[发明专利]石墨熔盐堆、石墨熔盐堆系统及其使用方法

说明书

本发明提供一种石墨熔盐堆、石墨熔盐堆系统及其使用方法，该石墨熔盐堆包括石墨组件，石墨组件在石墨熔盐堆的高度方向上分为多层，每层石墨间互相隔离；该石墨熔盐堆系统包含前述的石墨熔盐堆。上述石墨熔盐堆、石墨熔盐堆系统及其使用方法，通过将石墨分为多层，并降低熔盐流经石墨时的压力，配合泵、阀等部件的开闭，使得石墨熔盐堆内的熔盐压力变化与石墨内部气压相对应，从而使得石墨不会被熔盐浸渗，同时使得熔盐可自然流出流入石墨熔盐堆，无需其它装置辅助。

技术领域

本发明涉及一种石墨熔盐堆、石墨熔盐堆系统及其使用方法。

背景技术

石墨作为核反应堆材料，广泛应用于高温气冷堆和熔盐堆中。在熔盐堆中，石墨与熔盐燃料具有较好的兼容性，在高温环境下基本不发生化学作用。但石墨是一种多孔材料，存在燃料盐浸渗石墨的可能。熔盐浸渗石墨将会导致燃料盐的局部滞留并造成堆芯局部热点，同时燃料盐本身裂变产生的裂变核具有极高的能量，将会对石墨内部结构造成较大的破坏。因此，应极力避免燃料熔盐浸渗石墨。

目前对避免燃料熔盐浸渗石墨的研究主要集中在石墨材料的改性方面，如研制细颗粒石墨、对石墨表面进行涂层处理等，从而提高熔盐浸渗石墨的浸渗压力，确保在熔盐堆各类工况的运行压力下都不会导致燃料盐浸渗石墨。但上述方法处理材料的工艺较为复杂，技术要求和成本较高，不便于实际生产和产品推广。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中石墨熔盐堆的部分石墨被熔盐浸渗等缺陷，提供一种石墨熔盐堆、石墨熔盐堆系统及其使用方法。

本发明通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种石墨熔盐堆，所述石墨熔盐堆包括石墨组件，所述石墨组件在所述石墨熔盐堆的高度方向上分为多层，每层所述石墨间互相隔离。

在本技术方案中，石墨熔盐堆通过调节堆内气压装载熔盐，分为多层的石墨可确保在调节气压的过程中，每层石墨内部的气压不同且与熔盐的压强变化相配合，从而使得熔盐在堆内正常工作的同时不会渗入石墨。

较佳地，所述石墨组件上设有熔盐通路；所述石墨熔盐堆还包括循环回路，所述循环回路通过所述熔盐通路贯穿所述石墨组件的上端和下端。

在本技术方案中，循环回路贯穿石墨组件，石墨组件起到吸收作用以控制反应速率。

较佳地，每层所述石墨为一块石墨。

在本技术方案中，反应堆中的石墨仅需简单堆叠穿孔即可，降低了加工难度。

较佳地，每层所述石墨分为多块石墨。

在本技术方案中，反应堆中的单块石墨体积较小，降低了组装难度。

较佳地，所述循环回路还包括上腔室、下降腔、下腔室、上升腔，所述下腔室位于所述石墨组件的下方，所述下降腔位于所述石墨组件的侧面，所述上腔室位于所述石墨组件的上方，所述上升腔由所述熔盐通路构成，所述上升腔与所述上腔室相连；当熔盐在所述循环回路中流动时，所述熔盐依次流经所述上腔室、所述下降腔、所述下腔室、所述上升腔。

在本技术方案中，熔盐在反应堆内循环流动，并将产生的热量传出从而用于发电或其它用途。

较佳地，所述循环回路还包括换热器，所述换热器位于所述石墨组件的外部，所述换热器至少部分位于所述下降腔内。

在本技术方案中，换热器中的压降为循环回路中最大的压降，将其置于石墨组件外部降低了与石墨组件接触的熔盐的压力，从而相应降低所需气压。

较佳地，所述循环回路还包括循环泵，所述循环泵设置在所述上腔室与所述下降腔之间。

在本技术方案中，循环泵向流出上腔室的熔盐增压，从而更好地维持循环回路中熔盐的流动。