[发明专利]快中子核反应堆的内部结构

说明书

本发明涉及一种改进的快中子核反应堆的内部结构。

整体型快中子核反应堆具有一个主容器，其中装有堆芯及内部结构，堆芯及内部结构浸在通常由钠构成的液态金属中以便冷却。

循环冷却堆芯液体的中间热交换器和泵也装在主容器内，主容器的上部由很厚的板密封，板上具有连接热交换器和泵的通道。

位于主容器内的内部结构具体来说包括一个内部容器，内部容器形成主容器内的一个接受离开堆芯的热的液态金属的区域和一个接受从中间热交换器送出的冷却的液态金属的区域。内部容器一般在其上部具有一套与主容器共轴的壳，在其下部具有基本为环形的阶形区域(step shaped area)。热交换器和泵穿过阶形区域延伸，因此，泵的下部进口部分浸在液态钠中，中间热交换器在阶形区域的每一侧面都具有开口，以便保证冷却堆芯的，在热交换器内循环的液态金属(称为一次冷却液)的进、出通路。

在热交换器内循环的一次冷却液以同二次冷却液热接触的方式进行冷却，二次冷却液一般由液态金属如钠构成。被一次冷却液加热的二次冷却液在中间热交换器内以及在反应堆主容器之外的二次回路中循环，在二次回路中设置蒸汽发生器。

快中子核反应堆的内部容器是公知的，它具有由环形单壁构成的阶形区域，环形单壁的子午线例如可具有尖形穹窿形状。

在目前使用的已知类型的反应堆中，放在容器底部的平台支承着底座，在底座上固定着堆芯的燃料组件和围绕底座放置的假底座，在假底座上放置提供反应堆侧面中子防护的元件。

内部容器的阶形区域固定在平台上，泵通过管道向底座供应热的液态金属，管道以径向穿过平台。在供应管道和平台之间以及在底座和底座支承物之间设有密封装置。

底座的供应管道必须通过平台，或者可能通过内部容器的下部延伸，这使反应堆的设计复杂化，并且要求在管道的通路区域使用如波纹管那样的密封装置以便可以维持容器的接收热的液态钠的部分(热收集区)和容器的接收冷却的液体的部分(冷收集区)之间的压差。

密封装置的以及中间支承结构如底座支承件的侧向尺寸使反应堆一次回路的设计更为困难，使反应堆元件的，特别是主容器的径向尺寸很大。

在底座和内部容器支承件如平台之间必须设置用于传送冷却主容器所需的一次冷却液的密封装置可能具有复杂的结构。

另外，围绕底座会形成一次冷却液实际上停滞或低速流动的区域；这些区域的存在会在反应堆过渡操作期间在反应堆结构上产生复杂的应力。

专利文献FR-A-2,558,635中公开了第一种解决方案。在这种技术方案中，使用一种可发挥底座和平台两种功能的复杂结构。但是，在这种结构中仍必须为堆芯一次冷却液(钠)提供侧向连接和密封通路。另外，这种整体结构的笨重且超静定的设计很复杂；结构的这种超静定性使其不能以满意的方式跟随反应堆操作的热学过渡期中的变化。而且任何整体式结构都存在装配、调整反应堆装置时的固有缺点。

本发明的目的是提供一种快中子核反应堆的内部结构、反应堆具有内装堆芯和内部结构的主容器，堆芯和内部结构浸在液态金属中以冷却堆芯，本发明的内部结构具有一内部容器，形成从堆芯接受热的液态金属的主容器的一个区域以及接受冷却的液态金属且下部具有基本为环形的单壁或阶形区域的一个区域；还具有一个堆芯组件的支承件，称为底座用于输送和分配堆芯中的冷却用液态金属；以及一底座的支承件，称为平台，平台安放在主容器的底部。所述内部结构设计简单，避免了现有技术装置的前述的种种缺陷。

为此目的，上述内部结构的阶形区域的下部直接用焊接固定在底座的上部，底座在其圆周上的和内部结构及平台之外的一个区域连接于供应冷却用液态金属的装置，且通过滑动支承装置安放在平台上，滑动支承装置之一位于底座的圆周且在底座和平台之间提供冷却用液态金属的密封。

为了描述本发明，现对照附图以非限定的举例方式描述按照本发明的用液态钠冷却的快中子核反应堆的内部结构的一个实施例。

图1是具有按照本发明内部结构的快中子核反应堆的主容器的垂直面剖视图；

图2是图1所示反应堆内部结构的示意图；

图3是图2所示内部结构的外圆周部分的垂直平面剖视图；

图4是图3所示结构部分焊接区的放大详图；

图5是图2所示内部结构的中央部分的垂直面剖视图。