[发明专利]一种氦氙冷却微型反应堆系统

权利要求书

1.一种氦氙冷却微型反应堆系统，其特征在于，所述氦氙冷却微型反应堆系统包括堆芯子系统和布雷顿循环子系统；

所述堆芯子系统横向设置，且设有穿设堆芯轴心的转轴；

所述布雷顿循环子系统包括透平、回热器、冷却器以及压缩机；

其中，所述透平设于所述堆芯的流体出口端；所述回热器和所述冷却器与所述堆芯同轴套设，所述回热器与所述堆芯的外侧壁套接，所述冷却器与所述回热器的外侧壁套接；

所述压缩机设于与所述堆芯的流体出口端相对的密闭端，

所述压缩机、所述堆芯和所述透平沿所述堆芯的轴向依次排布，所述转轴串联所述压缩机、所述堆芯和所述透平。

2.如权利要求1所述的氦氙冷却微型反应堆系统，其特征在于，所述回热器为螺旋板式换热器，所述螺旋板式换热器包括第一换热通道和第二换热通道，所述第一换热通道设于所述堆芯的外侧壁，所述第二换热通道叠设于所述第一换热通道的外侧壁，所述第一换热通道和所述第二换热通道同时围绕所述堆芯形成螺旋通道；

和/或，所述布雷顿循环子系统还包括电机，在沿所述堆芯的轴向，所述透平还与所述电机通过所述转轴连接。

3.如权利要求2所述的氦氙冷却微型反应堆系统，其特征在于，所述第一换热通道和第二换热通道符合下述条件中的一种或多种；

所述第一换热通道和第二换热通道的通道内各自独立地设有等距排列的定距柱；

所述第一换热通道和第二换热通道的通道间距各自独立地为10～20mm；

所述第一换热通道和第二换热通道的围绕卷数各自独立地为4～10层，较佳地为4层；

所述第一换热通道和第二换热通道的侧壁厚度各自独立地为3mm；

所述第一换热通道和第二换热通道的材料为GH3535合金。

4.如权利要求3所述的氦氙冷却微型反应堆系统，其特征在于，所述定距柱的直径为10mm，定距柱间距离为25mm。

5.如权利要求2所述的氦氙冷却微型反应堆系统，其特征在于，所述冷却器为环形套管式换热器，所述环形套管式换热器的内部包括气体管道，所述气体管道螺旋环绕所述回热器，所述环形套管式换热器的套管罩设于所述回热器，形成腔体，所述腔体包围所述气体管道，用于流通冷却剂流体。

6.如权利要求5所述的氦氙冷却微型反应堆系统，其特征在于，所述环形套管式换热器符合下述条件中的一种或多种；

所述环形套管式换热器的套管直径为10cm-30cm，较佳地为30cm；

所述环形套管式换热器的套管厚度为2-5mm，较佳地为3mm；

所述气体管道的直径为20-30mm，较佳地为25mm；

所述气体管道的管道厚度为2.5mm。

7.如权利要求5-6任一项所述的氦氙冷却微型反应堆系统，其特征在于，所述第一换热通道在所述堆芯的流体出口端设有热流体入口，用于与所述透平的出口连通；所述第一换热通道在所述堆芯的密闭端设有热流体出口；

所述气体管道的入口与所述第一换热通道的热流体出口连通，用于冷却所述第一换热通道出来的热流体；

所述压缩机远离所述堆芯的密闭端的一端设有入口，并与所述气体管道的出口连通；

所述第二换热通道在所述堆芯的密闭端设有冷流体入口；

所述压缩机的出口设于靠近所述堆芯的密闭端的一端，并与所述第二换热通道的所述冷流体入口连通；

所述第二换热通道在所述堆芯的流体出口端设有冷流体出口；

所述第二换热通道的所述冷流体出口与所述堆芯子系统的流体入口端连通。

8.如权利要求2所述的氦氙冷却微型反应堆系统，其特征在于，所述堆芯子系统自轴心向外周依次包括转轴通道、堆芯活性区、反射层和壳体；其中，

所述堆芯活性区包括填充所述堆芯活性区的慢化剂基体，所述慢化剂基体中沿轴心周向设有若干燃料棒和若干冷却剂管道；

所述反射层中设有若干控制鼓。