[发明专利]压力壳内驱动机构驱动的挤水棒组件及采用该组件的水堆

权利要求书

1.一种压力壳内驱动机构驱动的挤水棒组件，其每根挤水棒内有芯体、外 有金属包壳，采用这种挤水棒组件的水堆的棒束燃料组件内部份燃料棒位上或 燃料组件之间设有挤水棒导向管，在驱动机构驱动下，与驱动机构相连接的挤 水棒能被插入或拔出挤水棒导向管，从而改变堆芯平均水铀比，改变堆芯能谱， 实现水堆反应性的“谱移控制”，其特征在于：挤水棒的芯体材料采用贫化铀 或钍的化合物，挤水棒的驱动机构设置在水堆压力壳的内部。

2.如权利要求1所述的压力壳内驱动机构驱动的挤水棒组件，其特征在于： 所述的水堆包括压水堆、超临界水堆或沸水堆。

3.如权利要求1或2所述的压力壳内驱动机构驱动的挤水棒组件，其特征 在于：所述的驱动机构采用水力驱动装置或防水的磁力提升驱动装置或有防水 壳的电磁耦合驱动装置。

4.如权利要求3所述的压力壳内驱动机构驱动的挤水棒组件，其特征在于： 当采用水力驱动装置时，水力驱动装置的动缸和挤水棒相连，动缸上方设有超 声波定位系统，水力驱动装置的静缸固定在堆芯支承板或导向管支承板上，水 力驱动装置的动缸和静缸的材料为锆合金或不锈钢或镍基合金或铌基含铝合 金。

5.如权利要求1或2所述的压力壳内驱动机构驱动的挤水棒组件，其特征 在于：采用横截面为十字形的挤水棒时，在正方形燃料组件之间或中央安装十字 形导向管；采用横截面为Y字形挤水棒时，在六角形燃料组件之间安装Y字形 导向管；有组件盒的燃料组件的组件盒的外壁，或套管燃料组件的外套管的外 壁能够起导向管的作用，导向管的材料为锆合金或不锈钢或镍基合金或铌基含 铝合金。

6.如权利要求1或2所述的压力壳内驱动机构驱动的挤水棒组件，其特征 在于：所述的挤水棒的金属包壳的材料为锆合金或不锈钢或镍基合金或铌基含 铝合金；包壳内有贫化铀或钍的化合物的板状、棒状或环形芯体。

7.一种采用压力壳内驱动机构驱动的挤水棒组件的水堆，水堆的棒束燃料 组件内部份燃料棒位上或燃料组件之间设有挤水棒导向管，每根挤水棒内有芯 体、外有金属包壳，在驱动机构驱动下，与驱动机构相连接的挤水棒能够插入 或拔出挤水棒导向管，从而改变堆芯平均水铀比，改变堆芯能谱，实现水堆反 应性的“谱移控制”，其特征在于：挤水棒的芯体材料采用贫化铀或钍的化合 物，挤水棒的驱动机构设置在水堆压力壳的内部；水堆堆芯装载的部份燃料组 件采用天然铀或乏燃料经后处理后得到的残余铀和贫化铀的化合物核燃料，其 余燃料组件采用富集度高于0.714％的铀的化合物，或者钚化合物和贫化铀化合 物的混合燃料。

8.如权利要求7所述的采用压力壳内驱动机构驱动的挤水棒组件的水堆， 其特征在于：所述采用富集度高于0.714％的铀的化合物，或者钚化合物和贫化 铀化合物的混合燃料的燃料组件的燃料棒的上下两端0～40cm段采用的核燃料为 天然铀或压水堆乏燃料经后处理后得到的残余铀核燃料或贫化铀的化合物核燃 料。

9.如权利要求7或8所述的采用压力壳内驱动机构驱动的挤水棒组件的水 堆，其特征在于：对于棒束燃料组件，减小燃料棒栅的栅距，挤水棒全部插入 时水和核燃料体积比在满足堆芯燃料循环之初的设计要求的情况下应大于0.1， 这种堆芯为“稠密水栅”；挤水棒的数量及大小由燃料循环末挤水棒全部拔出堆 芯时，中子有效倍增系数处在最佳值的堆芯平均水铀比来决定。

10.一种采用压力壳内驱动机构驱动的挤水棒组件的水堆，其堆芯中燃料 组件采用包覆颗粒燃料元件的套管燃料组件或者由棒束燃料组件和套管燃料组 件组成，套管燃料组件包括同轴的外套管、中套管和中心管，中套管和中心管 之间的环形空间内装有由热解碳、碳化硅或碳化锆材料包覆的小球形铀的化合 物或铀、钚化合物的混合核燃料的包覆颗粒燃料元件，中套管和中心管侧壁上 有小孔，其特征在于：相邻的套管燃料组件的外套管外壁作为外有金属包壳、 内有贫化铀或钍的化合物芯体的挤水棒的导向管，挤水棒的驱动机构设在压力 壳内。