[实用新型]一种结构紧凑的高通量小型多用途铅冷快堆

说明书

本实用新型公开了一种结构紧凑的高通量小型多用途铅冷快堆，包括外安全壳和内安全壳，外安全壳和内安全壳合围构成的腔室，内安全壳的中部中空以形成通量阱，腔室内设置有由内到外依次分布的内燃料区和外燃料区，内燃料区和外燃料区内均设置有燃料组件，内燃料区和内安全壳之间活动设置有安全板，外安全壳和外燃料区之间活动设置有多个调节板，各调节板沿外燃料区呈周向排列且能够独立活动，安全板和调节板用于沿铅冷快堆的轴向插入或拔出，内燃料区和外燃料区均与腔室连通，腔室用于填充冷却剂铅，外安全壳的外周侧依次设置有反射层和屏蔽层。该铅冷快堆有利于实现小型化发展，且安全性能高，用途广。

技术领域

本实用新型涉及核工程与核技术领域，特别涉及一种结构紧凑的高通量小型多用途铅冷快堆。

背景技术

铅冷快堆是指采用液态铅或铅铋合金冷却的快中子反应堆，它能很好地满足第四代反应堆安全性、经济性、持续性和核不扩散的目标要求，是第四代反应堆六种主要堆型中最具发展潜力的一种堆型。

铅基快堆的发展方向主要是小型化，这是由于小型堆具有小型、便捷、用途广泛等特点。铅或者铅铋等冷却剂具有良好的物性参数，其具有沸点高、热导率高、热膨胀性好等特点，其传热性能好，并且避免了冷却剂沸腾导致堆芯裸露，防止了熔堆故事的发生；相比于其他冷却剂，铅或铅铋化学性质不活泼，不易于堆芯中其他材料发生化学反应；其具有较强的自然循环能力，这使得铅冷快堆拥有很好的非能动安全性。这些特性使铅冷快堆极具发展潜力，尤其是在发展小型模块化反应堆中具有独特的优势。

现有的铅冷快堆的燃料组件设计大多采用多根燃料棒封装成一个燃料组件的形式，结构一般较为复杂，不利于铅冷快堆的小型化发展。

实用新型内容

为解决背景技术中所提及的技术问题，本实用新型提供一种结构紧凑的高通量小型多用途铅冷快堆。

本实用新型所采用的技术方案是：一种结构紧凑的高通量小型多用途铅冷快堆，包括外安全壳和内安全壳，所述外安全壳和内安全壳合围构成的腔室，所述内安全壳的中部中空以形成通量阱，所述腔室内设置有由内到外依次分布的内燃料区和外燃料区，所述内燃料区和外燃料区内均设置有燃料组件，所述内燃料区和所述内安全壳之间活动设置有安全板，所述外安全壳和所述外燃料区之间活动设置有多个调节板，各所述调节板沿所述外燃料区呈周向排列且能够独立活动，所述安全板和所述调节板用于沿铅冷快堆的轴向插入或拔出，所述内燃料区和外燃料区均与所述腔室连通，所述腔室用于填充冷却剂铅，所述外安全壳的外周侧依次设置有反射层和屏蔽层。

至少具有以下有益效果：将研究堆中常用的板式燃料组件运用在铅冷快堆上，大大强化了反应堆整体的传热性能，有利于实现铅冷快堆的小型化发展；采用内外控制板的双控制系统，保障了反应堆的安全性能；给铅冷快堆配备一个辐照通道，增加了反应堆的用途，可带来额外的经济收益。

进一步地，所述内燃料区和外燃料区内的燃料铀235的富集度设置成不同。

进一步地，所述内燃料区设置成4个内燃料区单元，位于内燃料区单元内的所述燃料组件为由内到外间隔排列的90°的若干弧形板；所述外燃料区设置成8个外燃料区单元，位于外燃料区单元内的所述燃料组件为由内到外间隔排列的45°的若干弧形板；各所述弧形板之间形成冷却通道，所述调节板的数量为8个。

进一步地，所述外安全壳的内侧设置有8个导轨，每个所述导轨的两侧均具有导向槽，所述调节板滑动设置在所述导轨上。

进一步地，所述内安全壳的外侧设置有套筒，所述套筒呈中空状，所述安全板沿所述套筒的中空部分往复移动。

进一步地，所述弧形板包括燃料包壳，燃料包壳内部中间填充有燃料芯块，燃料芯块的两端沿轴向依次对称设置有裂变气腔和反射部。

进一步地，所述安全板和所述调节板均包括控制板包壳，所述控制板包壳内部中间填充有吸收材料碳化硼，两端填充有金属材料钨。