一种新型反应堆控制棒及控制棒组件制造技术

本发明专利技术公开了一种核反应堆控制棒及核反应堆控制棒组件，该控制棒包括I型控制棒和II型控制棒，其中，I型控制棒为非均匀控制棒，放置在核反应堆的中央，II型控制棒为均匀控制棒，放置在核反应堆的边缘。本发明专利技术在核电厂反应堆的反应性控制领域有较高的工程应用价值，不仅能使核反应堆堆芯径向功率与轴向功率的畸变峰分解并展平，而且能够削弱温度场震荡对反应性控制的影响，提升了核反应堆的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种新型反应堆控制棒及控制棒组件
本专利技术属于核能发电与机械制造领域，适用于核动力厂堆芯反应性控制领域，尤其适用于第三代与第四代核反应堆堆芯反应性控制领域，具体涉及一种核反应堆控制棒及控制棒组件。
技术介绍
在现有反应堆反应性控制系统中，控制棒分为功率调节棒，温度调节棒与停堆棒。以上三种控制棒均由均匀分布的中子吸收材料构成，所以可定义为均匀功率控制棒。均匀控制棒插入堆芯调节反应堆反应性时，会对反应堆的功率分布畸变、温度场造成震荡，增加了反应堆功率控制难度。同时强烈的温度场震荡不仅影响反应堆堆内组件的热疲劳与热老化，而且影响堆芯出口温度的测量精度，对反应性控制极具破坏性。专利CN201720511668.3的公开了一种能展平堆芯轴向功率分布的控制棒及控制棒组件，并没有解决因为中子泄露而引起的堆芯轴向功率畸变的问题，仅仅达到部分展平轴向功率分布的目的，仍使得反应堆运行的安全性和经济性都会受到影响。专利CN201810643965.0公开了一种新型反应堆控制棒及棒组件，该专利虽然在理论上能消除由控制棒移动和中子泄漏引起的轴向功率畸变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核反应堆控制棒，其特征在于：所述控制棒包括I型控制棒和II型控制棒，其中，I型控制棒为非均匀控制棒，II型控制棒为均匀控制棒；/n优选地，所述I型控制棒包括内层棒(11)和外层棒(12)，所述内层棒(11)和外层棒(12)均由间隔排布的黑体(6)和灰体(7)构成。/n

【技术特征摘要】
1.一种核反应堆控制棒，其特征在于：所述控制棒包括I型控制棒和II型控制棒，其中，I型控制棒为非均匀控制棒，II型控制棒为均匀控制棒；
优选地，所述I型控制棒包括内层棒(11)和外层棒(12)，所述内层棒(11)和外层棒(12)均由间隔排布的黑体(6)和灰体(7)构成。


2.根据权利要求1所述的核反应堆控制棒，其特征在于：
所述黑体(6)和灰体(7)的数量相同，高度也相同，
所述黑体(6)为强中子吸收材料，选自碳化硼-氧化复合材料或银-铟-镉合金；
所述灰体(7)为弱中子吸收材料，选自碳化硼-氧化铝复合材料或不锈钢。


3.根据权利要求1或2所述的核反应堆控制棒，其特征在于：所述I型控制棒中的黑体(6)的质量分布为非均匀分布，其质量分布方程如下：



其中，
z∈[2qh,(2q+1)h]，q＝0、1、2…(p-1)；
M为黑体(6)的质量；
J0为零阶贝塞尔函数；
R为外层棒(2)的外径；
r为外层棒(2)的内径；
r'为中子在黑体(6)中的平均自由程；
H为I型控制棒的高度；
p为外层棒(2)的黑体(6)的个数；
h为黑体(6)的长度。


4.根据权利要求1至3之一所述的核反应堆控制棒，其特征在于：
所述内层棒(11)中的黑体(6)与外层棒(12)中的灰体(7)位置相对应，所述内层棒(11)中的灰体(7)与外层棒(12)中的黑体(6)位置相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：周涛，丁锡嘉，张家磊，朱亮宇，陈娟，周蓝宇，
申请(专利权)人：东南大学，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32