[发明专利]小型氟盐冷却高温堆多用途非能动余热排出系统

说明书

本发明公开了小型氟盐冷却高温堆多用途非能动余热排出系统，包括反应堆本体系统、多用途非能动余热排出系统和各系统之间管道等其他连接设备构成的循环回路；反应堆本体系统作为系统热源，采用螺旋十字型燃料元件，FLiBe熔盐作为冷却剂，其热功率125MW，堆芯出口温度达700℃，具备高温低压、无水冷却和体积紧凑的优点；多用途非能动余热排出系统既作为专设安全设施保证反应堆的非能动安全，又能够通过温差发电装置高效地回收利用非能动余热排出系统中的余热进行发电，实现了在不同工况下的灵活切换，提高了能源的利用效率，对我国自主高效、安全的开发小型氟盐冷却高温堆具有重要意义。

技术领域

本发明涉及先进核能安全开发与能源利用技术领域，具体涉及一种小型氟盐冷却高温堆多用途非能动余热排出系统。

背景技术

小型氟盐冷却高温堆有高温低压运行、无水冷却、固有安全和结构紧凑等特点，近年来，国内对其的研究工作正在稳步开展。

然而，目前提出的小型氟盐冷却高温堆设计方案多侧重于堆芯模块的设计，对反应堆结构、材料和各有关设备的设计，特别是对其专设安全设施非能动余热排出系统的结合研究尚不充分。

非能动余热排出系统用于导出反应堆在紧急堆停堆和事故工况下的堆芯热量，然而在反应堆正常运行情况下，为了保证余排回路中的高温氟盐熔融物不会凝固，常规的余排系统会一直处于工作状态，造成堆芯的热量损失。利用高温氟盐与空气的巨大温度差，将小型氟盐冷却高温堆非能动余热排出系统与温差发电系统相结合，组成小型氟盐冷却高温堆多用途非能动余热排出系统，既能及时的导出反应堆在紧急堆停堆和事故工况下的堆芯热量，也能在反应堆正常运行情况下有效地利用好余排系统的余热，为新一代核能系统的安全开发与能源利用提供重要参考意义。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明公开了一种小型氟盐冷却高温堆多用途非能动余热排出系统，为小型氟盐冷却高温堆提供专设安全设施，并高效地回收利用非能动余热排出系统中的余热进行发电。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

小型氟盐冷却高温堆多用途非能动余热排出系统，包括反应堆本体系统1和多用途非能动余热排出系统2；

所述堆本体系统1作为小型氟盐冷却高温堆多用途非能动余热排出系统的热源，包括反应堆容器1-1、熔盐冷池1-2、堆芯活性区1-3、堆芯轴向反射层1-4、堆芯径向反射层1-5、冷/热池围筒1-6、熔盐热池1-7、轴流泵1-8、FLiBe-FLiNaK主换热器1-9、FLiBe-FLiNaK余热排出换热器1-10和控制棒及驱动机构1-11；FLiBe-FLiNaK主换热器1-9、FLiBe-FLiNaK余热排出换热器1-10位于反应堆容器1-1内上部，在FLiBe-FLiNaK主换热器1-9下部设置轴流泵1-8；控制棒及驱动机构1-11设置在堆芯活性区1-3上部；冷/热池围筒1-6设置在堆芯径向反射层1-5外，将反应堆容器1-1内部分隔为外部的熔盐冷池1-2和内部的熔盐热池1-7，堆芯活性区1-3周向设置堆芯径向反射层1-5、堆芯活性区1-3上部和下部设置堆芯轴向反射层1-4；