[发明专利]一种用于核反应堆反应性自动控制的装置

说明书

本发明的目的在于公开一种用于核反应堆反应性自动控制的装置，它包括一定长度的全封闭耐高温管壳，所述全封闭耐高温管壳内的两端分别设置有锂蒸汽汽腔和惰性气体气腔，所述锂蒸汽汽腔与所述惰性气体气腔之间设置有液态金属锂；无需控制驱动机构，能够根据堆芯温度变化全自动、非能动地引入或降低反应性，实现反应堆反应性自动控制；体积小、结构简单，所需的液态金属锂装量很少；金属锂汽化引起的体积变化大，反应性引入速度快，中子吸收体位移及反应性负反馈大；可在不同温度下工作，通过预充压力调节，控制液态锂汽化膨胀的起始温度点；温度反应性负反馈大小可调，通过初始气腔体积，可控制单位温度变化液态锂在堆芯的位移量。

技术领域

本发明涉及一种自动控制的装置，特别涉及一种用于核反应堆反应性自动控制的装置。

背景技术

反应性是关系到核反应堆能否安全运行的核心参数，反应性大的小除与堆芯布置、燃料燃耗等直接相关外，还与反应堆温度、冷却剂密度等密切相关。一般来讲，对于确定的堆芯其反应性影响最大的是运行温度，包括燃料温度、冷却剂温度等，单位温度变化所引起的反应性变化量称为反应性温度系数。为了确保反应堆的安全运行，反应堆从设计上必须确保堆芯具有负的且足够大的温度反应性系数，即当温度升高时，能引入负的反应性反馈，从而维持堆芯功率稳定。

对于某些反应堆，如采用高富集度燃料的气体或液态金属的空间反应堆，其燃料多普勒和冷却剂的温度(密度)反应性负反馈很不明显甚至没有，这使得反应堆运行安全难以保障。因此需要在设计中考虑其它的反应性控制机制，使得堆芯具有负的温度反应性反馈，确保当堆芯功率和温度升高时自动引入负反应性，维持堆芯功率和温度的稳定。

因此，特别需要一种用于核反应堆反应性自动控制的装置，以解决上述现有存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于核反应堆反应性自动控制的装置，针对现有技术的不足，为反应堆提供温度反应性负反馈，当堆芯温度升高时自动引入负反应性，当堆芯温度降低时，自动引入正反应性，从而可确保反应堆运行安全。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种用于核反应堆反应性自动控制的装置，其特征在于，它包括一定长度的全封闭耐高温管壳，所述全封闭耐高温管壳内的两端分别设置有锂蒸汽汽腔和惰性气体气腔，所述锂蒸汽汽腔与所述惰性气体气腔之间设置有液态金属锂。

在本发明的一个实施例中，所述全封闭耐高温管壳由难熔合金或陶瓷材料制成。

在本发明的一个实施例中，所述全封闭耐高温管壳插入反应堆堆芯，当反应堆温度升高时部分液态金属锂汽化，通过锂蒸汽汽腔膨胀推动剩余的液态金属锂在全封闭耐高温管壳内移动，金属锂作为中子吸收材料，通过进入或移出堆芯实现反应控制。

在本发明的一个实施例中，所述惰性气体气腔通过自身体积变化维持与锂蒸汽的压力平衡，共同作用使液态金属锂在全封闭耐高温管壳内移动，并通过预留体积及预充压力的调节实现对不同反应堆的反应性自动控制。

在本发明的一个实施例中，所述全封闭耐高温管壳内设置有多层多孔吸液芯，用于吸附管内的液态金属锂，控制液态金属锂在管内的分布，实现汽液分离，维持气空间。

本发明的用于核反应堆反应性自动控制的装置，与现有技术相比，无需控制驱动机构，能够根据堆芯温度变化全自动、非能动地引入或降低反应性，实现反应堆反应性自动控制；体积小、结构简单，所需的液态金属锂装量很少；金属锂汽化引起的体积变化大，反应性引入速度快，中子吸收体位移及反应性负反馈大；可在不同温度下工作，通过预充压力调节，控制液态锂汽化膨胀的起始温度点；温度反应性负反馈大小可调，通过初始气腔体积，可控制单位温度变化液态锂在堆芯的位移量，实现本发明的目的。

本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明