[发明专利]钠冷快中子核反应堆系统

说明书

本发明涉及一种钠冷快中子核反应堆系统，包括压力容器、设置在压力容器内的堆芯、一回路驱动单元、中间换热单元，以及设置在压力容器外的二回路换热单元、二回路驱动单元。中间换热单元包括一次侧通道、二次侧通道，一次侧通道与一回路驱动单元、堆芯组成一次侧回路，让钠沿一次侧通道、一回路驱动单元、堆芯循环流动。二回路换热单元包括热通道、冷通道，热通道、二回路驱动单元、二次侧通道组成二次侧回路，让钠沿热通道、二回路驱动单元、二次侧通道循环流动，冷通道内循环流动二氧化碳。利用冷却剂钠具优异的传热性能，提升冷却效率和反应堆的热效率。一次侧回路中包含有放射性物质的钠流与外界隔离开，消除由于冷却剂钠泄漏而导致的放射性大量外泄。

技术领域

本发明涉及核电领域，更具体地说，涉及一种钠冷快中子核反应堆系统。

背景技术

随着世界范围内的能源供应日趋紧张，以及人们对全球气候变暖和可持续发展等问题的日益关注，核能必将在未来世界的发展中发挥举足轻重的作用。

快中子反应堆是当今唯一实现增殖的反应堆，这样就可以将压水堆产生的工业钚给快堆核电站装料，运行时一边发电、消耗工业钚，一边生产出新的钚，且生产大于消耗。在匹配发展压水堆到快堆和闭式燃料循环的情况下，考虑损耗，可将铀资源的利用率提高到60％～70％。

由于利用率的提高，富集度较低的铀矿也值得开采，在全球范围内，可采铀矿资源将扩大千倍。此外，快堆还有一个很重要的优点是它具有裂变锕系元素的能力，包括那些可从普通反应堆乏燃料中回收的锕系元素。快中子环境使锕系元素的中子俘获反应最小化，并使其裂变反应最大化。这意味着高放废物中的长寿命核素将减少。

钠具有极其优异的传热性能，并且在安全方面，钠的冷却和自然对流特性允许其仅仅通过自然对流的方式来除去衰变热。目前，世界各国对于新型钠冷快堆都是集中在改善热效率以及防止钠-水反应方面的研究，没有设计出在严重工况下依旧保持反应堆安全的钠冷快中子反应堆方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种钠冷快中子核反应堆系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种钠冷快中子核反应堆系统，包括压力容器、设置在所述压力容器内的堆芯、一回路驱动单元、中间换热单元，以及设置在所述压力容器外的二回路换热单元、二回路驱动单元；

所述中间换热单元包括一次侧通道、二次侧通道，所述一次侧通道与所述一回路驱动单元、堆芯组成一次侧回路，让钠沿所述一次侧通道、一回路驱动单元、堆芯循环流动；

所述二回路换热单元包括热通道、冷通道，所述热通道、二回路驱动单元、二次侧通道组成二次侧回路，让钠沿所述热通道、二回路驱动单元、二次侧通道循环流动，所述冷通道内循环流动二氧化碳。

优选地，所述钠冷快中子核反应堆系统还包括存放有钠的钠池，所述一回路驱动单元设置在所述钠池内，让所述钠池内的钠沿所述一次侧通道、一回路驱动单元、堆芯之间循环流动。

优选地，所述中间换热单元为扭曲管式换热器，所述扭曲管式换热器的换热管的截面为椭圆形。

优选地，所述二回路换热单元包括层叠间隔设置的若干换热板，所述换热板的一侧上分布有若干条贯穿至两相对边的导槽，所述换热板的导槽与相邻的所述换热板之间形成所述热通道或所述冷通道。

优选地，所述一回路驱动单元、二回路驱动单元为电磁泵。

优选地，所述一回路驱动单元、二回路驱动单元分别包括并联布置的若干环形直线电磁感应泵。

优选地，所述钠冷快中子核反应堆系统包括多组一回路驱动单元、中间换热单元、二回路换热单元、二回路驱动单元，每组一回路驱动单元、中间换热单元与所述堆芯连通形成一组一次侧回路，每组二回路换热单元、二回路驱动单元与其中一组所述一次侧回路的中间换热单元的二次侧通道连通形成一组二次侧回路。