[發明專利]一種屏蔽一體化反應堆及其制備方法

有效

• 申請號: 202110246321.X
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113130095B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 安徽中科超核科技有限公司
• 主分類號: G21C1/32
• 分類號: G21C1/32;G21C11/02;G21C21/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 吳佳

本發明涉及一種屏蔽一體化反應堆及其制備方法，屏蔽一體化反應堆包括反應堆容器以及分別設置在所述反應堆容器內的堆芯、堆芯圍筒、堆內屏蔽體、換熱器和主泵，所述堆芯設置在所述堆芯圍筒內，所述堆內屏蔽體環設在所述堆芯圍筒周側，堆內屏蔽體與反應堆容器之間預留有用于填充冷卻劑的間隔，所述換熱器和主泵分別設置在所述堆內屏蔽體內且分別與間隔連通，所述換熱器和所述主泵中分別含有中子吸收材料。本發明利用堆芯圍筒內的堆芯發熱，然后利用主泵驅動冷卻劑流動，使堆芯熱量傳遞給換熱器，再利用工質將換熱器的熱量傳遞出去；通過在換熱器和主泵中設置中子吸收材料，在不改變換熱器和主泵正常功能的前提下，提高換熱器和主泵的屏蔽性能。

技術領域

本發明涉及核反應堆相關技術領域，具體涉及一種屏蔽一體化反應堆及其制備方法。

背景技術

核電站屬于大型反應堆，其功率較大，占地面積廣，對體積重量要求不嚴格，一般采用混凝土或水作為屏蔽材料，屏蔽體體積龐大；核潛艇對空間尺寸要求嚴格，且距離工作人員較近，一般采用水、鋼、聚乙烯等屏蔽材料，通過整體密閉外加一次二次水屏蔽系統，鉛合金屬屏蔽系統，足夠厚的外殼等，加上加厚艙壁作為獨立艙室，用以保證工作人員的安全；空間核動力對體積重量要求嚴格，由于無人操作，一般采用影子屏蔽，只設置某一個角度的屏蔽體用以保護電子元器件，且屏蔽標準較為寬松。

小型反應堆以其體積小重量輕、安全性高、運行靈活、適應性強、用途廣泛等優勢，逐漸受到各國的廣泛關注。小型反應堆往往采用一體化布置方案，體積和重量是其重要的衡量標準，一般要求其體積盡可能小、重量盡可能輕，同時由于小型反應堆更貼近用戶，對其屏蔽要求也更高，常規的如核潛艇屏蔽布置等方案已無法滿足其體積重量要求，屏蔽體的體積和重量已嚴重影響了小型反應堆的應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種屏蔽一體化反應堆及其制備方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種屏蔽一體化反應堆，包括反應堆容器以及分別設置在所述反應堆容器內的堆芯、堆芯圍筒、堆內屏蔽體、換熱器和主泵，所述堆芯設置在所述堆芯圍筒內，所述堆內屏蔽體環設在所述堆芯圍筒周側，所述堆內屏蔽體與所述反應堆容器之間預留有用于填充冷卻劑的間隔，所述換熱器和主泵分別設置在所述堆內屏蔽體內且分別與間隔連通，所述換熱器和所述主泵中分別含有中子吸收材料。

本發明的有益效果是：本發明利用堆芯圍筒內的堆芯發熱，然后利用主泵驅動冷卻劑流動，使堆芯熱量傳遞給換熱器，再利用工質將換熱器的熱量傳遞出去；通過在換熱器和主泵中設置中子吸收材料，在不改變換熱器和主泵正常功能的前提下，提高換熱器和主泵的屏蔽性能，減少堆芯產生的中心向外泄漏，降低反應堆容器的輻照損傷；將換熱器和主泵設置在堆內屏蔽體中，在堆芯內填充堆內屏蔽體，可以減少堆外屏蔽體的體積，有利于反應堆的減重，使屏蔽一體化反應堆做到小型輕量化。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述中子吸收材料涂覆在所述換熱器表面，或所述中子吸收材料添加在所述換熱器的結構材料中。

采用上述進一步方案的有益效果是：可以有效提高換熱器的屏蔽性能，減少活性區的中子泄漏，還可以降低反應堆容器的中子注量，減少反應堆容器材料輻照損傷，提高其使用壽命，提高經濟性；還能夠減少堆外屏蔽體的體積和重量，做到小型輕量化。

進一步，所述中子吸收材料涂覆在所述主泵表面，或所述中子吸收材料添加在所述主泵的結構材料中。

采用上述進一步方案的有益效果是：可以有效提高主泵的屏蔽性能，減少活性區的中子泄漏，還可以降低反應堆容器的中子注量，減少反應堆容器材料輻照損傷，提高其使用壽命，提高經濟性；還能夠減少堆外屏蔽體的體積和重量，做到小型輕量化。

進一步，所述中子吸收材料包括含鋰材料、含硼材料和含釓材料中的一種或幾種。