[实用新型]模块式基于Z箍缩驱动的聚变裂变混合堆包层燃料区

权利要求书

1.一种模块式基于Z箍缩驱动的聚变裂变混合堆包层燃料区，其特征在于:包层沿环向均分成N个模块，36≥N≥15，燃料区分成与包层对应的N块；每块燃料区（13）的上端为聚变靶驱动机构（1）、下端为靶回收区域（2），在燃料区（13）的上端和下端之间设三个独立的模块，分别为位于上部的梯形台上端模块（3）、位于中部的长方体中间模块（4）和位于下部的梯形台下端模块（5）；所述上端模块（3）的冷却水管采用横向S形排列；所述下端模块（5）的冷却水管采用横向S形排列；所述中间模块（4）的冷却水管采用轴向排列，工程通道（6）设于燃料区（13）的外端，且工程通道（6）为上下贯穿型，工程通道（6）的上、下端均与双层安全壳的中间区域（7）连通。

2.如权利要求1所述的模块式基于Z箍缩驱动的聚变裂变混合堆包层燃料区，其特征在于：所述上端模块（3）冷却水管的冷却水自下部进入，在上端模块（3）内呈S形来回流动，再从顶部流出；所述中间模块（4）冷却水管的冷却水从下部进入，自下而上流动，在上部汇总后流出；所述下端模块（5）冷却水管的冷却水自下部进入，在下端模块（5）内呈S形流动，再从模块顶部流出；三个模块流出的冷却水通过在三个模块的外部汇总后流出，联通至蒸汽发生器一回路入水口，在蒸汽发生器内通过热量交换后通过主泵返回至包层。

3.如权利要求1或者2所述的模块式基于Z箍缩驱动的聚变裂变混合堆包层燃料区，其特征在于：N为36～15，每块燃料区的环向角度为10～24度；中间模块（4）的宽为1.225～2.976m；上端模块（3）的底端宽与中间模块相同，顶端宽为0.26～0.64m，高为6.92 m；下端模块（5）的顶端宽与中间模块相同，底端宽为0.26～0.64m，高为6.92m。

4.如权利要求3所述的模块式基于Z箍缩驱动的聚变裂变混合堆包层燃料区，其特征在于：燃料区基本栅元的横截面为正方形，边长为2.5～3.5 cm；基本栅元呈三角形或正方形排列，层数为4～6层；燃料区采用内冷却水管式，燃料占据水管外的区域；水管半径为0.8～1.2 cm，水管采用锆合金包壳，包壳厚度为0.1 cm。

5.如权利要求3所述的模块式基于Z箍缩驱动的聚变裂变混合堆包层燃料区，其特征在于：中间模块水管在下端分流，流经中间模块的竖直水管后，在顶端汇聚流出，总流道面积为0.09～0.30 m²，功率为35～90 MW，冷却剂流量为158～407 kg/s。

6.如权利要求3所述的模块式基于Z箍缩驱动的聚变裂变混合堆包层燃料区，其特征在于：上端模块在下端分流，流经S形横排水管后，在上端汇聚流出，横排水管高度方向分为3～5组，总流道面积为0.09～0.15 m²，功率为20～55 MW，冷却剂流量为90～250 kg/s。

7.如权利要求3所述的模块式基于Z箍缩驱动的聚变裂变混合堆包层燃料区，其特征在于：下端模块在下端分流，流经S形横排水管后，在上端汇聚流出，横排水管高度方向分为3～5组，总流道面积为0.09～0.15 m²，功率为20～55 MW，冷却剂流量为90～250 kg/s。

8.如权利要求1所述的模块式基于Z箍缩驱动的聚变裂变混合堆包层燃料区，其特征在于：包层包括由内朝外依次设置的第一壁（11）、燃料锆箱内壁（12）、燃料区（13）、燃料锆箱外壁（14）、工程通道（6）、产氚区（16）和屏蔽区（17）。

9.如权利要求8所述的模块式基于Z箍缩驱动的聚变裂变混合堆包层燃料区，其特征在于：包层的铀水比为1.5：1～2.5:1。