[发明专利]一种卧式反应堆用多级支撑式多节控制鼓

说明书

本发明属于卧式反应堆能动反应性控制技术领域，具体涉及一种卧式反应堆用多级支撑式多节控制鼓，用于设置在卧式反应堆的堆芯外围的辐射屏蔽层的孔道(12)中，包括若干串联设置的圆筒状的控制组件(4)，控制组件(4)的一侧外表面设有中子吸收板(6)，通过旋转控制组件(4)将中子吸收板(6)朝向或偏离所述堆芯，实现对堆芯的功率控制。本发明对卧式反应堆具有较强的适应能力、易于布置，相比传统控制鼓结构在保证慢化性能的前提下直径可调范围更大、对驱动机构要求更低、正常运行温度限值更高，轴向可灵活调整布置控制组件(4)的个数，对整堆的小型化具有明显的优势，可广泛应用于各种型号的卧式反应堆。

技术领域

本发明属于卧式反应堆能动反应性控制技术领域，具体涉及一种卧式反应堆用多级支撑式多节控制鼓。

背景技术

核反应堆是能维持可控自持链式核裂变反应，以实现核能利用的装置。目前，大部分反应堆为立式设计，但其通常高度较高，不利于布置。因此，卧式堆芯的方案被提出。相比立式堆芯，卧式堆芯高度较矮，布置更为方便，甚至可满足可移动堆的设计要求，优势明显。

作为中子吸收体芯块的容器结构，传统反应堆中大部分采用控制棒的结构形式，但由于控制棒需要具备完全提出的条件，故其总体设计尺寸较大。相比控制棒，控制鼓可节省反应性调节过程中堆芯轴向方向的设计尺寸，从而减小了整个反应堆的总尺寸。另一方面，控制鼓普遍布置在反射层中，故对辐射屏蔽也可起到一定的有益作用，从而减小辐射屏蔽层的布置总量，减小反应堆的尺寸及重量。

卧式堆方案中，控制鼓往往也需采用卧式设计，故其需承受自身重量产生的挠度而不发生结构破坏。此外，由于控制鼓的布置使慢化剂量减小，会造成反应堆慢化效果不佳的问题。另外，若控制鼓尺寸较大，需旋转部分重量也会增加，对驱动机构要求较高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种卧式反应堆用多级支撑式多节控制鼓，克服重力使控制鼓产生过大挠度，从而发生结构失效，危及反应堆安全性的问题；克服控制鼓布置使慢化剂量过度减小造成反应堆慢化效果不佳的问题；克服控制鼓需旋转部分重量较重，对驱动机构要求过高的问题。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种卧式反应堆用多级支撑式多节控制鼓，用于设置在卧式反应堆的堆芯外围的辐射屏蔽层的孔道中，其中，包括若干串联设置的圆筒状的控制组件，所述控制组件的一侧外表面设有中子吸收板，通过旋转所述控制组件将所述中子吸收板朝向或偏离所述堆芯，实现对所述堆芯的功率控制。

进一步，所述控制组件的内部圆孔部分设置一根圆柱状的芯轴，所述芯轴与所述圆孔的同轴，所述控制组件的自重直接施加于所述芯轴上。

进一步，所述芯轴的两端各设置一个支撑桥，所述支撑桥通过第三销钉与所述芯轴连接在一起，所述支撑桥的底部固定设置在所述孔道的内表面上，所述控制组件通过所述芯轴和所述支撑桥固定设置在所述孔道中，所述控制组件能够以所述芯轴为轴旋转且不触碰所述孔道的内表面；相邻的两个所述控制组件之间的两个所述支撑桥通过第四销钉连接在一起，相邻的两个所述控制组件彼此不相连。

进一步，所述控制组件的外表面一侧设有弧形槽，在所述弧形槽中设置与所述弧形槽相适应的弧形腔，所述弧形腔内设置所述中子吸收板，所述中子吸收板用于吸收所述堆芯的释放的中子；所述弧形腔的两端的开口设有用于密封的端塞，所述端塞用于防止由所述中子吸收板产生的粉尘发生泄漏。

进一步，在所述弧形腔的两端设有驱动环，所述驱动环通过第一销钉与所述弧形腔连接在一起；相邻的两个所述控制组件之间的两个所述驱动环通过第二销钉连接在一起；所述驱动环用于传递外部驱动机构输入的扭矩；靠近所述外部驱动机构的所述驱动环用于接收外部驱动机构输入的扭矩，再通过所述弧形腔和其他所述驱动环将所述扭矩传递给各个所述控制组件，带动各个所述控制组件同步旋转，从而实现通过旋转所述控制组件将所述中子吸收板朝向或偏离所述堆芯，实现对所述堆芯的功率控制。