[发明专利]一种双模式空间核反应堆堆芯

权利要求书

1.一种双模式空间核反应堆堆芯，其特征是：包括设有热管(1)和氢气流道(9)的燃料块，氢气能够通过所述氢气流道(9)被所述燃料块加热后喷出作为动力，同时所述氢气还能够对所述燃料块产生降温作用。

2.如权利要求1所述的一种双模式空间核反应堆堆芯，其特征是：

所述燃料块由内圈燃料(5)和外圈燃料(4)共同构成的圆柱状燃料块，所述外圈燃料(4)环绕在所述内圈燃料(5)外围；

所述外圈燃料(4)上设有热管通道(8)，所述热管通道(8)内设有热管(1)，所述热管(1)的顶端延伸到所述外圈燃料(4)的顶端之外；

所述外圈燃料(4)和所述内圈燃料(5)均为若干块，每块所述外圈燃料(4)和每块所述内圈燃料(5)上均设有若干所述氢气流道(9)，所述氢气流道(9)均与所述燃料块的轴线平行并贯穿所述燃料块；

位于所述外圈燃料(4)上的所述氢气流道(9)为第二氢气流道，位于所述内圈燃料(5)上的所述氢气流道(9)为第三氢气流道。

3.如权利要求2所述的一种双模式空间核反应堆堆芯，其特征是：所述第二氢气流道的顶端与所述第三氢气流道的顶端连通，当所述氢气作为动力从所述燃料块喷出时，首先从所述第二氢气流道的底端流入所述第三氢气流道的顶端，对所述外圈燃料(4)进行降温；然后从所述第三氢气流道的顶端流入所述第三氢气流道，得到所述内圈燃料(5)加热后从所述第三氢气流道的底端喷出。

4.如权利要求3所述的一种双模式空间核反应堆堆芯，其特征是：还包括设置在所述外圈燃料(4)的外围的径向反射层(3)，所述径向反射层(3)用于向所述燃料块反射裂变中子，进而减小堆芯的中子泄漏率；还包括设置在所述径向反射层(3)内的若干个控制鼓(2)，所述控制鼓(2)为圆柱形，与所述燃料块的轴线平行，所述控制鼓(2)的主体为反射体，所述控制鼓(2)的部分侧表面设置中子吸收体(7)，所述中子吸收体(7)用于吸收所述燃料块内裂变扩散的中子；当所述中子吸收体(7)随所述控制鼓(2)的转动而面向所述燃料块时，能够减小堆芯的反应性；当所有所述控制鼓(2)上的所述中子吸收体(7)全部面对所述燃料块，反应堆实现停闭，反之则反应堆实现开启和功率调节。

5.如权利要求4所述的一种双模式空间核反应堆堆芯，其特征是：还包括第一氢气流道，所述第一氢气流道是设置在所述径向反射层(3)和所述控制鼓(2)中的所述氢气流道(9)，与所述燃料块的轴线平行；所述第一氢气流道的底端与所述第二氢气流道的底端连通，当所述氢气作为动力从所述燃料块喷出时，首先从所述第一氢气流道的底端流入所述第二氢气流道的底端，对所述径向反射层(3)和所述控制鼓(2)进行降温；然后从所述第二氢气流道的底端流入所述第二氢气流道。

6.如权利要求5所述的一种双模式空间核反应堆堆芯，其特征是：所述燃料块顶端设置有轴向反射层(10)，所述氢气流道(9)和所述热管通道(8)贯穿所述轴向反射层(10)。

7.如权利要求1所述的一种双模式空间核反应堆堆芯，其特征是：所述燃料块的材料为钨基CERMET燃料；所述燃料块的外表面以及所述氢气流道(9)的表面设有钨铼合金涂层。

8.如权利要求1所述的一种双模式空间核反应堆堆芯，其特征是：所述热管(1)的内部工质为钠或锂。

9.如权利要求1所述的一种双模式空间核反应堆堆芯，其特征是：所述热管(1)的包壳材料为难熔金属合金，所述难熔金属合金包括钼铼合金或钨铼合金。

10.如权利要求2所述的一种双模式空间核反应堆堆芯，其特征是：在所述燃料块的轴心位置设有安全棒通道(6)，用于容纳安全棒，所述安全棒用于保证反应堆在发生发射掉落事故时能够维持次临界的安全状态。