[发明专利]一种卧式气冷微堆控制棒及卧式堆芯系统

说明书

本发明公开了一种卧式气冷微堆控制棒，包括控制棒棒体，所述控制棒棒体包括外包壳，所述外包壳的外表面为波浪形。本发明还公开了一种包含所述卧式气冷微堆控制棒的卧式堆芯系统。本发明的卧式气冷微堆控制棒在具有凸台的通道中也能进行步进运动，避免卧式气冷微堆控制棒被凸台卡死的问题。

技术领域

本发明具体涉及一种卧式气冷微堆控制棒及包含所述卧式气冷微堆控制棒的卧式堆芯系统。

背景技术

高温气冷堆(HTGR)是核能反应堆中的一种堆型，常采用立式堆芯和卧式堆芯，其中，立式堆芯高度较高，不利于布置，而卧式堆芯高度较矮，布置方便，还能够满足可移动堆的设计要求。

控制棒为控制堆芯反应性的重要部件之一，其设计方面需保证其具有非能动固有安全性。对于卧式堆芯，由于其活性单元叠摞布置，以及活性单元不同层间温度的不同而造成的热膨胀量不均，使得控制棒步进运动的通道内出现凸台，该凸台会使控制棒在步进过程中卡死，从而无法实现插入。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种卧式气冷微堆控制棒及包含所述卧式气冷微堆控制棒的卧式堆芯系统，所述卧式气冷微堆控制棒在具有凸台的通道中也能进行步进运动，避免卧式气冷微堆控制棒被凸台卡死的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种卧式气冷微堆控制棒，包括控制棒棒体，所述控制棒棒体包括外包壳，所述外包壳的外表面为波浪形。

优选的，波浪形的外包壳的斜角角度范围为：0°＜外包壳斜角角度≤10°。

优选的，所述控制棒棒体还包括端块，所述端块设置在所述控制棒棒体的两端；

所述控制棒棒体还包括内包壳和芯块，

所述芯块为环状，所述外包壳和所述芯块由外向内依次套设在所述内包壳外；

所述芯块与所述内包壳之间、以及所述外包壳与所述芯块之间均设置有间隙，所述外包壳和所述内包壳同心设置，且所述芯块的横截面与所述外包壳的横截面相切；

所述端块分别与所述外包壳、所述芯块和所述内包壳连接。

优选的，所述卧式气冷微堆控制棒还包括第一通道和第二通道，所述第一通道沿着所述内包壳的长度方向，贯穿设置在所述内包壳内部，用于为冷却剂提供流动通道；

所述第二通道沿着所述端块的长度方向，贯穿设置在所述端块内，且所述第二通道与所述第一通道的输出端连通，用于接收所述第一通道中的冷却剂并将之排出。

优选的，所述卧式气冷微堆控制棒还包括通气腔，所述通气腔与所述第一通道的输入端连通，用于向所述第一通道内通入冷却剂。

本发明还提供了一种卧式堆芯系统，包括活性单元和驱动机构，还包括上述的卧式气冷微堆控制棒，所述活性单元内设置有第三通道，所述卧式气冷微堆控制棒设置在所述第三通道内；

所述驱动机构与所述卧式气冷微堆控制棒相连，用于驱动所述卧式气冷微堆控制棒在所述第三通道中做步进运动。

优选的，所述卧式堆芯系统还包括反射层，所述反射层包括上反射层和下反射层，所述上反射层和所述下反射层分别设置在所述活性单元的头端和尾端，所述卧式气冷微堆控制棒穿过所述上反射层后设置在所述第三通道内；

所述下反射层内设置有第一开孔和第二开孔，所述第一开孔与所述第三通道连通，用于放置所述卧式气冷微堆控制棒的端块；

所述第二开孔沿着所述下反射层的长度方向，贯穿设置在所述下反射层内，第二开孔与第一开孔连通，用于排出所述卧式气冷微堆控制棒内和所述第三通道内的冷却剂。

优选的，所述驱动机构包括第一驱动机构和第二驱动机构，