[發(fā)明專(zhuān)利]反應(yīng)性控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910635563.0
• 申請(qǐng)日: 2019-07-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110349684B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁淑紅;朱慶福;周琦;張巍;劉洋;權(quán)艷慧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)原子能科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G21C7/08
• 分類(lèi)號(hào): G21C7/08;G21C7/12
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 張成新

本發(fā)明提供了一種反應(yīng)性控制裝置，包括石墨活動(dòng)塊、石墨固定塊、連接部、電磁裝置和驅(qū)動(dòng)部，其中，石墨活動(dòng)塊能夠相對(duì)于石墨固定塊移動(dòng)，連接部能夠帶動(dòng)石墨活動(dòng)塊沿靠近或遠(yuǎn)離反應(yīng)堆堆芯底部的方向運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)部和連接部通過(guò)電磁裝置可發(fā)生連接，從而使當(dāng)反應(yīng)堆正常運(yùn)行時(shí)，驅(qū)動(dòng)部帶動(dòng)連接部從而帶動(dòng)石墨活動(dòng)塊運(yùn)動(dòng)到反應(yīng)堆堆芯的底部；當(dāng)發(fā)生緊急工況時(shí)，石墨活動(dòng)塊在自重作用下迅速下落離開(kāi)反應(yīng)堆堆芯底部。該反應(yīng)性控制裝置利用石墨活動(dòng)塊和石墨固定塊不同的位置狀態(tài)控制反應(yīng)性，且依據(jù)中子泄露原理，有利于進(jìn)一步提高反應(yīng)堆緊急停堆的速度；該反應(yīng)性控制裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全控制系數(shù)高、可靠性強(qiáng)、控制精度高等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核反應(yīng)堆控制領(lǐng)域，尤其涉及一種反應(yīng)性控制裝置。

背景技術(shù)

零功率反應(yīng)堆是在低功率水平下運(yùn)行的可控鏈?zhǔn)胶朔磻?yīng)的裝置，其為進(jìn)行反應(yīng)堆物理研究的重要實(shí)驗(yàn)裝置之一。零功率反應(yīng)堆具有運(yùn)行功率低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、活性區(qū)靈活易變等特點(diǎn)，其用于開(kāi)展以下工作：對(duì)具體反應(yīng)堆進(jìn)行物理模擬，從而改進(jìn)堆設(shè)計(jì)；系統(tǒng)地研究各種柵格特性；測(cè)定材料的吸收截面，檢驗(yàn)堆用材料；研究含裂變物質(zhì)的材料達(dá)到臨界狀態(tài)的條件，為核燃料工業(yè)提供技術(shù)數(shù)據(jù)；培訓(xùn)堆物理實(shí)驗(yàn)人員和堆運(yùn)行人員等。

加速器驅(qū)動(dòng)次臨界反應(yīng)堆系統(tǒng)(ADS)是帶有散裂中子靶的高能質(zhì)子加速器與次臨界反應(yīng)堆耦合集成的新核能系統(tǒng)。如ADS鉛冷卻劑臨界反應(yīng)堆的堆芯結(jié)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)質(zhì)子束流轟擊重金屬散裂靶，引起散裂反應(yīng)，為次臨界堆提供外源中子以驅(qū)動(dòng)反應(yīng)堆內(nèi)的核反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)核廢料嬗變等功能。

反應(yīng)性控制裝置是關(guān)系反應(yīng)堆運(yùn)行安全的核心部分，常見(jiàn)的用于控制反應(yīng)性的控制裝置多為具有棒狀或棒束狀的結(jié)構(gòu)，且設(shè)置于反應(yīng)堆堆芯的上方區(qū)域。在反應(yīng)堆啟堆、功率轉(zhuǎn)換和停堆過(guò)程中，通過(guò)控制控制棒的提升、插入和保持運(yùn)動(dòng)，從而控制反應(yīng)堆的反應(yīng)性，保證反應(yīng)堆始終工作在受控狀態(tài)。尤其在發(fā)生緊急工況的情況下，控制棒系統(tǒng)一般利用重力自由下落至堆芯從而使反應(yīng)堆停堆，保證反應(yīng)堆的安全性。該控制棒控制反應(yīng)性是基于中子吸收作用實(shí)現(xiàn)的。

然而，為了確保反應(yīng)堆的運(yùn)行安全，進(jìn)一步增加安全裕度，以及確保反應(yīng)堆在發(fā)生緊急工況時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)緊急安全停堆，僅靠控制棒系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)停堆具有安全系數(shù)低、緊急停堆速度慢等缺點(diǎn)，因而，有必要增加額外的反應(yīng)性控制裝置進(jìn)行輔助安全停堆。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題中的至少一個(gè)方面，本發(fā)明的實(shí)施例的目的是提供一種反應(yīng)性控制裝置，在反應(yīng)堆設(shè)置控制棒系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，該反應(yīng)性控制裝置能夠在反應(yīng)堆發(fā)生緊急工況下實(shí)現(xiàn)反應(yīng)堆快速安全停堆，從而增加反應(yīng)堆的運(yùn)行安全系數(shù)。

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種反應(yīng)性控制裝置，包括：石墨活動(dòng)塊，所述石墨活動(dòng)塊設(shè)置成，當(dāng)反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)，其運(yùn)動(dòng)到反應(yīng)堆堆芯的底部；當(dāng)所述反應(yīng)堆停堆時(shí)，其離開(kāi)反應(yīng)堆堆芯的底部；石墨固定塊，所述石墨固定塊包圍所述石墨活動(dòng)塊，所述石墨活動(dòng)塊設(shè)置成能夠相對(duì)于所述石墨固定塊移動(dòng)；連接部，所述連接部設(shè)置成帶動(dòng)所述石墨活動(dòng)塊沿靠近或遠(yuǎn)離所述堆芯底部的方向運(yùn)動(dòng)；電磁裝置，所述電磁裝置包括第一部和第二部，在電磁裝置通電時(shí)，所述第一部和第二部之間具有吸引力；驅(qū)動(dòng)部，所述電磁裝置的所述第一部設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)部，所述驅(qū)動(dòng)部設(shè)置成驅(qū)動(dòng)所述第一部運(yùn)動(dòng)；其中，所述電磁裝置的所述第二部設(shè)置在所述連接部，所述第一部與所述第二部之間具有電磁力的作用，當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)所述第一部運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述第一部帶動(dòng)所述第二部運(yùn)動(dòng)，所述第二部帶動(dòng)所述連接部運(yùn)動(dòng)，從而，所述連接部帶動(dòng)所述石墨活動(dòng)塊運(yùn)動(dòng)；其中，當(dāng)反應(yīng)堆意外斷電或者需要緊急關(guān)閉而斷電時(shí)，所述電磁裝置斷電，所述石墨活動(dòng)塊沿遠(yuǎn)離所述反應(yīng)堆堆芯底部的方向運(yùn)動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，反應(yīng)性控制裝置還包括容器，所述容器設(shè)置成當(dāng)所述石墨活動(dòng)塊沿遠(yuǎn)離所述反應(yīng)堆堆芯底部的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，落入所述容器內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，容器包括緩沖塊和彈簧，所述彈簧的一端連接至所述緩沖塊，另一端連接至所述容器的底部；所述緩沖塊和彈簧設(shè)置成當(dāng)所述石墨活動(dòng)塊落入所述容器接觸所述緩沖塊時(shí)，壓縮所述緩沖塊和彈簧。