[发明专利]一种具有反射层的非均匀控制棒

说明书

本发明公开了一种具有反射层的非均匀控制棒，包括：内层柱体，其上端连接有控制棒驱动装置连接杆，所述内层柱体设置有间隔分布的中子吸收体Ⅰ和非中子吸收体Ⅰ；外层圆环柱体，其可滑动设置在所述内层柱体的外部，其结构包括：中子吸收体Ⅱ和非中子吸收体Ⅱ，其在所述外层圆环柱体上间隔分布，所述中子吸收体Ⅱ的外侧设置有反射层。本发明使用反射层取代了非均匀控制棒的外部中子吸收体Ⅱ，通过反射层反射中子的形式阻止中子进入内部中子吸收体中，与外层圆环柱体的中子吸收体一样，反射层起到了自屏蔽的作用，降低了中子的消失率。有助于增加堆芯中子通量密度，从而实现提高堆芯燃耗水平的功能。

技术领域

本发明属于核电站安全与控制机械技术领域，更具体地说，本发明涉及一种具有反射层的非均匀控制棒。

背景技术

核电站的安全和控制非常重要，为了控制核电站堆芯的链式反应速率在一个预定的水平上，需要用吸收中子的材料做成吸收棒，称之为控制棒，控制棒用以补偿燃料消耗和调节反应速率。提高压水堆轴向功率偏差的控制性能对压水堆运行的经济性和安全性具有重要意义。基于解耦控制思想的非均匀功率控制棒具有独立的轴向功率偏差和功率级控制功能，构成的功率控制系统控制策略简单。N＝2的AB型非均匀控制棒轴向截面结构如图3和图4所示。图中：H是堆芯的高度，h是吸收体的长度(h＝H/2N)，Δh是控制棒棒位(0≤Δh≤h)，R是控制棒外径，r是内层柱体的直径。

无反射层的非均匀控制棒通过外层圆环柱体的中子吸收体吸收中子，阻止中子进入内中子吸收体，实现“自屏蔽”作用。压水堆功率控制系统采用非均匀控制棒控制堆芯功率时，其外层圆环柱体的中子吸收体常驻堆芯，在整个寿命周期内吸收中子，会降低燃料的燃耗水平。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种具有反射层的非均匀控制棒，包括：

内层柱体，其上设置有间隔分布的中子吸收体Ⅰ和非中子吸收体Ⅰ；

外层圆环柱体，其滑动设置在所述内层柱体的外部，其结构包括：

中子吸收体Ⅱ和非中子吸收体Ⅱ，其在所述外层圆环柱体上间隔分布，所述中子吸收体Ⅱ的外侧设置有反射层。

优选的是，其中，所述中子吸收体Ⅰ、非中子吸收体Ⅰ、中子吸收体Ⅱ、非中子吸收体Ⅱ和反射层的长度相同。

优选的是，其中，所述内层柱体的上端连接有控制棒驱动装置连接杆。

优选的是，其中，所述非均匀控制棒为A型非均匀控制棒，其结构被设置为：

所述内层柱体的最下端为中子吸收体Ⅰ，所述外层圆环柱体的最下端为带反射层的中子吸收体Ⅱ。

优选的是，其中，所述非均匀控制棒为B型非均匀控制棒，其结构被设置为：

所述内层柱体的最下端为非中子吸收体Ⅰ，所述外层圆环柱体的最下端为非中子吸收体Ⅱ。

优选的是，其中，所述反射层为氧化铍反射层。

优选的是，其中，所述内层柱体的中子吸收体Ⅰ和非中子吸收体Ⅰ的总数量为2N+1，所述外层圆环柱体的中子吸收体Ⅱ和非中子吸收体Ⅱ的总数量为2N+1，其中N是大于等于1的自然数。

本发明至少包括以下有益效果：本发明使用反射层取代了非均匀控制棒的外部中子吸收体Ⅱ，通过反射层反射中子的形式阻止中子进入内部中子吸收体中，与外层圆环柱体的中子吸收体Ⅱ一样，反射层起到了自屏蔽的作用。由于堆芯的中子被反射层反射回去而不是被吸收，因此降低了中子的消失率。有助于增加堆芯中子通量密度，从而实现提高堆芯燃耗水平的功能。由于其他结构不带反射层的非均匀控制棒相同，所以带有反射层的非均匀控制棒同样保持原有的功能。