[发明专利]一种采用径向氢气流道的热管型双模式空间核反应堆堆芯

摘要

本发明属于反应堆工程技术领域，公开了一种采用径向氢气流道的热管型双模式空间核反应堆堆芯。该反应堆堆芯包括径向反射层、堆芯活性区、热管、堆芯筒体、轴向反射层、控制鼓，其中堆芯活性区位于堆芯筒体内，轴向反射层位于堆芯活性区上方；径向反射层为中空圆柱形结构，堆芯活性区、轴向反射层及热管位于该径向反射层的空腔内；本发明具有结构简单、运行安全性和可靠性高且具备非能动、非单点失效优点的有益效果。

主权项

1.一种采用径向氢气流道的热管型双模式空间核反应堆堆芯，其特征在于，该反应堆堆芯包括径向反射层、堆芯活性区、热管、堆芯筒体、轴向反射层、控制鼓，其中堆芯活性区位于堆芯筒体内，轴向反射层位于堆芯活性区上方；径向反射层为中空圆柱形结构，堆芯活性区、轴向反射层及热管位于该径向反射层的空腔内；所述径向反射层主体结构的材质为氧化铍，径向反射层内设置有多个均匀分布的控制鼓，其中控制鼓形状为圆柱体形，长度与径向反射层的长度一致且可在径向反射层内旋转，每个控制鼓内沿圆周设置有弧度为120度的吸收体，该吸收体从控制鼓顶端延伸至控制鼓底部，吸收体随控制鼓旋转至所需角度以满足反应堆对推进力和电能的需求；控制鼓内除吸收体外，其余部分材质与径向反射层的主体结构的材质一致，均为氧化铍且氧化铍上设置有贯穿的孔道，该孔道是用于氢气流通的第一流道；所述堆芯活性区的上方设置有轴向反射层，轴向反射层内设置有氢气流通的孔道，此孔道作为氢气流通的第二流道；轴向反射层与堆芯活性区顶部留有5～10mm的空隙，该空隙用于氢气流通的第三流道；堆芯活性区位于堆芯筒体内部，且堆芯活性区与堆芯筒体间留有供氢气流通的第四流道；所述堆芯活性区主要包括多个上下叠加放置的圆形燃料平板，燃料类型为钨基金属陶瓷燃料；除最顶部的燃料平板外，其余燃料平板上均设置有中心孔和支撑结构，其中中心孔位于几何中心位置处，支撑结构由多个支撑板构成，每个支撑板的形状为弧形，该多个支撑板沿着中心孔均匀分布，长度为中心孔外周至燃料平板外周的距离；支撑板的设置使得燃料平板之间留有氢气径向流通的第五流道，氢气在径向流通的第五流道内由外向内流动并冷却燃料，并最终进入中心孔流出；所述轴向反射层为圆盘形结构，材质为氧化铍，其直径与堆芯筒体的内径一致；轴向反射层及每个燃料平板的相对应位置处设置有多个热管导向孔，用于放置热管，热管从轴向反射层上方伸入至堆芯活性区底部。