[發明專利]反應堆堆芯

在審

• 申請號: 202011223793.5
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112331368A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 邱清;徐剛;田力
• 申請（專利權）人: 啟迪新核（北京）能源科技有限公司
• 主分類號: G21C3/328
• 分類號: G21C3/328;G21C3/34;G21D9/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 趙志遠

本發明公開一種反應堆堆芯，涉及核反應堆技術領域，以解決現有的堆芯水池內由于部分裝載燃料組件而導致水體流量分布不均因而導致反應堆燃料釋放熱量不均勻的技術問題。本發明所述的反應堆堆芯包括：實體燃料，該實體燃料的外圍設有虛擬燃料；并且，實體燃料和虛擬燃料構成的反應堆堆芯大小與堆芯下部結構的大小匹配。由于實體燃料和虛擬燃料構成的反應堆堆芯的大小與堆芯下部結構的大小匹配，因此堆芯下部結構不存在空閑的地方(均被實體燃料和虛擬燃料覆蓋)，從而堆芯水池內的水體流量分布均勻，進而反應堆燃料釋放的熱量均勻，能夠有利于展平堆芯功率。

技術領域

本發明涉及核反應堆技術領域，特別涉及一種反應堆堆芯。

背景技術

核能供熱(utilization of nuclear energy in district heat supply)，以核裂變產生的能量為熱源的城市集中供熱方式。它是解決城市能源供應，減輕運輸壓力和消除燒煤造成的環境污染的一種新途徑。

其中，核反應堆，又稱為原子能反應堆或反應堆，是能維持可控自持鏈式核裂變反應，以實現核能利用的裝置。核反應堆通過合理布置核燃料，使得在無需補加中子源的條件下能在其中發生自持鏈式核裂變過程。嚴格來說，反應堆這一術語應覆蓋裂變堆、聚變堆、裂變聚變混合堆，但一般情況下僅指裂變堆。

具體地，反應堆堆芯，即燃料棒，在高溫時將會融化，即堆芯熔化。核反應堆堆芯設計是核電站的關鍵設計內容之一，而燃料組件又是核反應堆堆芯的重要組成部分。核反應堆堆芯設計的主要任務是提供滿足壓水堆核電站物理、熱工水力及安全設計要求的核反應堆堆芯，包括確定燃料組件的類型、數目、燃料組件在核反應堆的布置等。

然而，本申請發明人發現現有的反應堆堆芯均為實體燃料，堆芯的大小不變，同時放置反應堆堆芯的堆芯下部結構大小也不變，而在不同的工況下，需要放置不同數量的燃料組件，從而有時會發生燃料組件無法填滿整個堆芯下部結構的情況，當堆芯下部結構有空閑的地方時，又會導致堆芯水池內的水體流量分布不均，進而影響反應堆燃料，使其釋放的熱量不均勻。

因此，如何提供一種反應堆堆芯的下部結構及反應堆堆芯，能夠在不同工況下均保證堆芯水池內的水體流量分布均勻，已成為本領域技術人員亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種反應堆堆芯，以解決現有的堆芯水池內因部分裝載燃料組件而導致的水體流量分布不均因而導致反應堆燃料釋放熱量不均勻的技術問題。

本發明提供一種反應堆堆芯，包括：實體燃料，所述實體燃料的外圍設有虛擬燃料；所述實體燃料和所述虛擬燃料構成的所述反應堆堆芯的下部結構大小與堆芯下部結構的大小匹配。

實際應用時，本發明所述的反應堆堆芯中，所述虛擬燃料與所述實體燃料的流動阻力一致。

其中，本發明所述的反應堆堆芯中，所述虛擬燃料采用阻力塞。

可選地，本發明所述的反應堆堆芯中，所述虛擬燃料采用生產同位素的燃料。

具體地，本發明所述的反應堆堆芯還包括：格架，所述格架的大小與所述堆芯下部結構的大小匹配；所述實體燃料和所述虛擬燃料均放置在所述格架內，并通過所述格架固定連接。

進一步地，本發明所述的反應堆堆芯中，所述虛擬燃料的外圍設有反射層。

相對于現有技術，本發明所述的反應堆堆芯具有以下優勢：

本發明提供的反應堆堆芯包括：實體燃料，該實體燃料的外圍設有虛擬燃料；并且，實體燃料和虛擬燃料構成的反應堆堆芯的大小與堆芯下部結構的大小匹配。由此分析可知，本發明提供的反應堆堆芯中，由于實體燃料和虛擬燃料構成的反應堆堆芯的大小與堆芯下部結構的大小匹配，因此堆芯下部結構不存在空閑的地方(均被實體燃料和虛擬燃料覆蓋)，從而堆芯水池內的水體流量分布均勻，進而反應堆燃料釋放的熱量均勻，能夠有利于展平堆芯功率。