[发明专利]一种核反应堆控制装置

说明书

本发明提出了一种核反应堆控制装置，属于核反应堆控制领域，特别是涉及一种核反应堆控制装置。解决了由于现有控制系统的存在，反应堆的尺寸很难减小，难以设计、制造可适用于多种场景的小型核反应堆，以及现有驱动机构会发生掉棒、卡棒之类的故障，给反应堆的运行造成隐患的问题。它包括控制链、驱动机构、控制链导管、反应堆压力容器和堆芯燃料区。它主要用于核反应堆的控制。

技术领域

本发明属于核反应堆控制领域，特别是涉及一种核反应堆控制装置。

背景技术

现有核反应堆都具有控制棒系统用于调整反应堆的反应性，从空间上通过调整不同区域的控制棒的位置来调平反应堆的功率分布；从时间上在燃料循环初期通过插入控制棒抑制反应堆的反应性，在燃料循环末期通过拔出控制棒来补偿反应堆的反应性。但是在实践中发现，由于刚性直立式控制棒及其驱动机构的存在，核反应堆的尺寸很难减小，因此难以设计、制造可适用于多种场景的小型核反应堆。与此同时，现有控制棒系统只能单向插入控制棒，增加了使反应堆内功率分布均匀的难度。其驱动机构也会发生诸如掉棒、卡棒之类的故障，给反应堆的运行造成隐患。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种核反应堆控制装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种核反应堆控制装置，它包括控制链、驱动机构、控制链导管、反应堆压力容器和堆芯燃料区，所述堆芯燃料区位于反应堆压力容器内部，所述控制链导管数量为若干个，沿堆芯燃料区径向均匀分布，所述控制链导管沿轴向穿过堆芯燃料区，所述控制链导管与驱动机构相连，所述控制链为柔性结构，所述控制链位于控制链导管内部，所述驱动机构驱动控制链沿控制链导管移动，实现控制链进入或抽出堆芯燃料区，所述控制链抽出堆芯燃料区后储存在驱动机构内部。

更进一步的，所述反应堆压力容器顶部和底部分别开设有第一开孔和第二开孔，所述第一开孔和第二开孔孔径与控制链导管外径相同。

更进一步的，所述控制链导管穿过第一开孔和第二开孔后首尾相连形成回路结构，所述驱动机构设置在控制链导管回路结构上。

更进一步的，所述驱动机构位于反应堆压力容器内部。

更进一步的，所述反应堆压力容器顶盖上设置有第一开孔，所述第一开孔孔径与控制链导管外径相同。

更进一步的，所述控制链导管穿过第一开孔后沿径向向外弯曲与驱动机构相连。

更进一步的，所述驱动机构为圆环形分布在堆芯燃料区两侧。

更进一步的，所述驱动机构为圆柱形分布在堆芯燃料区顶部。

更进一步的，所述若干个控制链导管径向长度不同，所述不同径向长度的控制链导管沿堆芯燃料区径向交替排布。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在轴向上占用更小空间，可以双向地往堆芯内送入控制物质，以更好的调整反应堆的反应性，同时减少现有控制棒系统卡棒、掉棒的概率，提高反应堆的安全性。本发明使用弯曲式的控制链导管代替现有的直立式控制棒导管，使用柔性的控制链代替刚性的控制棒，与传统的直立式控制棒系统相比，本发明轴向体积小，减小了反应堆压力容器的体积，将放射性物质控制在一个更小的容器中，进而显著减小了核反应堆的整体体积，使其能够布置在更加复杂的场景中，大大增加了小型反应堆的空间环境适应能力；本发明控制链能够从反应堆顶部和底部双向地进出反应堆，可更好地展平反应堆内轴向功率分布，从而提高反应堆的稳定性，增加了核燃料的燃耗深度；在安全方面，本发明具有可靠性高、响应及时的优点，可以迅速从反应堆顶部或底部迅速插入控制链来控制堆芯反应性，缩短了控制棒插入堆芯的动作时间，从而提高了紧急情况下核反应堆的可靠性，同时由于控制链导管封闭式回路的结构特性不会发生卡棒、掉棒等故障，减小了反应堆事故的发生概率。

附图说明