船用热管反应堆制造技术

本发明专利技术提供一种船用热管反应堆，包括：多个热管；二氧化碳循环结构，包括形成于各所述热管之间的二氧化碳流道；多个转鼓，设于各所述热管的周向，各所述转鼓包括壳体、设于所述壳体内的转动轴、以及设于所述壳体内的中子吸收体；以及，紧急停堆机构，包括连通件以及驱动叶片，所述连通件用于在开启时连通至少一个所述二氧化碳流道与所述壳体的内腔，以使二氧化碳流体进入所述壳体的内腔，所述驱动叶片设于各所述转动轴上，用于在二氧化碳流体的作用下驱动对应的所述转动轴转动。本发明专利技术提供的船用热管反应堆，旨在解决传统技术中，船用热管反应堆在发生全场断电事故时，无法及时停堆，影响系统安全的问题。响系统安全的问题。响系统安全的问题。

【技术实现步骤摘要】
船用热管反应堆


[0001]本专利技术涉及热管反应堆
，尤其涉及一种船用热管反应堆。

技术介绍

[0002]在船用热管反应堆耦合超临界二氧化碳动力系统设计中，当发生全场断电事故时，反应堆能否及时停堆关系着整个系统的安全。通常情况下，通过控制反应堆的反应性进行反应堆的功率调节。对热管反应堆，通常采用控制棒及转鼓等方式改变反应堆的中子泄露率来达到反应性控制的目的。而对于船用核动力系统中，热管反应堆卧式布置，全场断电工况下，传统的控制棒靠重力自动掉落难以实现及时停堆，同时会需要较大的移动空间，不符合船用核动力紧凑性要求。转鼓利用其内中子吸收材料的位置变化来调节反应堆反应性，驱动机构简单，结构相对紧凑，在热管反应堆中广泛应用。但是转鼓的控制通过采用驱动机构进行转鼓角度的调整，全场断电情况下，转鼓驱动机构失去电源供应，存在无法及时停堆的可能，对于反应堆的安全停堆存在重大潜在风险。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种船用热管反应堆，旨在解决传统技术中，船用热管反应堆在发生全场断电事故时，无法及时停堆，影响系统安全的问题。
[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种船用热管反应堆，所述船用热管反应堆具有依次间隔设置的堆芯区、缓存区以及中间换热区，所述船用热管反应堆包括：
[0005]多个热管，依次穿过所述堆芯区、所述缓存区、以及所述中间换热区；
[0006]二氧化碳循环结构，设于所述中间换热区，包括形成于各所述热管之间的二氧化碳流道，所述二氧化碳流道内流动有二氧化碳流体；
[0007]多个转鼓，设于各所述热管的周向，各所述转鼓包括壳体、设于所述壳体内的转动轴、以及设于所述壳体内的中子吸收体，所述转动轴具有沿其轴向转动的活动行程，用于驱动所述壳体转动，所述壳体依次穿过所述堆芯区、所述缓存区、以及所述中间换热区，所述转动轴设于所述缓存区以及所述中间换热区，所述中子吸收体设于所述堆芯区；以及
[0008]紧急停堆机构，包括连通件以及驱动叶片，所述连通件用于在开启时连通至少一个所述二氧化碳流道与所述壳体的内腔，以使二氧化碳流体进入所述壳体的内腔，所述驱动叶片设于各所述转动轴上，用于在二氧化碳流体的作用下驱动对应的所述转动轴转动。
[0009]根据本专利技术提供的一种船用热管反应堆，所述连通件包括第一连通件以及第二连通件，所述第一连通件设于所述中间换热区与所述缓存区连接处，用于连通所述二氧化碳流道与所述缓存区，所述第二连通件设于各所述壳体上，用于连通所述缓存区与各所述壳体的内腔；
[0010]所述驱动叶片设于各所述转动轴位于所述缓存区处。
[0011]根据本专利技术提供的一种船用热管反应堆，所述第一连通件包括至少一个阀门、温度检测器以及控制器，所述阀门设于所述中间换热区与所述缓存区连接处，用于在打开时
连通所述二氧化碳流道与所述缓存区，所述温度检测器设于所述中间换热区；
[0012]所述控制器与所述温度检测器以及所述阀门均电连接，所述控制器用于在预设温度时控制所述阀门打开或者关闭。
[0013]根据本专利技术提供的一种船用热管反应堆，所述第二连通件包括设于各所述壳体上的喷射器，各所述喷射器均与所述缓存区连通，各所述喷射器的喷射方向朝向对应的所述驱动叶片设置。
[0014]根据本专利技术提供的一种船用热管反应堆，所述第二连通件包括设于各所述壳体上的管道，各所述管道均用于连通所述阀门与一个所述壳体的内腔，各所述管道具有气体进口以及气体出口，所述气体进口与所述阀门连通，所述气体出口朝向对应的所述驱动叶片设置。
[0015]根据本专利技术提供的一种船用热管反应堆，所述紧急停堆机构还包括分别设于各所述转鼓的限位件，各所述限位件用于各所述驱动叶片转动至预设位置的限位，在所述预设位置，各所述中子吸收体朝向各所述热管设置。
[0016]根据本专利技术提供的一种船用热管反应堆，所述驱动叶片包括驱动套环以及设于所述套环的周侧的多个叶片，所述驱动套环套设于对应的所述转动轴。
[0017]根据本专利技术提供的一种船用热管反应堆，所述限位件包括设于各所述壳体的内壁的限位块，各所述限位块朝向各所述驱动叶片设置，当所述驱动叶片转动至预设位置时，所述限位块抵接于其中一个所述叶片的边缘。
[0018]根据本专利技术提供的一种船用热管反应堆，所述叶片包括三个，三个所述叶片均匀分布于所述驱动套环的周侧。
[0019]根据本专利技术提供的一种船用热管反应堆，所述船用热管反应堆还包括设于所述堆芯区的反射层，所述反射层设于各所述热管之外，所述反射层的材质为Be和/或BeO。
[0020]本专利技术提供的船用热管反应堆，在全场断电工况下，冷却剂丧失，无法及时将反应堆中热量带出，二氧化碳流道中的超临界二氧化碳流体温度急剧上升，高温高压的超临界二氧化碳流体会通过连通件进入各转鼓的壳体的内腔，从而喷在驱动叶片上，驱动叶片在高温高压的流体冲刷下转动，进而带动转动轴转动，最终可以使得各转鼓的中子吸收体朝向热管，从而达到停堆目的。本专利技术提供的为当前船用热管反应堆非能动停堆安全设计增加双重保险，利用自身热源非能动触发停堆信号，解决了当前转鼓非能动控制的难题，达到提高船用热管反应堆安全控制的目的。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本专利技术提供的船用热管反应堆的侧视图结构示意图；
[0023]图2是图1沿A
‑
A向的的剖视图结构示意图；
[0024]图3是图1沿B
‑
B向的剖视图结构示意图。
[0025]附图标记：
[0026]1：船用热管反应堆；
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2：堆芯区；
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3：缓存区；
[0027]4：中间换热区；
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5：热管；
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6：二氧化碳循环结构；
[0028][0029]7：转鼓；
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8：紧急停堆机构；
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9：反射层；
[0030]10：二氧化碳流道；
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11：壳体；
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12：转动轴；
[0031]13：中子吸收体；
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14：连通件；
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15：阀门；
[0032]16：喷射器；
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17：驱动叶片。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船用热管反应堆，其特征在于，所述船用热管反应堆具有依次间隔设置的堆芯区、缓存区以及中间换热区，所述船用热管反应堆包括：多个热管，依次穿过所述堆芯区、所述缓存区、以及所述中间换热区；二氧化碳循环结构，设于所述中间换热区，包括形成于各所述热管之间的二氧化碳流道，所述二氧化碳流道内流动有二氧化碳流体；多个转鼓，设于各所述热管的周向，各所述转鼓包括壳体、设于所述壳体内的转动轴、以及设于所述壳体内的中子吸收体，所述转动轴具有沿其轴向转动的活动行程，用于驱动所述壳体转动，所述壳体依次穿过所述堆芯区、所述缓存区、以及所述中间换热区，所述转动轴设于所述缓存区以及所述中间换热区，所述中子吸收体设于所述堆芯区；以及紧急停堆机构，包括连通件以及驱动叶片，所述连通件用于在开启时连通至少一个所述二氧化碳流道与所述壳体的内腔，以使二氧化碳流体进入所述壳体的内腔，所述驱动叶片设于各所述转动轴上，用于在二氧化碳流体的作用下驱动对应的所述转动轴转动。2.根据权利要求1所述的船用热管反应堆，其特征在于，所述连通件包括第一连通件以及第二连通件，所述第一连通件设于所述中间换热区与所述缓存区连接处，用于连通所述二氧化碳流道与所述缓存区，所述第二连通件设于各所述壳体上，用于连通所述缓存区与各所述壳体的内腔；所述驱动叶片设于各所述转动轴位于所述缓存区处。3.根据权利要求2所述的船用热管反应堆，其特征在于，所述第一连通件包括至少一个阀门、温度检测器以及控制器，所述阀门设于所述中间换热区与所述缓存区连接处，用于在打开时连通所述二氧化碳流道与所述缓存区，所述温度检测器设于所述中间换热区；所述控制器与所述温度检测器以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋苹，戴春辉，赵振兴，劳星胜，陈列，张克龙，代路，李少丹，杨小虎，曹光明，林原胜，吕伟剑，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：