[发明专利]超临界水堆组合式方形燃料组件、堆芯、双流程流动方法

权利要求书

1.超临界水堆组合式方形燃料组件，主要由子组件（11）、上管座（10）、下管座（13）、上封头（6）、下封头（14）构成，上下封头均开有侧孔（8），其特征在于：所述的燃料组件由4个相同的子组件（11）以2×2方形排列构成，子组件（11）之间形成十字形区域（12），每个子组件（11）由若干个燃料棒（4）以正方形栅格形式排列构成，每个子组件（11）的中央区域设置水棒（1）。

2.如权利要求1所述的超临界水堆组合式方形燃料组件，其特征在于：所述的子组件（11）在中央区域设置的水棒（1）占用5×5栅格位置，围绕水棒（1）的燃料棒（4）为两排，每排以9×9栅格排列构成。

3.如权利要求1或2所述的超临界水堆组合式方形燃料组件，其特征在于：在所述的子组件（11）之间构成的十字形区域（12）上方设置有十字形控制棒导向筒（7），十字形控制棒（3）从所述的导向筒（7）插入燃料组件的十字形区域（12）中。

4.如权利要求3所述的超临界水堆组合式方形燃料组件，其特征在于：在所述的水棒（1）上设置了与水棒（1）连接的水棒导管（9），位于水棒（1）上部的水棒导管贯穿上管座（10）、上封头（6）。

5.如权利要求4所述的超临界水堆组合式方形燃料组件，其特征在于：在所述的燃料组件下端设置有慢化剂导流管（15），慢化剂导流管（15）位于燃料组件下封头（14）中心位置，贯穿下管座（13）及下封头（14）；所述的水棒导管（9）位于水棒（1）下部的部分贯穿下管座（13）及下封头（14）。

6.如权利要求5所述的超临界水堆组合式方形燃料组件，其特征在于：所述的燃料棒（4）中填充环形燃料芯块（25），环形燃料芯块（25）中央设有中心气孔（24）。

7.使用如以上任一权利要求所述的超临界水堆组合式方形燃料组件的反应堆堆芯，其特征在于：在堆芯压力容器蒸汽腔室（18）中设置有隔热围筒（19），隔热围筒（19）与蒸汽腔室（18）上下板连接处为密封连接；隔热围筒（19）内是位于堆芯中心区域的第1流程燃料组件（16），包含若干个所述的超临界水堆组合式方形燃料组件，隔热围筒（19）外是堆芯第2流程燃料组件（17），包含除第1流程燃料组件（16）以外的所述的超临界水堆组合式方形燃料组件；在第1流程区域对应的蒸汽腔室（18）上板处开若干蒸汽腔室上板导流孔（26）；在蒸汽腔室（18）上板处对应燃料组件水棒导管（9）及十字形控制棒导向筒（7）位置处开有供水棒导管（9）及十字形控制棒导向筒（7）伸出蒸汽腔室（18）的孔。

8.如权利要求7所述的反应堆堆芯，其特征在于：在堆芯下栅格板（2）上与每个所述的燃料组件对应位置设置有流量分配器（5）。

9.如权利要求7所述的反应堆堆芯，其特征在于：所述的子组件（11）之间的间距与反应堆堆芯中所述的燃料组件之间的间距一致。

10.如权利要求7所述的反应堆堆芯，其特征在于：堆芯包含所述的燃料组件157个，其中所述的第1流程燃料组件（16）为57个，围绕堆芯中央燃料组件外围排列4圈，所述的第2流程燃料组件（17）为100个，围绕第1流程燃料组件（16）外围排列3圈。

11.一种超临界水堆堆芯慢化剂与冷却剂双流程流动方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）根据堆芯物理参数及核设计计算分析结果，将堆芯燃料组件分成第1流程燃料组件和第2流程燃料组件；

（2）慢化剂自上而下流进第1流程燃料组件和第2流程燃料组件的子组件中心水棒及子组件之间的通道；冷却剂自上而下流进第1流程燃料组件的子组件燃料区，即燃料棒之间的区域；自上而下的慢化剂和冷却剂在堆芯下部混合腔充分搅混后，自下而上流入第2流程燃料组件的子组件燃料区，向上流动至堆芯蒸汽腔室，不与第1流程冷却剂发生混合，从堆芯出水口处流出堆芯。