[发明专利]一种碳材料体约束结构和卧式气冷堆

说明书

本发明公开一种碳材料体约束结构，包括约束结构本体。约束结构本体用于约束气冷堆的散体结构，散体结构呈柱形，包括一个或多个沿Z轴方向排列的碳材料体组，每个碳材料体组包括多个碳材料体，多个碳材料体环绕于Z轴堆砌放置，约束结构本体包括一个或多个约束环，约束环套设于碳材料体组上，用于围紧碳材料体，从而对碳材料体组进行环向约束，约束环的内侧壁上设有多个凸起，多个凸起沿环向排列，且与碳材料体一一对应，用于嵌入碳材料体中，以使约束环固定于碳材料体组，一个或多个约束环沿Z轴方向排列设置，且依次连接，从而对散体结构进行轴向约束。本约束结构能够同时散体结构进行轴向约束和环向约束。本发明还公开一种卧式气冷堆。

5技术领域

本发明具体涉及一种碳材料体约束结构和包含该约束结构的卧式气冷堆。

背景技术

0高温气冷堆的堆芯四周包围着大量的六棱柱形和/或类似扇形的碳材料体。这些碳材料体堆砌形成散体结构，由于散体结构不稳定，必须靠相应的碳材料体约束结构约将其束于反应堆压力容器内。由于反应堆运行温度高、辐照剂量大、运行工况复杂，

因此，碳材料体约束结构必须具有耐高温、耐辐照、高强度等特5性。

现有立式高温气冷堆中，南非的球床模块式高温气冷堆采用金属+碳纤维复合材料，制成箍紧带结构；英国先进气冷堆采用金属材料，制成弹性阻尼元件；德国高温气冷堆和清华高温气冷堆分别采用金属材料制成支承环和金属箍紧带结构。

0现有的各约束结构都是基于立式高温气冷堆进行设计的，缺少基于卧式气冷堆进行设计的结构。车载运输高温气冷堆属于卧式反应堆，与立式反应堆类似，其堆芯周围也包围着大量的碳材料体，但卧式布置的碳材料体更容易松散，不仅会产生环向松散，

更会产生轴向松散；欲维持卧式碳材料体的形状需要更大的约束5载荷。此外，车载运输对卧式反应堆的尺寸大小有严格要求，只有足够紧凑的反应堆结构才能满足车载运输的条件。然而，现有的立式气冷堆约束结构仅能对碳材料体进行环向约束，无法进行轴向约束，将会导致碳材料体的在轴向产生过大间隙，进而导致冷却剂漏流，严重影响反应堆正常运行。

0综上，现有基于立式反应堆的约束结构无法满足卧式反应堆对更大大承载能力的要求，也无法实现约束结构与碳材料体在轴向和环向的双向同步约束。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种碳材料体约束结构和包含该约束结构的卧式气冷堆，所述碳材料体约束结构能够同时对卧式气冷堆的碳材料体组成的散体结构进行轴向约束和环向约束，可以保证反应堆的紧凑度，以避免散体结构变形。

根据本发明第一方面的实施例，提供一种碳材料体约束结构，包括：约束结构本体。所述约束结构本体用于约束气冷堆的散体结构，所述散体结构呈柱形，包括一个或多个沿Z轴方向排列的碳材料体组，每个碳材料体组包括多个碳材料体，多个所述碳材料体环绕于Z轴堆砌放置，所述约束结构本体包括一个或多个约束环，所述约束环套设于碳材料体组上，用于围紧所述碳材料体，从而对碳材料体组进行环向约束，所述约束环的内侧壁上设有多个凸起，所述凸起沿环向排列，且与所述碳材料体一一对应，用于嵌入所述碳材料体中，以使所述约束环固定于碳材料体组，一个或多个所述约束环沿所述Z轴方向排列设置，且依次连接，从而对所述散体结构进行轴向约束。

优选的，所述约束结构本体受热膨胀所产生的轴向形变量与所述散体结构受热膨胀所产生的轴向形变量相同，且所述约束结构本体受热膨胀所产生的环向形变量与所述散体结构受热膨胀所产生的环向形变量相同。

优选的，所述约束环包括多个约束板单元，多个所述约束板单元环绕于所述散体结构的外侧并依次首尾相连，所述约束板单元的数量与所述碳材料体的数量相同，且所述约束板单元与所述碳材料体一一对应，多个所述凸起分别设置于多个所述约束板单元的内侧壁上。