用于铅基快堆的控制棒制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于铅基快堆的控制棒，该控制棒包括包壳管、吸收体以及配重体；所述吸收体和所述配重体均设置在所述包壳管内，所述配重体整体地或分离地位于所述吸收体的周围；所述配重体的密度大于所述铅基快堆中的冷却剂的密度，所述控制棒的密度大于冷却剂的密度。本实用新型专利技术通过吸收体控制铅基快堆的反应性；在控制棒内设置配重体以克服传统控制棒在铅基冷却剂环境中由于密度过小无法依靠重力下落的问题；配重体的密度高于铅基冷却剂，且控制棒整体密度高于铅基冷却剂，使得控制棒的落棒时间自由度高。的落棒时间自由度高。的落棒时间自由度高。

【技术实现步骤摘要】
用于铅基快堆的控制棒


[0001]本技术涉及核电厂反应堆装备领域，尤其涉及一种用于铅基快堆的控制棒。

技术介绍

[0002]通过控制棒的吸收体的移动来控制反应性是现有反应堆反应性控制的一种方式，当进入反应堆堆芯区域的控制棒吸收体体积较多时，堆芯中被控制棒吸收的中子数量增多，反应性下降，当控制棒吸收体进入反应堆堆芯区域的控制棒吸收体体积较少时，堆芯中被控制棒吸收的中子数量减小，反应性上升。
[0003]快谱情况下，裂变会产生较大的裂变中子数，可以利用多余的中子对核燃料进行增殖，反应性下降速率慢，反应堆在较小的堆芯初始剩余反应性下即可实现长寿期运行。寿期初期，该剩余反应性常通过控制棒进行补偿，随燃耗加深，控制棒不断提出，在寿期末时控制棒位于全提状态。
[0004]在铅基快堆中，中子能谱高，冷却剂密度大(冷却剂铅铋密度大于10g/cm3)，现有的反应堆控制棒吸收体材料如B4C和银
‑
铟
‑
镉，这些中子吸收体材料由于密度小于重金属冷却剂，不增加配重情况下控制棒组件的密度小于冷却剂，会给反应堆带来安全问题。而重金属吸收体材料如钨、钽、铼，虽然材料密度较高，但是由于对高能中子吸收截面小，难以满足快堆设计的要求。
[0005]现有铅基快堆控制棒设计中，有两个主要方向：（1）采用碳化硼作为中子吸收体材料，通过浮力上插（无需增加配重）或压力下插（通过弹簧或其他装置给予控制棒向下的压力）方式进行反应性控制，该类设计对控制棒驱动机构技术要求较高；（2）采用高密度材料作为中子吸收体，实现重力下插，但控制棒反应性价值相对较小。

技术实现思路

[0006]本技术要解决的技术问题在于，提供一种改进的用于铅基快堆的控制棒。
[0007]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于铅基快堆的控制棒，包括包壳管、吸收体以及配重体；
[0008]所述吸收体和所述配重体均设置在所述包壳管内，所述配重体整体地或分离地位于所述吸收体的周围；
[0009]所述配重体的密度大于所述铅基快堆中的冷却剂的密度，所述控制棒的密度大于冷却剂的密度。
[0010]优选地，所述吸收体和所述配重体沿轴向设置在所述包壳管内，所述配重体位于所述吸收体的下端。
[0011]优选地，所述控制棒还包括连接于所述吸收体远离所述配重体一端的上端塞、连接于所述配重体远离所述吸收体一端的下端塞，所述上端塞和所述下端塞分别与所述包壳管的两端配合，以形成所述包壳管内部的密闭空间。
[0012]优选地，所述上端塞包括第一主体，所述第一主体朝向所述吸收体的一端设有第
一连接部；所述下端塞包括第二主体，所述第二主体朝向所述配重体的一端设有第二连接部；所述第一连接部和所述第二连接部分别与所述包壳管的两端连接。
[0013]优选地，所述第一连接部插入所述包壳管靠近所述吸收体的一端，并与所述吸收体抵接，所述第一主体连接所述第一连接部的端面抵接于所述包壳管连接所述上端塞的端面；
[0014]所述第二连接部插入所述包壳管靠近所述配重体的一端，并与所述配重体抵接，所述第二主体连接所述第二连接部的端面抵接于所述包壳管连接所述下端塞的端面。
[0015]优选地，所述第一主体朝向所述第一连接部的一侧延伸有第一环状侧壁，所述第二主体朝向所述第二连接部的一侧延伸有第二环状侧壁，所述第一环状侧壁和所述第二环状侧壁的内壁面分别与所述包壳管两端的外壁面连接。
[0016]优选地，所述上端塞、所述下端塞分别与所述包壳管两端的连接方式均为焊接或螺纹连接。
[0017]优选地，所述吸收体采用碳化硼材料制成；所述配重体采用贫铀合金材料制成，所述贫铀合金材料中铀的质量分数高于97%。
[0018]优选地，所述控制棒还包括设在所述包壳管内的隔离件，所述隔离件设置在所述吸收体和所述配重体之间以将两者隔开。
[0019]优选地，所述控制棒的密度大于冷却剂的密度至少10%。
[0020]优选地，所述包壳管的顶端设有操纵部，以驱动所述控制棒插入或提出堆芯活性段。
[0021]本技术具有以下有益效果：本技术通过吸收体控制铅基快堆的反应性；在控制棒内设置配重体以克服传统控制棒在铅基冷却剂环境中由于密度过小无法依靠重力下落的问题；配重体的密度高于铅基冷却剂，且控制棒整体密度高于铅基冷却剂，使得控制棒的落棒时间自由度高。
附图说明
[0022]下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：
[0023]图1是本技术一些实施例中用于铅基快堆的控制棒的结构示意图；
[0024]图2是本技术另一些实施例中用于铅基快堆的控制棒的结构示意图；
[0025]图3是图1的用于铅基快堆的控制棒处于全插入状态的结构示意图；
[0026]图4是图1的用于铅基快堆的控制棒处于全提出状态的结构示意图。
具体实施方式
[0027]为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本技术的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本技术的限制。
[0028]还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、
“
设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0029]图1示出本技术一些实施例的用于铅基快堆的控制棒，包括包壳管11、吸收体12以及配重体13，吸收体12和配重体13均设置在包壳管11内，配重体13整体地或分离地位于吸收体12的周围。配重体13的密度大于铅基快堆中的冷却剂的密度，控制棒1的密度大于冷却剂的密度，以使控制棒1能够依靠自身重力克服冷却剂的浮力实现下落。
[0030]控制棒1在一些实施例中呈柱状，优选地，该控制棒1可呈圆柱状、椭圆柱状、方形柱状等，在此不作限定。配重体13和吸收体12在一些实施例中均可呈柱状，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于铅基快堆的控制棒，其特征在于，包括包壳管（11）、吸收体（12）以及配重体（13）；所述吸收体（12）和所述配重体（13）均设置在所述包壳管（11）内，所述配重体（13）整体地或分离地位于所述吸收体（12）的周围；所述吸收体（12）和所述配重体（13）沿轴向设置在所述包壳管（11）内，所述配重体（13）位于所述吸收体（12）的下端；所述配重体（13）的密度大于所述铅基快堆中的冷却剂的密度，所述控制棒（1）的密度大于冷却剂的密度。2.根据权利要求1所述的用于铅基快堆的控制棒，其特征在于，所述控制棒（1）还包括连接于所述吸收体（12）远离所述配重体（13）一端的上端塞（14）、连接于所述配重体（13）远离所述吸收体（12）一端的下端塞（15），所述上端塞（14）和所述下端塞（15）分别与所述包壳管（11）的两端配合，以形成所述包壳管（11）内部的密闭空间。3.根据权利要求2所述的用于铅基快堆的控制棒，其特征在于，所述上端塞（14）包括第一主体（141），所述第一主体（141）朝向所述吸收体（12）的一端设有第一连接部（142）；所述下端塞（15）包括第二主体（151），所述第二主体（151）朝向所述配重体（13）的一端设有第二连接部（152）；所述第一连接部（142）和所述第二连接部（152）分别与所述包壳管（11）的两端连接。4.根据权利要求3所述的用于铅基快堆的控制棒，其特征在于，所述第一连接部（142）插入所述包壳管（11）靠近所述吸收体（12）的一端，并与所述吸收体（12）抵接，所述第一主体（141）连接所述第一连接部（142）的端面抵接于所述包壳管（11）...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐昌恒，潘晖，梁活，张立东，徐伟峰，沈永刚，段承杰，韩嵩，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：