[发明专利]一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆及其控制方法

权利要求书

1.一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆，其特征在于，包括水箱(1)和置于水箱(1)内部的堆芯，在水箱(1)和堆芯之间填充有水；所述堆芯包括镜像对称分布的左区域堆芯(2)和右区域堆芯(3)，在所述左区域堆芯(2)和右区域堆芯(3)的中间间隔设置有辅助连接机构(4)；所述左区域堆芯(2)和右区域堆芯(3)的组成结构相同，均包括脉冲堆；

所述脉冲堆包括容器(5)、固定支撑板(6)、圆柱形堆芯模块(7)和控制棒，所述固定支撑板(6)依次并列设置在容器(5)内，多个所述圆柱形堆芯模块(7)均匀架设于固定支撑板(6)内，每个圆柱形堆芯模块(7)的工质出口端均与磁流体发电机中相对应的发电通道相连接，所述控制棒分布设置在各圆柱形堆芯模块(7)之间。

2.根据权利要求1所述的一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆，其特征在于，所述圆柱形堆芯模块(7)包括承压筒(71)、气体喷嘴(72)和核反应单体，所述核反应单体置于承压筒(71)内，所述气体喷嘴(72)设置在承压筒(71)的一端，所述气体喷嘴(72)供工质气体流动；所述核反应单体包括至少一个六边形的燃料组件(73)，在所述燃料组件(73)周围与承压筒(71)之间的区域填充有耐高温材料。

3.根据权利要求2所述的一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆，其特征在于，所述燃料组件(73)包括多个薄膜型燃料元件(731)组装构成的蜂巢式结构，在所述燃料元件(731)的首尾两端通过定位结构件固定。

4.根据权利要求3所述的一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆，其特征在于，所述燃料元件(731)为三棱军刺结构，包括3条棱、连接相邻棱的下凹式圆弧面和置于轴心的盲孔(732)；所述盲孔(732)尾端为与外部连通的开口，所述盲孔(732)的首端为置于燃料元件(731)内的封闭结构，在盲孔(732)中灌装有冷却水；每6个燃料元件(731)排列组装后，相邻燃料元件的棱相互支撑定位，由相邻的圆环面形成一个圆形气体通道(733)，气体工质在所述圆形气体通道(733)内流通；在所述棱的表面上间隔设置有平槽(738)且通过平槽(738)连通不同的圆形气体通道(733)。

5.根据权利要求4所述的一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆，其特征在于，所述定位结构件固定包括首端定位结构件(734)和尾端定位结构件(735)；所述首端定位结构件(734)上设置有与圆形气体通道(733)贯通的气孔(736)，所述尾端定位结构件(735)上设置有与盲孔(732)贯通的水孔(737)。

6.根据权利要求5所述的一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆，其特征在于，所述控制棒包括脉冲棒(8)和调节补偿棒(9)；

所述脉冲棒(8)，设置在脉冲堆内层，转动速度快，具有最大反应性价值和最小反应性价值两个工作位，用于脉冲核反应堆瞬发超临界状态的实现；

所述调节补偿棒(9)，设置在脉冲堆外围，转动速度慢，在最大反应性价值和最小反应性价值之间连续调节，用于在脉冲爆发之前将脉冲核反应堆调整至近缓发临界状态。

7.根据权利要求6所述的一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆，其特征在于，所述脉冲堆包括7个圆柱形堆芯模块(7)，在脉冲堆内层设置6根脉冲棒(8)，在脉冲堆外围设置6根调节补偿棒(9)。

8.根据权利要求1所述的一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆，其特征在于，所述辅助连接机构(4)包括工质管道、控制棒驱动机构和支撑柱，所述支撑柱用于将堆芯固定在水箱(1)中并承受左区域堆芯(2)和右区域堆芯(3)在喷射期间的对称的反冲力，所述工质管道连通左区域堆芯(2)、右区域堆芯(3)和外部气体注入管路，所述控制棒驱动机构控制左区域堆芯(2)和右区域堆芯(3)的控制棒的动作。