一种铅基反应堆控制棒配重组件制造技术

本发明专利技术公开了一种铅基反应堆控制棒配重组件，其特征在于，所述配重组件包括第一配重板(1)、设置于第一配重板下表面的缓冲件(2)和任选地附加配重板(3)，其中，所述第一配重板(1)上开设有与星型架相匹配的星型槽(11)，使配重组件卡套于星型架上，从而在不改变反应堆原有结构的基础上增加了控制棒的重力，当发生紧急情况需要落棒停堆时，配重组件使控制棒能达到足够的加速度，在要求的时间内完成落棒过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核反应堆中使用的组件，尤其涉及一种适用于铅基反应堆的控制棒配重组件。
技术介绍
加速器驱动次临界洁净核能系统(AcceleratorDrivenSub-criticalSystem)是一种利用加速器加速高能质子，使其与重靶核发生碰撞产生若干散裂中子，以此为中子源驱动次临界包层的系统。ADS系统巧妙结合了加速器和核反应堆，同时具备了体积小、安全性高、产生废物少等优点，由于加速器需要的能量不高，核反应堆也属于次临界范畴，同时还可嬗变大量核废物，ADS系统思想在上世纪90年代一经提出就受到了广泛的关注。ADS系统的中子能谱硬、通量大、能量分布宽，嬗变长寿命核素能力强，既可大幅降低核废料的放射性危害，实现核废料的最少化处置，同时还有能量输出，可以提高核资源的利用率，被国际公认为核废料理的最有效手段，多个国家已开展相关研究与计划，如：日本的OMEGA计划，欧洲的XADS计划、MEGPIE计划和韩国的HYPER计划。2002年欧洲启动了TRADE计划，目的是建立一个低功率的反应堆质子加速器和靶件的耦合试验系统，以验证ADS的工作原理。中科院于2011年启动了“未来先进核裂变能”战略性先导科技专项，其中ADS嬗变系统作为其两大部署内容之一，将致力于自主发展ADS系统从试验装置到示范装置的全部核心技术和系统集成技术，为保障国家能源供给和核裂变能长期可持续发展做出贡献。铅基材料由于具有稳定的化学性质、良好的热力学性质和中子学性能，还可以兼做散裂靶。铅基材料在高温高压下稳定，不与空气和水发生明显反应；其熔点低、沸点高，传热性能好，减小了系统所需压力，有利于反应堆的固有安全性，且其载热能力高，非能动安全性高，通过合理设计可实现自然循环排出余热；其中子利用率高不易吸收慢化中子，使系统具有更高的嬗变和增殖能力，有利于提高反应堆效率。中国铅基反应堆被选为ADS系统主要候选堆型之一，中科院核能安全技术研究所FDS团队已经开展相关工作，但铅基材料密度很大，会产生很大的浮力，使得现有控制棒组件不能使用，因此需要对控制棒组件进行相应的改动。目前来看，国际上对铅基反应堆控制棒组件的结构设计上没有明确的统一方案，更缺乏针对铅基反应堆控制棒的相关配重设计。在燃料组件的固定，主要分为两种方式：配重和锁紧。欧盟联合共建的液态铅冷快堆ALFREAD采用配重的设计方案，其优势在于对其他部件改动小，保持了固有安全性；不足之处在于配重位于棒束上端，增加了组件的高度，而XADS反应堆采用锁紧的方式，其优势在于对组件和堆芯高度不做改变；不足在于锁紧装置易出故障，减小了服役寿命，还要对换料装置等结构做较大修改。可见两种方式中，都有各自的优势，但缺点同样明显，同时没有针对控制棒的相关配重设计。因此，亟待开发一种适用于铅基反应堆的配重组件。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：在第一配重板1上开设有与星型架相匹配的星型槽11，将第一配重板1与星型架固定连接，并在第一配重板1与压力容器相邻的面上设置缓冲件2，从而使得铅基反应堆在紧急停堆时，控制棒能够迅速落下，同时对压力容器的冲击力小，降低了压力容器被破坏的可能。本专利技术目的在于提供一种铅基反应堆控制棒配重组件，其特征在于，所述配重组件包括第一配重板1和缓冲件2，其中，所述第一配重板1上开设有与星型架相匹配的星型槽11，所述缓冲件2设置在第一配重板1与压力容器相邻的面上。附图说明图1示出根据本专利技术一种优选实施方式的铅基反应堆控制棒配重组件的俯视结构示意图；图2示出根据本专利技术一种优选实施方式的铅基反应堆控制棒配重组件与控制棒的装配图。附图标号说明：1-第一配重板11-星型槽2-缓冲件3-附加配重板4-控制棒5-螺栓具体实施方式下面通过对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于本专利技术工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本专利技术公开的是一种铅基反应堆控制棒的配重组件，其特征在于，所述配重组件包括第一配重板1、缓冲件2和任选地附加配重板3。在本专利技术中，优选地，附加配重板3层叠于第一配重板1上方。在本专利技术中，第一配重板1和附加配重板3均是厚度均匀的。在本专利技术中，所述第一配重板1的外形为规则的形状，优选为轴对称的形状，如矩形、正方形、圆形、正三解形等，优选为矩形或者正方形，更优选为正方形。在本专利技术中，所述附加配重板3的外形为规则的形状，优选为轴对称的形状，如矩形、正方形、圆形、正三解形等，优选为矩形或者正方形，更优选为正方形。优选地，第一配重板1与附加配重板3的外形相同，外形尺寸也相同，更优选地，在竖直方向上，从下至上，第一配重板1可见，附加配重板3不可见。在本专利技术中，所述第一配重板1和附加配重板3的厚度均根据铅铋体系中铅铋基体的密度和控制棒4预定的下落时间设置。在本专利技术中，所述第一配重板1的厚度为2～15cm，优选为4～10cm，如5cm，便于调节配重块的重量。在本专利技术中，所述附加配重板3的厚度为2～15cm，优选为4～10cm，如5cm，便于调节配重块的重量。在本专利技术中，使用的附加配重板3的数量根据铅铋体系中铅铋基体的密度和控制棒4预定的下落时间设定。在本专利技术中，在第一配重板1上开设有与星型架相匹配的星型槽11。在本专利技术一种优选的实施方式中，所述星型槽11是通透的。所述第一配重板1通过星型槽11卡套于星型架周围。在本专利技术中，第一配重板1上设置有紧固装置，用于将第一配重板1与星型架固定连接。在本专利技术中，对第一配重板1上的紧固装置不做特别限定，可以使用现有技术中任意一种紧固装置，如螺栓、弹簧扭件，其中，所述弹簧扭件包括固定于星型槽11内壁表面上的弹簧和一端固定于所述弹簧一侧的挡板，所述挡板的另一端可绕固定端旋转，当挡板旋转至弹簧上表面时，其压紧弹簧，使弹簧收缩，星型架可伸入星型槽11中，当挡板旋转至其它位置时，弹簧弹出，挤压在星型架表面，使第一配重板1与星型架固定连接。在本专利技术一种优选的实施方式中，所述星型槽11是不通透的，其中，所述星形槽3设置在第一配重板1下表面上，即，第一配重板1与星型架接触的表面上。优选地，在第一配重板1下表面上设置有紧固件，使第一配重板1与星型架固定连接。在本专利技术中，对第一配重板1下表面上的紧固件不做特别限定，可以使用现有技术中任意一种紧固件，如螺栓、弹簧扭件，其中，所述弹簧扭件包括固定于星型槽11内壁表面上的弹簧和一端固定于所述弹簧一侧的挡板，所述挡板的另一端可绕固定端旋转，当挡板旋转至弹簧上表面时，其压紧弹簧，使弹簧收缩，星型架可伸入星型槽11中，当挡板旋转至其它位置时，弹簧弹出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铅基反应堆控制棒配重组件，其特征在于：该配重组件包括第一配重板(1)、缓冲件(2)和任选地附加配重板(3)。

【技术特征摘要】
1.一种铅基反应堆控制棒配重组件，其特征在于：该配重组件包括第一配重板(1)、缓冲件(2)和任选地附加配重板(3)。2.根据权利要求1所述的配重组件，其特征在于，所述缓冲件(2)设置于第一配重板下表面，附加配重板(3)层叠于第一配重板(1)上方。3.根据权利要求1或2所述的配重组件，其特征在于，第一配重板(1)和附加配重板(3)均是厚度均匀的。4.根据权利要求1～3之一所述的配重组件，其特征在于，所述第一配重板(1)的外形为规则的形状，优选为轴对称的形状，如矩形、正方形、圆形、正三解形等，优选为矩形或者正方形，更优选为正方形；和/或所述附加配重板(3)的外形为规则的形状，优选为轴对称的形状，如矩形、正方形、圆形、正三解形等，优选为矩形或者正方形，更优选为正方形；和/或第一配重板(1)与附加配重板(3)的外形相同，外形尺寸也相同，更优选地，在竖直方向上，从下至上，第一配重板(1)可见，附加配重板(3)不可见。5.根据权利要求1～4之一所述的配重组件，其特征在于，所述第一配重板(1)和附加配重板(3)的厚度均根据铅铋体系中铅铋基体的密度和控制棒(4)预定的下落时间设置；优选地，所述第一配重板(1)的厚度为2～15cm，优选地，所述第一配重板(1)是一种金属板，优选是钨板或者是F304LN不锈钢板，更优选为钨板；和\...

【专利技术属性】
技术研发人员：周涛，张晗，何逸凡，李子超，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11