CN103345948A - 停堆系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种停堆系统，该停堆系统包括一个控料活塞、一个铁块、一个连接条、一个滑轮和一个电磁铁，该控料活塞和该铁块分别连接于该连接条的两端，且通过该连接条跨接于该滑轮的两侧，在通电时，该电磁铁能够吸附住该铁块使得该控料活塞位于第一位置；在断电时，该电磁铁释放该铁块使得该连接条牵引该控料活塞位于第二位置。该停堆系统在电路网络中断后能够及时地停堆并且保护核反应材料。

Description

停堆系统
技术领域
本发明涉及核反应堆领域，特别涉及一种停堆系统。
背景技术
作为一种新能源，核能的开发和利用逐渐成为人们日益关注的话题。核能源之于放射性物质的原子核在裂变过程中的质量亏损。鉴于放射物质的辐射性和裂变过程的激烈性，核反应通常需要在各式的反应堆中进行。
现有的熔盐冷却球床反应堆系统需要用控制棒调节裂变的进程。当反应堆系统的控制棒全部失效时，反应堆系统将处于不可控的紧急状态，此时通过向反应堆注入毒物盐，可以降低核裂变的剧烈程度，然而此种方式不仅增加了清除和防止重金属污染的工作，另外注入毒物盐后的核反应材料难以重新利用。
因此，研究并开发一种能够作为控制棒全部失效时的后备并且又能够避免注入毒物盐的停堆系统尤为必要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的熔盐冷却球床反应堆系统在控制棒全部失效时没有可靠的后备停堆系统而只能使用毒物盐停堆的缺陷，提供一种停堆系统，该停堆系统能够在控制棒全部失效时及时地停止反应堆系统，并且也不需要使用毒物盐。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种停堆系统，其特点在于，该停堆系统包括一个控料活塞、一个铁块、一个连接条、一个滑轮和一个电磁铁，该控料活塞和该铁块分别连接于该连接条的两端，且通过该连接条跨接于该滑轮的两侧，在通电时，该电磁铁能够吸附住该铁块使得该控料活塞位于第一位置；在断电时，该电磁铁释放该铁块使得该连接条牵引该控料活塞位于第二位置。
较佳地，该连接条为绳子或链条。
较佳地，该停堆系统还包括一个气缸和一个刚性导杆，该气缸通过该刚性导杆顶掣于该铁块，沿该铁块所受的重力方向施加一顶掣力。
较佳地，该停堆系统还包括一缓冲体，该缓冲体在该铁块下落时，吸附住该铁块并通过阻尼振动的方式分解该铁块的动能。
较佳地，该缓冲体包括一永久磁铁和一阻尼缓冲器，该永久磁铁设置于该阻尼缓冲器的上表面。
较佳地，该停堆系统还包括一液压升降器，该缓冲体支撑于该液压升降器的上表面，该液压升降器能够将该永久磁铁吸附的铁块输送至该电磁铁，且该电磁铁的磁场强度大于该永久磁铁的磁场强度。
本发明还提供一种熔盐冷却球床反应堆系统，包括一具有堆芯活性区的反应堆，其特点在于，该反应堆的顶壁开设有一通槽，该顶壁的上表面还设置有一筒体，该筒体能够通过该通槽与该堆芯活性区相互连通，该反应堆系统还包括如上所述的停堆系统。
较佳地，该筒体为空心圆柱体或空心圆台体。
较佳地，该反应堆系统还包括一熔盐蓄积反馈系统，该熔盐蓄积反馈系统能够蓄积该堆芯活性区的熔盐，该熔盐蓄积反馈系统还能够将蓄积的熔盐反馈至该堆芯活性区。
较佳地，该熔盐蓄积反馈系统包括一通料管道、一个控制阀、一个双向液压泵以及一个熔盐罐，该控制阀和该双向液压泵设置于该通料管道，该熔盐罐通过该通料管道与该堆芯活性区相互连通。
本发明的积极进步效果在于：在断电时，该电磁铁释放该铁块使得该连接条牵引该控料活塞脱离该通槽，使得该筒体通过该通槽与该堆芯活性区相互连通，燃料球由该反应堆的堆芯活性区通过该通槽溢出至该筒体，实现了及时地停堆并且保护核反应材料的目的。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的熔盐冷却球床反应堆系统在通电状态的结构示意图。
图2为本发明较佳实施例的熔盐冷却球床反应堆系统在断电状态的结构示意图。
附图标记说明：
堆芯活性区：1    反应堆：2
控料活塞：3      通槽：4
顶壁：5          筒体：6
连接条：7        滑轮：8
气缸：9          刚性导杆：10
电磁铁：11       铁块：12
缓冲体：13       液压升降器：14
通料管道：15     控制阀：16
双向液压泵：17   熔盐罐：18
燃料球：19
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
本实施例的熔盐冷却球床反应堆系统的结构如下：
请参考图1予以理解，本实施例的熔盐冷却球床反应堆系统，包括一具有堆芯活性区1的反应堆2，该反应堆2的顶壁5开设有一通槽4，该顶壁5的上表面还设置有一筒体6，该筒体6能够通过该通槽4与该堆芯活性区1相互连通，该反应堆系统还包括一个控料活塞3、一个连接条7、一个滑轮8、一个铁块12和一个电磁铁11，该控料活塞3和该铁块12分别连接于该连接条7的两端，且通过该连接条7跨接于该滑轮8的两侧，在通电时，该电磁铁11能够吸附住该铁块12使得该控料活塞3能够阻塞住该通槽4；在断电时，该电磁铁11释放该铁块12使得该连接条7牵引该控料活塞3脱离该通槽4。控料活塞3不具备密封熔盐的能力，冷却剂熔盐可以通过卸料活塞从堆芯进入筒体或返回，熔盐的液位淹没大部分筒体6，但是不超过筒体6的顶端。
该筒体6为空心圆柱体，当然也可以设计成空心圆台体。该连接条7可以为绳子或链条，绳子和链条要使用耐高温和耐辐射的材料制作。该反应堆系统还包括一个气缸9和一个刚性导杆10，该气缸9通过该刚性导杆10顶掣于该铁块12，且沿该铁块12所受的重力方向施加一顶掣力。
该反应堆系统还包括一缓冲体13，该缓冲体13可以制作成包括一永久磁铁和一阻尼缓冲器的结构形式，该永久磁铁通过该阻尼缓冲器支撑于该顶壁的上表面，该缓冲体13在该铁块12下落时，吸附住该铁块12并分解该铁块12的动能。
该反应堆系统还包括一液压升降器14，该缓冲体13通过该液压升降器14支撑于该顶壁5的上表面，该液压升降器14能够将该永久磁铁吸附的铁块12输送至该电磁铁11。
该反应堆系统还包括一熔盐蓄积反馈系统，该熔盐蓄积反馈系统包括一通料管道15、一个控制阀16、一个双向液压泵17以及一个熔盐罐18，该控制阀16和该双向液压泵17设置于该通料管道15，该熔盐罐18通过该通料管道15与该堆芯活性区1相互连通。该熔盐蓄积反馈系统能够蓄积该堆芯活性区的熔盐，该熔盐蓄积反馈系统还能够将蓄积的熔盐反馈至该堆芯活性区。
本实施例的熔盐冷却球床反应堆系统的工作原理如下：
在通电且反应堆系统正常反应时，请参考图1予以理解，该电磁铁11的位置固定，且在通电的条件下与铁块12之间产生电磁力，电磁力抵消铁块12的重力和气缸9通过该刚性导杆10对铁块12的顶掣力，此时控料活塞3牢牢地阻塞于通槽4内，该筒体6内部有一定液位的熔盐。
在断电且需要停止反应堆系统时，请参考图2予以理解，该电磁铁11因断电而停止工作，铁块12在重力和气缸9的顶掣力的共同作用下，通过该连接条7牵引该控料活塞3脱离该通槽4。该缓冲体13在该铁块12下落时，吸附住该铁块12并逐渐分解掉该铁块12的动能。在该筒体6能够通过该通槽4与该堆芯活性区1相互连通的情况下，燃料球19溢出至该筒体6内部，随着燃料球19的不断溢出，堆芯活性区1的裂变过程的逐渐缓和，实现了在电路网络中断后能够及时地停堆的目的。
在需要重启反应堆系统时，请继续参考图2予以理解，首先，将控制阀16和双向液压泵17打开，堆芯活性区1的熔盐通过双向液压泵17蓄积至熔盐罐18，随着熔盐的不断抽取，该筒体6内部的燃料球19就会返回至堆芯活性区1；其次，在燃料球19均返回至堆芯活性区1后，开启液压升降器14，该液压升降器14能够将该永久磁铁吸附的铁块12输送至该电磁铁11，打开电磁铁11吸附住该铁块12，当然，在该液压升降器14升起该铁块12的过程中，该控料活塞3缓缓下降，并最终自动阻塞于该通槽4；最后，将控制阀16和双向液压泵17打开，熔盐罐18的熔盐通过双向液压泵17加压并反馈至堆芯活性区1，在熔盐均反馈至堆芯活性区1后，重启该反应堆系统。
本实施例的熔盐冷却球床反应堆系统的具有以下技术效果：
第一、能够及时地停堆，在断电时，该电磁铁释放该铁块使得该连接条牵引该控料活塞脱离该通槽，使得该筒体通过该通槽与该堆芯活性区相互连通，燃料球由该反应堆的堆芯活性区通过该通槽溢出至该筒体，核裂变处于次临界，实现了在电路网络中断后能够及时地停堆的目的。
第二、能够可靠地停堆，通过设置该气缸9对铁块12的形成顶掣力，在断电瞬间，铁块12的重力和顶掣力能够同时地集中施加于该控料活塞3，确保该连接条7牵引该控料活塞3脱离该通槽4，因此可靠性较高。
第三、能够稳固地停堆，通过设置该缓冲体13，该缓冲体13在该铁块12下落时，吸附住该铁块12并逐渐分解掉该铁块12的动能，能够防止该铁块12直接冲击向该顶壁5的上表面时，对该顶壁5的损坏。
第四、能够重启反应堆系统，通过设置该液压升降器14、该控制阀16、该双向液压泵17以及该熔盐罐18，该反应堆系统还能够重启，并且继续使用原有核反应材料继续核裂变反应。
本实施例的停堆系统的结构如下：
请参考图1予以理解，本实施例的停堆系统包括一个控料活塞3、一个连接条7、一个滑轮8、一个铁块12和一个电磁铁11，该控料活塞3和该铁块12分别连接于该连接条7的两端，且通过该连接条7跨接于该滑轮8的两侧，在通电时，该电磁铁11能够吸附住该铁块12使得该控料活塞3位于第一位置；在断电时，该电磁铁11释放该铁块12使得该连接条7牵引该控料活塞3位于第二位置。
该连接条7可以为绳子或链条。该停堆系统还包括一个气缸9和一个刚性导杆10，该气缸9通过该刚性导杆10顶掣于该铁块12，且沿该铁块12所受的重力方向施加一顶掣力。
该停堆系统还包括一缓冲体13，该缓冲体13可以制作成包括一永久磁铁和一阻尼缓冲器的结构形式，该永久磁铁设置于该阻尼缓冲器的上表面，该缓冲体13在该铁块12下落时，吸附住该铁块12并通过阻尼振动的方式分解该铁块12的动能。
该反应堆系统还包括一液压升降器14，该缓冲体13支撑于该液压升降器14的上表面，该液压升降器14能够将该永久磁铁吸附的铁块12输送至该电磁铁11，且该电磁铁的磁场强度大于该永久磁铁的磁场强度，以便形成大于该永久磁铁的电磁场力而吸附住该铁块12。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种停堆系统，其特征在于，该停堆系统包括一个控料活塞、一个铁块、一个连接条、一个滑轮和一个电磁铁，该控料活塞和该铁块分别连接于该连接条的两端，且通过该连接条跨接于该滑轮的两侧，在通电时，该电磁铁能够吸附住该铁块使得该控料活塞位于第一位置；在断电时，该电磁铁释放该铁块使得该连接条牵引该控料活塞位于第二位置。
2.如权利要求1所述的停堆系统，其特征在于，该连接条为绳子或链条。
3.如权利要求1所述的停堆系统，其特征在于，该停堆系统还包括一个气缸和一个刚性导杆，该气缸通过该刚性导杆顶掣于该铁块，沿该铁块所受的重力方向施加一顶掣力。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的停堆系统，其特征在于，该停堆系统还包括一缓冲体，该缓冲体在该铁块下落时，吸附住该铁块并通过阻尼振动的方式分解该铁块的动能。
5.如权利要求4所述的停堆系统，其特征在于，该缓冲体包括一永久磁铁和一阻尼缓冲器，该永久磁铁设置于该阻尼缓冲器的上表面。
6.如权利要求5所述的停堆系统，其特征在于，该停堆系统还包括一液压升降器，该缓冲体支撑于该液压升降器的上表面，该液压升降器能够将该永久磁铁吸附的铁块输送至该电磁铁，且该电磁铁的磁场强度大于该永久磁铁的磁场强度。
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