集度較低的鈾礦也值得開采，在全球范圍內(nèi)，可采鈾礦資源將擴(kuò)大千倍。此外，快堆還有一個(gè)很重要的優(yōu)點(diǎn)是它具有裂變錒系元素的能力，包括那些可從普通反應(yīng)堆乏燃料中回收的錒系元素。快中子環(huán)境使錒系元素的中子俘獲反應(yīng)最小化，并使其裂變反應(yīng)最大化。這意味著高放廢物中的長(zhǎng)壽命核素將減少。

鈉具有極其優(yōu)異的傳熱性能，并且在安全方面，鈉的冷卻和自然對(duì)流特性允許其僅僅通過(guò)自然對(duì)流的方式來(lái)除去衰變熱。目前，世界各國(guó)對(duì)于新型鈉冷快堆都是集中在改善熱效率以及防止鈉-水反應(yīng)方面的研究，沒有設(shè)計(jì)出在嚴(yán)重工況下依舊保持反應(yīng)堆安全的鈉冷快中子反應(yīng)堆方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種鈉冷快中子核反應(yīng)堆系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種鈉冷快中子核反應(yīng)堆系統(tǒng)，包括壓力容器、設(shè)置在所述壓力容器內(nèi)的堆芯、一回路驅(qū)動(dòng)單元、中間換熱單元，以及設(shè)置在所述壓力容器外的二回路換熱單元、二回路驅(qū)動(dòng)單元；

所述中間換熱單元包括一次側(cè)通道、二次側(cè)通道，所述一次側(cè)通道與所述一回路驅(qū)動(dòng)單元、堆芯組成一次側(cè)回路，讓鈉沿所述一次側(cè)通道、一回路驅(qū)動(dòng)單元、堆芯循環(huán)流動(dòng)；

所述二回路換熱單元包括熱通道、冷通道，所述熱通道、二回路驅(qū)動(dòng)單元、二次側(cè)通道組成二次側(cè)回路，讓鈉沿所述熱通道、二回路驅(qū)動(dòng)單元、二次側(cè)通道循環(huán)流動(dòng)，所述冷通道內(nèi)循環(huán)流動(dòng)二氧化碳。

優(yōu)選地，所述鈉冷快中子核反應(yīng)堆系統(tǒng)還包括存放有鈉的鈉池，所述一回路驅(qū)動(dòng)單元設(shè)置在所述鈉池內(nèi)，讓所述鈉池內(nèi)的鈉沿所述一次側(cè)通道、一回路驅(qū)動(dòng)單元、堆芯之間循環(huán)流動(dòng)。

優(yōu)選地，所述中間換熱單元為扭曲管式換熱器，所述扭曲管式換熱器的換熱管的截面為橢圓形。

優(yōu)選地，所述二回路換熱單元包括層疊間隔設(shè)置的若干換熱板，所述換熱板的一側(cè)上分布有若干條貫穿至兩相對(duì)邊的導(dǎo)槽，所述換熱板的導(dǎo)槽與相鄰的所述換熱板之間形成所述熱通道或所述冷通道。

優(yōu)選地，所述一回路驅(qū)動(dòng)單元、二回路驅(qū)動(dòng)單元為電磁泵。

優(yōu)選地，所述一回路驅(qū)動(dòng)單元、二回路驅(qū)動(dòng)單元分別包括并聯(lián)布置的若干環(huán)形直線電磁感應(yīng)泵。

優(yōu)選地，所述鈉冷快中子核反應(yīng)堆系統(tǒng)包括多組一回路驅(qū)動(dòng)單元、中間換熱單元、二回路換熱單元、二回路驅(qū)動(dòng)單元，每組一回路驅(qū)動(dòng)單元、中間換熱單元與所述堆芯連通形成一組一次側(cè)回路，每組二回路換熱單元、二回路驅(qū)動(dòng)單元與其中一組所述一次側(cè)回路的中間換熱單元的二次側(cè)通道連通形成一組二次側(cè)回路。