[发明专利]无补偿棒的医用同位素生产堆

摘要

本发明公开一种无补偿棒的医用同位素生产堆及持续运行补偿后备反应性损失的方法。该堆不需要补偿棒，通过运行中浓缩堆芯溶液铀‑235浓度，或维持堆芯铀‑235基本不变的勤补料法，提高堆的后备反应性，替代了补偿棒的功能，简化了堆芯结构及控制系统，降低了铀的初装量。由于对堆补酸罐增设了自浓缩溢流口管路、经由排液量指示罐、该罐的冲洗水排出管路、连接堆芯容器料液排出管路、进入并冲洗提取柱、而后由提取柱的冲洗水排出管路进入存储罐，组成补酸罐复合水冲洗提取柱的冲洗水流路系统，回收了废弃的铀节省了大量的铀料。

主权项

1.无补偿棒的医用同位素生产堆，其核心生产结构主要包括有：内装堆芯料液UO2(NO3)2的平底圆柱型不锈钢堆芯容器(1)，容器(1)内装堆芯料液(3)及其上方的气腔(4)，堆芯料液(3)径向分内外两区，内区布置控制棒机构：包括安全棒和自动调节棒，这两种控制棒的导管(2)与堆芯容器(1)的上盖和下底密封焊接，导管(2)内装水，导管(2)外壁与燃料溶液UO2(NO3)2接触，分装在各自导管(2)内的安全棒芯、自动调节棒芯，分别在各自的导管内上、下移动，对堆运行状况进行调控；堆芯容器(1)顶盖有气路(f)将气腔(4)与顶盖外面的氢氧复合器(5)连通，氢氧复合器(5)设有管路(g)将产生的复合水注入补酸罐(6)；在补酸罐(6)腔体内一个水平位置上，设置一个开口向上的漏斗型补酸溢流口(6‑1)，该溢流口底部通过带有开关阀(h‑1)的管路(h)与堆芯料液(3)上面的气腔(4)相连通，组成堆芯的补酸回路；在堆芯容器(1)的底部设置带有开关阀(a‑1)的料液排出管路(a)连接提取柱(9)，在该提取柱(9)的底部各有一支带有开关阀(b‑1，c‑1)的管路(b,c)，分别连接存储罐(8)和纯化柱(10)；纯化柱(10)底部设置带有开关阀(d‑1)的管路(d)与存储罐(8)连接；存储罐(8)还设置带有开关阀(e‑1)的管路(e)连接堆芯容器(1)底部，组成了医用同位素提取、料液回收存储、料液纯化存储及料液的回堆系统；其特征在于：在反应堆的堆芯料液内区控制棒机构中取消了补偿棒，只有安全棒和自动调节棒；在补酸罐(6)腔体内，位于补酸溢流口(6‑1)的下方位置，设置另一个水平开口向上的漏斗型浓缩溢流口(6‑2)，该溢流口(6‑2)底部通过带有开关阀(i‑1)的管路(i)连接排液量指示罐(7)，排液量指示罐(7)底部有两支管路，其中一支通过带有开关阀(k‑1)的管路(k)连接废水罐(11)，而另一支通过带有开关阀(j‑1)的管路(j)与堆芯容器(1)的料液排出管路(a)相连接，这样依序从补酸罐浓缩溢流口(6‑2)管路、经由排液量指示罐(7)、排液量指示罐(7)的冲洗水排出管路(j)、连接堆芯容器料液排出管路(a)、进入并冲洗提取柱(9)、而后将带有残存铀料的冲洗水排入存储罐(8)实现残存铀料回堆，组成了补酸罐(6)酸性复合水冲洗提取柱(9)、回收铀料、稀释料液的冲洗水流路系统；控制棒机构中取消了补偿棒,在堆运行期间补偿其后备反应性损失以替代补偿棒的功能，可以采取以下三种技术措施中的任一种：a、采用提高堆芯料液UO2(NO3)2中U‑235的浓度，来提高后备反应性Keff，以补偿堆芯高功率燃耗的反应性损失；b、通过勤补料维持堆芯铀‑235基本不变或稍有增加，堆在额定功率运行时自动调节棒高度基本不变，补偿堆芯高功率燃耗的反应性损失；c、可以采用提高堆芯料液UO2(NO3)2中U‑235的浓度与勤补料相结合，提高堆后备反应性，补偿堆高功率燃耗的反应性损失。