[發(fā)明專利]一種具有固有安全性的鉛鉍冷卻反應(yīng)堆堆芯結(jié)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310591945.4
• 申請(qǐng)日: 2023-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116612908A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭友琦;王夏雨;吳宏春;曹良志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G21C3/04
• 分類號(hào): G21C3/04;G21C3/32;G21C3/326;G21C3/334;G21C3/322
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會(huì)俠

1.一種具有固有安全性的鉛鉍冷卻反應(yīng)堆堆芯結(jié)構(gòu)，其特征在于：該堆芯結(jié)構(gòu)由燃料區(qū)、控制組件(2)和堆容器(3)組成；所述燃料區(qū)設(shè)置在堆芯中央處并由若干個(gè)燃料單元(1)以正六邊形柵陣排列而成；所述控制組件(2)設(shè)置在燃料區(qū)以外、堆容器(3)以內(nèi)任意位置的空腔內(nèi)；所述堆容器(3)為帶球形下封頭的圓柱體，包容所有的堆內(nèi)構(gòu)件，并填充液態(tài)鉛鉍冷卻劑；所述燃料單元(1)呈圓柱形，離散布置在堆容器(3)內(nèi)，相互獨(dú)立，通過(guò)中子泄漏耦合使反應(yīng)堆進(jìn)入臨界狀態(tài)，燃料單元(1)包括反射體(4)和基體(5)；所述反射體(4)呈環(huán)形，嵌套在基體(5)外并在電磁裝置作用下與基體(5)相結(jié)合，所述反射體(4)能夠在超溫或失電緊急工況下依靠高密度鉛鉍合金的浮力自然脫離基體(5)，使堆芯自動(dòng)進(jìn)入次臨界停堆狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有固有安全性的鉛鉍冷卻反應(yīng)堆堆芯結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述基體(5)呈圓形，內(nèi)部按正六邊形柵陣劃分3圈，柵格內(nèi)分別設(shè)置燃料孔道(6)和冷卻劑通道(7)，由內(nèi)到外依次設(shè)置有1個(gè)中心冷卻劑通道、6個(gè)中間燃料孔道、相間排布的6個(gè)邊角燃料孔道和6個(gè)邊心冷卻劑通道。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有固有安全性的鉛鉍冷卻反應(yīng)堆堆芯結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述反射體(4)的材料為金屬鈹，基體(5)的材料為碳化硅。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有固有安全性的鉛鉍冷卻反應(yīng)堆堆芯結(jié)構(gòu)，其特征在于：燃料棒裝載于基體(5)的燃料孔道(6)內(nèi)；所述燃料棒由燃料芯塊(8)和包殼(9)組成。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有固有安全性的鉛鉍冷卻反應(yīng)堆堆芯結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述燃料芯塊(8)為二氧化鈾燃料，包殼(9)為MoNbZr合金包殼。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有固有安全性的鉛鉍冷卻反應(yīng)堆堆芯結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述冷卻劑通道(7)為布置在基體(5)上的獨(dú)立并聯(lián)通道，冷卻劑由冷卻劑泵驅(qū)動(dòng)，流經(jīng)冷卻劑通道(7)帶走通過(guò)基體(5)傳導(dǎo)的裂變釋熱，并在堆容器(3)內(nèi)形成循環(huán)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有固有安全性的鉛鉍冷卻反應(yīng)堆堆芯結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述液態(tài)鉛鉍冷卻劑的材料為質(zhì)量百分比為44.5:55.5的鉛和鉍共晶合金。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有固有安全性的鉛鉍冷卻反應(yīng)堆堆芯結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述控制組件(2)工作時(shí)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)在所屬空腔內(nèi)移動(dòng)來(lái)改變正對(duì)堆芯的吸收體面積，達(dá)到功率調(diào)節(jié)和反應(yīng)性補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>