停堆控制棒及具有该停堆控制棒的反应堆停堆和冷却一体化系统技术方案

本发明专利技术涉及一种停堆控制棒及具有该停堆控制棒的反应堆停堆和冷却一体化系统。其中停堆控制棒的外表面涂覆有中子吸收涂层；停堆控制棒内部设有密闭空腔，密闭空腔内部设置有液态的金属冷却剂；停堆控制棒插入反应堆压力容器的堆芯时，中子吸收涂层能够吸收中子使得堆芯的链式裂变反应中止，液态的金属冷却剂能够吸收堆芯链式裂变反应所产生的热量而汽化，使得堆芯的温度得到快速的降低，有效地避免了堆芯由于余热而温度持续升高进而出现较为危险的状况。由于本停堆控制棒在实现停堆功能的同时即可实现堆芯的冷却功能，通过本非能动系统来实现堆芯内余热的排放，非常的简单方便且安全性能更高。全性能更高。全性能更高。

【技术实现步骤摘要】
停堆控制棒及具有该停堆控制棒的反应堆停堆和冷却一体化系统


[0001]本专利技术涉及铅基反应堆停堆
，特别是涉及停堆控制棒及具有该停堆控制棒的反应堆停堆和冷却一体化系统。

技术介绍

[0002]铅基反应堆是指利用铅或铅合金作为冷却剂的反应堆。相比传统的反应堆，铅基堆具有良好的中子学、热工水力学和安全特性，目前已成为第四代先进核能系统的主要候选堆型之一。现有技术中，铅基堆等重金属冷却反应堆的停堆控制棒设计为多根细长圆柱体，在反应堆内通过驱动杆与控制棒驱动机构相连接，当系统接收到反应堆保护系统发出的停堆信号时，通过控制棒驱动机构，使得停堆控制棒能够准确的落入堆芯内，实现停堆功能。由于堆芯内发生链式裂变反应，因此在停堆操作之后，需要将堆芯内链式裂变反应所产生的余热吸收并排放出去，然而目前核电站采用的应急余热排出系统往往独立于停堆控制棒驱动系统，仍然需要额外的电动执行器来开启阀门实现堆芯内余热的排放，这就使得当遇到紧急情况时，如果不能及时的开启应急余热排出系统的阀门，堆芯会由于余热而温度持续升高，进而出现较为危险的状况。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对由于铅基反应堆的应急余热排出系统与停堆控制棒驱动系统相互独立，当停堆操作后，如果不能及时开启应急余热排出系统的阀门，堆芯由于余热而温度持续升高，进而出现较为危险的状况的技术问题，提供一种停堆控制棒。
[0004]一种停堆控制棒，其外表面涂覆有中子吸收涂层；所述停堆控制棒内部设有密闭空腔，所述密闭空腔内部设置有液态的金属冷却剂；所述停堆控制棒插入反应堆压力容器的堆芯时，所述中子吸收涂层能够吸收中子使得堆芯的链式裂变反应中止，液态的所述金属冷却剂能够吸收堆芯链式裂变反应所产生的热量而汽化。
[0005]在其中一个实施例中，所述停堆控制棒至少包括：
[0006]蒸发段，所述中子吸收涂层涂覆于所述蒸发段的外表面，液态的所述金属冷却剂位于所述蒸发段内；和
[0007]冷凝段，所述冷凝段(113)与所述蒸发段(111)连接，所述冷凝段设置于所述蒸发段的上方，所述冷凝段用于插入冷却水箱内；液态的所述金属冷却剂在所述蒸发段汽化形成的气体能够上升至所述冷凝段，所述气体在所述冷凝段能够经所述冷却水箱冷却，从而液化形成液态的所述金属冷却剂。
[0008]在其中一个实施例中，所述停堆控制棒还包括吸液芯；所述吸液芯设置于所述密闭空腔的内壁，所述吸液芯用于吸收液化后形成液态的所述金属冷却剂，并且液态的所述金属冷却剂能够经所述吸液芯向下流动。
[0009]在其中一个实施例中，所述停堆控制棒还包括配重段，所述配重段与所述冷凝段
连接且位于所述冷凝段的上方。
[0010]本专利技术还提供一种反应堆停堆和冷却一体化系统，能够解决上述至少一个技术问题。
[0011]一种反应堆停堆和冷却一体化系统，其包括：
[0012]反应堆压力容器，所述反应堆压力容器内设有堆芯；
[0013]冷却水箱，所述冷却水箱位于所述堆芯的上方；和
[0014]上述的所述停堆控制棒，所述停堆控制棒的蒸发段能够插入所述堆芯内，所述停堆控制棒的冷凝段能够伸入所述冷却水箱内。
[0015]在其中一个实施例中，所述反应堆停堆和冷却一体化系统还包括控制棒导向套，所述控制棒导向套贯穿所述冷却水箱并位于所述堆芯的上方，所述停堆控制棒穿设于所述控制棒导向套内。
[0016]在其中一个实施例中，所述冷却水箱还包括冷却套管，所述冷却套管套设于所述控制棒导向套的外侧。
[0017]在其中一个实施例中，所述反应堆停堆和冷却一体化系统还包括控制棒驱动机构，所述控制棒驱动机构与所述停堆控制棒连接，所述控制棒驱动机构用于驱动所述停堆控制棒沿所述控制棒导向套的长度方向移动。
[0018]在其中一个实施例中，所述反应堆停堆和冷却一体化系统还包括蒸汽管道，所述蒸汽管道的一端与所述冷却水箱连接且连通。
[0019]在其中一个实施例中，所述反应堆停堆和冷却一体化系统还包括：
[0020]烟囱；
[0021]非能动冷凝器，所述非能动冷凝器与所述蒸汽管道的另一端连接，所述非能动冷凝器安装于所述烟囱上；以及
[0022]冷却水管道，所述冷却水管道连接于所述非能动冷凝器和所述冷却水箱之间。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]本专利技术提供的一种停堆控制棒，当系统接收到反应堆保护系统发出的停堆信号时，通过控制棒驱动机构，使得停堆控制棒涂覆有中子吸收涂层的一端进入反应堆压力容器的堆芯内，利用中子吸收涂层吸收中子使得堆芯的链式裂变反应中止，实现停堆功能。由于停堆控制棒内部设有密闭空腔，且密闭空腔内部设有液态金属冷却剂，通过液态金属冷却剂来吸收堆芯链式裂变反应所产生的热量，使得堆芯的温度能够得到快速的降低，有效地避免了堆芯由于余热而温度持续升高进而出现较为危险的状况。由于本停堆控制棒在实现停堆功能的同时即可实现堆芯的冷却功能，通过本非能动系统来实现堆芯内余热的排放，非常的简单方便且安全性能更高。
[0025]本专利技术提供的一种反应堆停堆和冷却一体化系统，能够实现上述至少一个技术效果。
附图说明
[0026]图1为本专利技术一实施例提供的反应堆停堆和冷却一体化系统的示意图；
[0027]图2为图1所示的反应堆停堆和冷却一体化系统的A处的局部放大图；
[0028]图3为图1所示的反应堆停堆和冷却一体化系统的停堆控制棒的示意图；
[0029]图4为图2所示的反应堆停堆和冷却一体化系统中B
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B处的截面图。
[0030]附图标记：100
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停堆控制棒；110
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密闭空腔；111
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蒸发段；1111
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中子吸收涂层；112
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中间段；113
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冷凝段；120
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吸液芯；130
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配重段；140
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棒壳；200
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反应堆压力容器；210
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堆芯；220
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冷却水箱；221
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冷却套管；230
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控制棒导向套；240
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控制棒驱动机构；241
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传动链；250
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蒸汽管道；260
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非能动冷凝器；270
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烟囱；280
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蒸汽隔离阀；290
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冷却水隔离阀；300
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冷却水管道。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种停堆控制棒，其特征在于，所述停堆控制棒的外表面涂覆有中子吸收涂层(1111)；所述停堆控制棒内部设有密闭空腔(110)，所述密闭空腔(110)内部设置有液态的金属冷却剂；所述停堆控制棒插入反应堆压力容器(200)的堆芯(210)时，所述中子吸收涂层(1111)能够吸收中子使得堆芯(210)的链式裂变反应中止，液态的所述金属冷却剂能够吸收堆芯(210)链式裂变反应所产生的热量而汽化。2.根据权利要求1所述的停堆控制棒，其特征在于，所述停堆控制棒至少包括：蒸发段(111)，所述中子吸收涂层(1111)涂覆于所述蒸发段(111)的外表面，液态的所述金属冷却剂位于所述蒸发段(111)内；和冷凝段(113)，所述冷凝段(113)与所述蒸发段(111)连接，所述冷凝段(113)设置于所述蒸发段(111)的上方，所述冷凝段(113)用于插入冷却水箱(220)内；液态的所述金属冷却剂在所述蒸发段(111)汽化形成的气体能够上升至所述冷凝段(113)，所述气体在所述冷凝段(113)能够经所述冷却水箱(220)冷却，从而液化形成液态的所述金属冷却剂。3.根据权利要求2所述的停堆控制棒，其特征在于，所述停堆控制棒还包括吸液芯(120)；所述吸液芯(120)设置于所述密闭空腔(110)的内壁，所述吸液芯(120)用于吸收液化后形成液态的所述金属冷却剂，并且液态的所述金属冷却剂能够经所述吸液芯(120)向下流动。4.根据权利要求3所述的停堆控制棒，其特征在于，所述停堆控制棒还包括配重段(130)，所述配重段(130)与所述冷凝段连接且位于所述冷凝段(113)的上方。5.一种反应堆停堆和冷却一体化系统，其特征在于，包括：反应堆压力容器(200)，所述反应堆压力容器(200)内设有堆芯(210)；冷却水箱(220)，所述冷却水箱(220)位于所述堆芯(21...

【专利技术属性】
技术研发人员：南金秋，鞠培玲，陈丰，石康丽，彭浩，谭璞，张立德，张守杰，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：