[实用新型]一体化核反应堆

说明书

技术领域

本实用新型属于核反应堆领域，尤其是涉及一种适用于核能发电、供热、移动核动力平台的一体化核反应堆。

背景技术

人类利用核能已有几十年的历史，核电也在世界各国的能源结构中扮演着重要的角色，针对不同的应用需求，各国提出了许多种新颖的反应堆设计方案。

其中，压水反应堆由于其能量密度高、经济成本低的优势，成为世界范围内应用最为广泛的反应堆堆型之一，目前的压水堆多用于大规模供电，整个压水反应堆体积也过于庞大，对于海岛等不便直接供电的偏远区域来说，开发移动式核动力平台是一种有效的解决方案，而减少反应堆的体积是最关键的技术之一。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种一体化核反应堆，以利用紧凑的结构布置，将蒸汽发生器、主泵等关键部件直接与堆芯设计为一体，从而达到减少了反应堆的体积，降低了反应堆的制造成本的目的。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一体化核反应堆，包括压力壳筒体，压力壳筒体内部设置有与压力壳筒体同轴心设置的毒物罐，毒物罐内部底部中间设置有堆芯，堆芯下端设置有流量分配环，毒物罐上窄下宽，毒物罐的窄部外部设置有蒸汽发生器，蒸汽发生器设置在同轴心设置的蒸汽发生器内筒与蒸汽发生器外筒之间，蒸汽发生器内筒套在毒物罐的上端，蒸汽发生器外筒的下端延伸到压力壳筒体的底部，所述压力壳筒体内部设置有用于驱动一次侧回路循环流动的驱动装置；

蒸汽发生器上方设置有上腔室，上腔室将毒物罐与蒸汽发生器连通，蒸汽发生器外筒与毒物罐之间形成环形的下降通道，毒物罐下端的圆周侧开有径向的冷却剂流通孔，冷却剂流通孔将下降通道与流量分配环连通。

进一步的,所述蒸汽发生器上方的压力壳筒体内设置有水平设置的硼水隔板，硼水隔板与压力壳筒体内部顶端之间形成上硼水腔，蒸汽发生器外筒与压力壳筒体侧壁和底部之间形成下硼水腔，上硼水腔与下硼水腔内充有硼水，上硼水腔与下硼水腔之间连通，上腔室内的蒸汽发生器外筒侧壁上设置有水压动作阀。

进一步的,所述堆芯下部设置有用于控制反应堆功率的毒物流通器，毒物罐安装在安装座上，毒物流通器伸入到安装座与压力壳筒体之间的下硼水腔内。

进一步的,所述驱动装置包括设置在压力壳筒体顶端的反应堆主泵，反应堆主泵的转动轴伸入到压力壳筒体内，转动轴与毒物罐同轴心，转动轴的自由端设置有叶轮，转动轴和叶轮的圆周侧设置有与转动轴同轴心的主泵泵壳，叶轮上方的上腔室内的主泵泵壳的圆周上开设有若干泵壳溢流孔，泵壳溢流孔将上腔室与毒物罐连通。

进一步的,所述叶轮设置在毒物罐上方的蒸汽发生器内筒内部，主泵泵壳的管径小于蒸汽发生器内筒的内管径，蒸汽发生器内筒向上延伸到压力壳筒体的顶端，蒸汽发生器内筒的侧壁上设置有若干与泵壳溢流孔对应的内筒溢流孔。

进一步的,所述上腔室处的压力壳筒体的侧壁上开有分别与蒸汽发生器连通的二次侧入水口和二次侧蒸汽出口。

进一步的,所述二次侧入水口和二次侧蒸汽出口的数量分别为四个，二次侧入水口和二次侧蒸汽出口均匀交错设置，二次侧入水口和二次侧蒸汽出口的轴心线在同一水平面内且相交于一点。

进一步的,所述蒸汽发生器为直流螺旋管式，蒸汽发生器包括若干螺旋管，螺旋管的进水口与二次侧入水口连通，螺旋管的出水口与二次侧蒸汽出口连通，蒸汽发生器下方的蒸汽发生器外筒的侧壁上固接有转换块，转换块中空，蒸汽发生器与蒸汽发生器外筒之间设置有环形的蒸汽发生器隔板，蒸汽发生器隔板的下端固接在转换块的上端面上，蒸汽发生器隔板两侧的转换块上开有若干与螺旋管连通的转换块通孔。

进一步的,所述压力壳筒体包括上封头和下封头，上封头和下封头之间通过螺纹连接，毒物罐设置在下封头内，驱动装置设置在上封头内。

进一步的,所述毒物罐包括毒物罐下段、毒物罐过渡段和毒物罐上段，毒物罐过渡段为锥形管状，毒物罐上段的管径小于毒物罐下段的管径，蒸汽发生器内筒套在毒物罐上段外侧，蒸汽发生器内筒的内径等于毒物罐上段的外径。

相对于现有技术，本实用新型所述的一体化核反应堆具有以下优势：

(1)本实用新型的蒸汽发生器被集成到压力壳筒体内部，驱动装置也安装在反应堆上部，这种紧凑的布置形式降低了反应堆的体积，降低了反应堆建造成本；

(2)本实用新型采用硼水代替控制棒对反应堆功率进行调节和非能动停堆，避免了控制棒及其驱动机构的使用，减小了反应堆的体积。

附图说明