[發(fā)明專利]一種適用于球形燃料和高溫冷卻劑的反應堆結(jié)構(gòu)

有效

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• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111370146B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設計）人: 張宏亮;李翔;楊洪潤;方才順;劉曉;楊敏;田俊科;羅英;熊功淵;楊曉晨;柴曉明;嚴明宇;王留兵;杜華;李滿昌;胡雪飛;吳冰潔
• 申請（專利權(quán)）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G21C3/12
• 分類號: G21C3/12;G21C15/12
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 唐邦英

1.一種適用于球形燃料和高溫冷卻劑的反應堆結(jié)構(gòu)，包括反應堆容器（3），反應堆容器（3）內(nèi)設置有堆內(nèi)構(gòu)件，堆內(nèi)構(gòu)件包括金屬堆內(nèi)構(gòu)件（401）和石墨構(gòu)件（402），其中石墨構(gòu)件（402）設置在金屬堆內(nèi)構(gòu)件（401）內(nèi)，石墨構(gòu)件（402）內(nèi)包設有球形燃料組件且同時為控制棒（2）、堆內(nèi)測量、裝換料開設通道，石墨構(gòu)件（402），其特征在于，金屬堆內(nèi)構(gòu)件（401）包括設置在上部的上圍筒組件（4011）、設置在上圍筒部件下方的堆芯圍筒組件（4012），上圍筒組件（4011）和堆芯圍筒組件（4012）之間可拆卸連接；

石墨構(gòu)件（402）包括沿整個堆內(nèi)構(gòu)件的軸向從上到下設置的上填充石墨層（4021-1）、上反射石墨層（4021-2）、下反射石墨層（4021-4），上反射石墨層（4021-2）和下反射石墨層（4021-4）之間還設置有側(cè)反射石墨層（4021-3），上填充石墨層（4021-1）設置在上反射石墨層（4021-2）上，上反射石墨層（4021-2）、下反射石墨層（4021-4）和側(cè)反射石墨層（4021-3）圍合成具有球形空腔的結(jié)構(gòu)，上填充石墨層（4021-1）內(nèi)開設有冷卻劑排出孔道（403）；石墨構(gòu)件（402）還包括設置在反應堆容器（3）底封頭內(nèi)的用以減少反應堆內(nèi)冷卻劑的下部石墨層（4022）；

上填充石墨層（4021-1）設置在上圍筒組件（4011）的上圍筒內(nèi)，上填充石墨層（4021-1）和上圍筒組件（4011）沿堆內(nèi)構(gòu)件軸向方向鎖緊定位設置；上反射石墨層（4021-2）、側(cè)反射石墨層（4021-3）和下反射石墨層（4021-4）均設置在堆芯圍筒組件（4012）的堆芯圍筒（4012-1）內(nèi)，上反射石墨層（4021-2）、側(cè)反射石墨層（4021-3）均和堆芯圍筒組件（4012）沿堆內(nèi)構(gòu)件的周向方向鎖緊定位設置，下反射石墨層（4021-4）和堆芯圍筒組件（4012）沿堆內(nèi)構(gòu)件的周向方向和軸向方向鎖緊定位設置；

將上填充石墨層（4021-1）和上圍筒組件（4011）沿堆內(nèi)構(gòu)件軸向方向鎖緊定位設置具體為，上圍筒組件（4011）內(nèi)設置有壓緊板，上填充石墨層（4021-1）設置在壓緊板下，上填充石墨層（4021-1）沿著堆內(nèi)構(gòu)件的周向均分為多層，沿著堆內(nèi)構(gòu)件的徑向均為多組上填充石墨塊，上填充石墨層（4021-1）和壓緊板之間還設置有多個壓緊塊（4011-1），多個壓緊塊（4011-1）沿著堆內(nèi)構(gòu)件的周向均勻分布為且和多組上填充石墨塊位置一一對應，壓緊板和每個壓緊塊（4011-1）之間均設置有第二軸向上定位裝置（4011-3），壓緊板和每個壓緊塊（4011-1）之間通過第二軸向上定位裝置（4011-3）間隙配合，每個壓緊塊（4011-1）和每組上填充石墨塊之間設置有第二軸向下定位裝置（4011-4），壓緊塊（4011-1）和每組上填充石墨塊通過第二軸向下定位裝置（4011-4）間隙配合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于球形燃料和高溫冷卻劑的反應堆結(jié)構(gòu)，其特征在于，將上填充石墨層（4021-1）和上圍筒組件（4011）沿堆內(nèi)構(gòu)件軸向方向鎖緊定位設置具體為，上圍筒組件（4011）內(nèi)設置有壓緊板，上填充石墨層（4021-1）設置在壓緊板下，在壓緊板和上填充石墨層（4021-1）之間設置有第一軸向定位裝置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于球形燃料和高溫冷卻劑的反應堆結(jié)構(gòu)，其特征在于，上反射石墨層（4021-2）、下反射石墨層（4021-4）、側(cè)反射石墨層（4021-3）均和堆芯圍筒組件（4012）沿堆內(nèi)構(gòu)件的周向方向鎖緊定位設置具體為，在堆芯圍筒（4012-1）內(nèi)壁上設置有2個以上沿著軸向上下間隔平行排列的周向限位層，周向限位層由沿堆芯圍筒（4012-1）內(nèi)壁周向設置的多個周向限位件（4012-2）構(gòu)成，2個以上的周向限位層鎖緊定位對應位置的石墨層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于球形燃料和高溫冷卻劑的反應堆結(jié)構(gòu)，其特征在于，上反射石墨層（4021-2）、側(cè)反射石墨層（4021-3）和側(cè)反射石墨層（4021-3）構(gòu)成中空圓柱體，在軸向上等分為多層圓環(huán)形疊放，每層環(huán)形石墨層徑向等分為相同數(shù)量扇環(huán)對稱，堆芯圍筒（4012-1）內(nèi)壁和各個石墨塊之間通過周向限位件（4012-2）間隙配合實現(xiàn)鎖緊定位。