[发明专利]基于提高燃料利用率的液态金属冷却反应堆及管理方法

权利要求书

1.基于提高燃料利用率的液态金属冷却反应堆，其特征在于，所述反应堆的堆芯最外围布置一圈低功率燃料组件(7)，堆芯内部区域交叉布置控制棒组件(9)和高功率燃料组件(8)，所述低功率燃料组件(7)和高功率燃料组件(8)均为由定位管(1)、仪表管(4)、天然二氧化铀燃料棒元件(2)和铀钚氧化物燃料棒元件(3)构成的六边形燃料组件；所述高功率燃料组件(8)中天然二氧化铀燃料棒元件(2)布置两圈，所述铀钚氧化物燃料棒元件(3)布置在两圈天然二氧化铀燃料棒元件(2)之间，所述低功率燃料组件(7)中天然二氧化铀燃料棒元件(2)布置一圈，所述铀钚氧化物燃料棒元件(3)布置在天然二氧化铀燃料棒元件(2)内侧；所述控制棒组件(9)为由定位管(1)、铀钚氧化物燃料棒元件(3)和导向管(5)构成的六边形燃料组件，所述导向管(5)设置在六边形燃料组件的中心位置，该导向管(5)内设置环状控制棒(6)。

2.根据权利要求1所述的基于提高燃料利用率的液态金属冷却反应堆，其特征在于，所述低功率燃料组件(7)中的定位管(1)、仪表管(4)、天然二氧化铀燃料棒元件(2)和铀钚氧化物燃料棒元件(3)具有相同的几何外形及尺寸，按照正三角形栅格排列，构成正六边形燃料组件，其中，定位管(1)位于六边形燃料组件的六个角点处，仪表管(4)位于六边形燃料组件的中心，铀钚氧化物燃料棒元件(3)位于低功率燃料组件(7)的中心区域，天然二氧化铀燃料棒元件(2)位于低功率燃料组件(7)的外部。

3.根据权利要求1所述的基于提高燃料利用率的液态金属冷却反应堆，其特征在于，所述高功率燃料组件(8)中的定位管(1)、仪表管(4)、天然二氧化铀燃料棒元件(2)和铀钚氧化物燃料棒元件(3)具有相同的几何外形及尺寸，按照正三角形栅格排列，构成正六边形燃料组件，其中，定位管(1)位于六边形燃料组件的六个角点处，仪表管(4)位于六边形燃料组件的中心，天然二氧化铀燃料棒元件(2)位于高功率燃料组件(8)的最外围和中心区，铀钚氧化物燃料棒元件(3)布置在外围天然二氧化铀燃料棒元件(2)和中心天然二氧化铀燃料棒元件(2)之间。

4.根据权利要求1所述的基于提高燃料利用率的液态金属冷却反应堆，其特征在于，所述控制棒组件(9)中的定位管(1)、铀钚氧化物燃料棒元件(3)具有相同的几何外形及尺寸，按照正三角形栅格排列，构成正六边形燃料组件，其中，定位管(1)位于六边形燃料组件的六个角点处，导向管(5)布置在控制棒组件(9)的中心位置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于提高燃料利用率的液态金属冷却反应堆，其特征在于，所述低功率燃料组件(7)、高功率燃料组件(8)和控制棒组件(9)的外形尺寸相同。

6.根据权利要求1-4任一项所述的基于提高燃料利用率的液态金属冷却反应堆，其特征在于，所述堆芯的外围设置整体式异形金属反射层(10)。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的基于提高燃料利用率的液态金属冷却反应堆的管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

低功率燃料组件(7)、控制棒组件(9)经历若干燃耗循环达到设计寿命或燃耗限值之后，采用整体换料方式，即从堆芯卸出并装入相应新燃料组件；高功率燃料组件(8)经历若干燃料循环，若达到燃耗限值，从堆芯卸出，若未达到燃耗限值，燃料组件从堆芯外围向堆芯内部位置进行倒换料，新燃料组件优先装载至堆芯外围。