[发明专利]一种能够实现增殖和焚烧功能转换的快中子反应堆

摘要

一种能够实现增殖和焚烧功能转换的快中子反应堆，堆芯设计方案兼顾增殖和焚烧两种功能，通过换料方案实现增殖和焚烧相互转换，该反应堆不改变反应堆容器大小以及堆内控制系统，仅通过组件更换和排布实现转换比在增殖或者焚烧范围内较大范围的调节，并且能够通过换料方案实现增殖和焚烧的功能转换；反应堆具有结构简单，转换比调节范围广，功能适应性强，经济性好的特点。

主权项

一种能够实现增殖和焚烧功能转换的快中子反应堆，其特征在于：包含增殖功能堆芯和焚烧功能堆芯两种组件布置方式，能够通过换料方案实现增殖功能和焚烧功能相互转换；所述增殖功能堆芯由内向外布置有增殖组件(3)、低富集度增殖燃料组件(1‑1)、增殖组件(3)、中富集度增殖燃料组件(1‑2)、增殖组件(3)、高富集度增殖燃料组件(1‑3)、增殖组件(3)、反射层组件(5)和屏蔽层组件(6)；所述焚烧功能堆芯由内向外布置有低富集度焚烧燃料组件(2‑1)、中富集度焚烧燃料组件(2‑2)、高富集度焚烧燃料组件(2‑3)、反射层组件(5)和屏蔽层组件(6)，此外，所述增殖功能堆芯和焚烧功能堆芯的第五圈、第七圈和第九圈均分别布置有十二根，六根和十二根控制组件(4)；所述低富集度增殖燃料组件(1‑1)、中富集度增殖燃料组件(1‑2)和高富集度增殖燃料组件(1‑3)形成增殖燃料组件(1)；所述低富集度焚烧燃料组件(2‑1)、中富集度焚烧燃料组件(2‑2)和高富集度焚烧燃料组件(2‑3)形成焚烧燃料组件(2)；所述换料方案为分两步，第一步：按照最终焚烧功能堆芯中低富集度焚烧燃料组件(2‑1)、中富集度焚烧燃料组件(2‑2)和高富集度焚烧燃料组件(2‑3)的布置，使用焚烧燃料组件(2)替换增殖功能堆芯内的增殖组件(3)和部分增殖燃料组件(1)，最外圈的增殖组件(3)根据堆芯总体反应性选择使用焚烧燃料组件(2)或者反射层组件(5)替换，所述换料方案应该保证堆芯反应性不超过控制组件(4)的控制范围，以及堆内组件功率满足运行要求；第二步：使用焚烧功能堆芯内的焚烧燃料组件(2)替换增殖功能堆芯内剩余的增殖燃料组件(1)，这样使转换比从增殖减小到焚烧范围内；整个转换过程中保持堆内组件的总数不变；控制组件(4)在任意的转换比下都保持相同的位置和数量。