CN104376889A - 一种医用同位素生产堆的堆芯 - Google Patents

一种医用同位素生产堆的堆芯 Download PDF

Info

Publication number
CN104376889A
CN104376889A CN201310349107.2A CN201310349107A CN104376889A CN 104376889 A CN104376889 A CN 104376889A CN 201310349107 A CN201310349107 A CN 201310349107A CN 104376889 A CN104376889 A CN 104376889A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control rod
reactor
guide pipe
reactor core
isotope production
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310349107.2A
Other languages
English (en)
Inventor
吴英华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nuclear Power Institute of China
Original Assignee
Nuclear Power Institute of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nuclear Power Institute of China filed Critical Nuclear Power Institute of China
Priority to CN201310349107.2A priority Critical patent/CN104376889A/zh
Publication of CN104376889A publication Critical patent/CN104376889A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21G—CONVERSION OF CHEMICAL ELEMENTS; RADIOACTIVE SOURCES
    • G21G1/00—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes
    • G21G1/02—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes in nuclear reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

本发明涉及一种医用同位素生产堆的堆芯，包括堆容器、部分伸入至堆芯内部的控制棒导向管、位于控制棒导向管内部的控制棒驱动机构、与控制棒驱动机构连接的控制棒；其特征在于：控制棒伸入至堆容器内溶液的液面之下，距离堆容器内溶液的液面大于2cm，控制棒导向管位于液面之上。本发明采用控制棒直接插入堆芯溶液中，这样就同样避免了由于不锈钢导管、管内水对中子的吸收。本发明仍有安全棒、补偿棒以及自动调节棒之分，只是取消控制导管，吸收体直接插在料液中。这样就可采用不锈钢做吸收体，取消碳化硼吸收体以及石墨跟随体。取消控制导管也就解决了燃料溶液与水隔离问题，使堆容器下部不再有控制棒导管伸出。

Description

一种医用同位素生产堆的堆芯
技术领域
本发明涉及一种医用同位素生产堆的堆芯，特别是涉及一种溶液型核反应堆领域的医用同位素生产堆的堆芯。
背景技术
医用同位素生产堆堆控制系统原设计是由安全棒、补偿棒以及自动调节棒系统组成。堆容器有若干个垂直导管，导管外为燃料溶液，导管内水与堆水池相通。控制棒吸收体在导管内上下运动。导管为燃料溶液与池水隔离边界，如果导管与堆底部容器焊接处有漏会造成燃料溶液与池水混合，后果严重；导管材料为不锈钢，管内又有水对堆的反应性损失很大；控制棒吸收体价格昂贵。
曾申请过“医用同位素生产堆堆控制机构简化”专利。该方案虽然减少了控制棒及其垂直导管，使堆芯吸收体大为减少，但增加了堆外小料液储存罐以及相连有一定长度的管道，对溶液的密封包容不利；管道内以及小料液储存罐底部要残留一部分料液无法利用。
因此亟需提供一种新型的医用同位素生产堆的堆芯。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种控制能力强、堆内使用材料简化的医用同位素生产堆的堆芯。
为解决上述技术问题，本发明一种医用同位素生产堆的堆芯，包括堆容器、部分伸入至堆芯内部的控制棒导向管、位于控制棒导向管内部的控制棒驱动机构、与控制棒驱动机构连接的控制棒；控制棒伸入至堆容器内溶液的液面之下，控制棒导向管位于液面之上。
在堆运行时，控制棒距离堆容器内溶液的液面大于2cm。
控制棒导向管位于堆容器内溶液的液面之上3～5cm。
控制棒导向管露出堆容器的部分上设有气回路气体入堆口，堆容器上设有气回路气体出堆口。
堆容器内壁上设有控制棒导管支撑，支撑控制棒导管。
控制棒由304L或316L不锈钢制成。
本发明通过本发明采用控制棒直接插入堆芯溶液中，这样就同样避免了由于不锈钢导管、管内水对中子的吸收。
本发明仍有安全棒、补偿棒以及自动调节棒之分，只是取消控制导管，吸收体直接插在料液中。这样就可采用不锈钢做吸收体，取消碳化硼吸收体以及石墨跟随体。取消控制导管也就解决了燃料溶液与水隔离问题，使堆容器下部不再有控制棒导管伸出。
本发明采用进气口的设计，避免氢气在控制棒驱动机构内积累。
附图说明
图1为本发明所提供的一种医用同位素生产堆的堆芯的示意图。
图中：1为堆容器、2为冷却管、3为液位、4为液面、5为控制棒、6为气回路气体入堆口、7为气回路气体出堆口、8为控制棒驱动机构、9为气体、10为控制棒导管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
以200kW已设计过的堆芯为例：
1.堆芯描述
堆芯具体参数如下：
1).堆容器1筒体尺寸为φ720×10mm，平底堆容器，材料为304L或316L不锈钢；
2).有控制棒导管
控制棒导管10共6根，尺寸为φ37×1.5mm，材料为304L或316L，控制棒5尺寸为φ32mm，控制棒5材料为304L或316L不锈钢，跟随体材料为石墨，均匀布置在φ190mm的圆周上；
3).无控制棒导管
控制棒5共6根，控制棒5尺寸为φ32mm，控制棒5材料为304L或316L不锈钢，无跟随体材料，均匀布置在φ190mm的圆周上并直接插在溶液中；在堆芯溶液体积一定下，控制棒5的提出或插入都会使液位发生变化，在核设计时为了保证堆芯溶液体积的一定，必须对液位高度进行迭代。
4）冷却管2尺寸为φ7×1mm，材料为304L或316L不锈钢，720根均布在堆容器1的φ700～513.6环型区域内；
5).235U富集度为90%，溶液中硝酸浓度为0.2mol/L；
2.有无控制棒导管的影响
2.1有无控制棒导管计算
有无控制棒导管计算结果：
↑Keff表示全提棒时的keff（有效增值系数）；↓Keff表示全插棒时的keff（有效增值系数）
无控制棒导管控制棒控制能力强，而有控制棒导管控制能力太弱；
无控制棒导管能满足卡棒准则，而有控制棒导管很难满足卡棒准则，增加控制棒数量可满足卡棒准则，但要增大U-235装量。
2.2无控制棒导管对堆内结构的变化
无控制棒导管可采用不锈钢做吸收体，取消碳化硼吸收体以及石墨跟随体，使堆内使用材料简化。
为避免氢气在控制棒驱动机构内积累，应有一定量的气体流动。控制棒导向管10露出堆容器1的部分上设有气回路气体入堆口6，堆容器1上设有气回路气体出堆口7。利用气回路泵的出口气压向控制棒驱动机构转子与密封壳间的气腔供气，扫出氢气。
控制棒导管10不从堆容器1底部穿过，只插到堆芯溶液液面以上3～5cm，因此控制棒导管支撑4安装于堆容器1侧壁上，支撑控制棒导管10。控制棒导管10下端距堆容器底只有33～35cm，控制棒导管较粗，控制棒5为φ32mm，落棒后控制棒导管仍起导向作用。
2.3无控制棒导管对运行的要求
不锈钢吸收体在堆运行期间，伸入到堆容器1内溶液之内，并距离液面大于2cm，以防止快速落棒时溶液飞溅。
经计算不锈钢吸收体插入溶液中2～5cm对反应性影响不大。计算结果如下：
三种计算Keff值都在计算误差范围内。

Claims (6)

1.一种医用同位素生产堆的堆芯，包括堆容器、部分伸入至堆芯内部的控制棒导向管、位于所述控制棒导向管内部的控制棒驱动机构、与所述控制棒驱动机构连接的控制棒；其特征在于：所述控制棒伸入至堆容器内溶液的液面之下，所述控制棒导向管位于所述液面之上。
2.根据权利要求1所述的一种医用同位素生产堆的堆芯，其特征在于：在堆运行时，所述控制棒距离堆容器内溶液的液面大于2cm。
3.根据权利要求1所述的一种医用同位素生产堆的堆芯，其特征在于：所述控制棒导向管位于堆容器内溶液的液面之上3～5cm。
4.根据权利要求1所述的一种医用同位素生产堆的堆芯，其特征在于：所述控制棒导向管露出堆容器的部分上设有气回路气体入堆口，所述堆容器上设有气回路气体出堆口。
5.根据权利要求1所述的一种医用同位素生产堆的堆芯，其特征在于：所述堆容器内壁上设有控制棒导管支撑，支撑控制棒导管。
6.根据权利要求1所述的一种医用同位素生产堆的堆芯，其特征在于：所述控制棒由304L或316L不锈钢制成。
CN201310349107.2A 2013-08-12 2013-08-12 一种医用同位素生产堆的堆芯 Pending CN104376889A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310349107.2A CN104376889A (zh) 2013-08-12 2013-08-12 一种医用同位素生产堆的堆芯

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310349107.2A CN104376889A (zh) 2013-08-12 2013-08-12 一种医用同位素生产堆的堆芯

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104376889A true CN104376889A (zh) 2015-02-25

Family

ID=52555748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310349107.2A Pending CN104376889A (zh) 2013-08-12 2013-08-12 一种医用同位素生产堆的堆芯

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104376889A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104882186A (zh) * 2015-04-03 2015-09-02 中国中原对外工程有限公司 超长寿期堆芯反应性控制和调节方法
CN106128539A (zh) * 2016-08-30 2016-11-16 中广核研究院有限公司 一种利用压水堆核电站生产医用短寿期放射源的系统
CN106384616A (zh) * 2016-10-18 2017-02-08 中国核动力研究设计院 无补偿棒的医用同位素生产堆
CN106384615A (zh) * 2016-10-18 2017-02-08 中国核动力研究设计院 节省铀燃料的医用同位素生产堆
CN108053910A (zh) * 2017-12-07 2018-05-18 中国核动力研究设计院 一种溶液堆净堆

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2815321A (en) * 1945-11-13 1957-12-03 Eugene P Wigner Isotope conversion device
CN1234290A (zh) * 1999-05-25 1999-11-10 中国核动力研究设计院 用医用同位素生产堆生产钼－99的提取与纯化工艺
CN1992095A (zh) * 2005-12-29 2007-07-04 中国核动力研究设计院 具有固有安全性的“水锅炉”溶液核反应堆
US7554098B2 (en) * 2007-04-20 2009-06-30 Battelle Memorial Institute Medical isotope generator systems
CN102084434A (zh) * 2008-05-02 2011-06-01 阳光医疗技术公司 用于产生医用同位素的装置和方法
CN102831940A (zh) * 2011-06-14 2012-12-19 中国核动力研究设计院 一种溶液型核反应堆控制系统
CN102831946A (zh) * 2011-06-15 2012-12-19 中国核动力研究设计院 可减少堆芯铀装量的医用同位素生产堆

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2815321A (en) * 1945-11-13 1957-12-03 Eugene P Wigner Isotope conversion device
CN1234290A (zh) * 1999-05-25 1999-11-10 中国核动力研究设计院 用医用同位素生产堆生产钼－99的提取与纯化工艺
CN1992095A (zh) * 2005-12-29 2007-07-04 中国核动力研究设计院 具有固有安全性的“水锅炉”溶液核反应堆
US7554098B2 (en) * 2007-04-20 2009-06-30 Battelle Memorial Institute Medical isotope generator systems
CN102084434A (zh) * 2008-05-02 2011-06-01 阳光医疗技术公司 用于产生医用同位素的装置和方法
CN102831940A (zh) * 2011-06-14 2012-12-19 中国核动力研究设计院 一种溶液型核反应堆控制系统
CN102831946A (zh) * 2011-06-15 2012-12-19 中国核动力研究设计院 可减少堆芯铀装量的医用同位素生产堆

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104882186A (zh) * 2015-04-03 2015-09-02 中国中原对外工程有限公司 超长寿期堆芯反应性控制和调节方法
CN106128539A (zh) * 2016-08-30 2016-11-16 中广核研究院有限公司 一种利用压水堆核电站生产医用短寿期放射源的系统
CN106384616A (zh) * 2016-10-18 2017-02-08 中国核动力研究设计院 无补偿棒的医用同位素生产堆
CN106384615A (zh) * 2016-10-18 2017-02-08 中国核动力研究设计院 节省铀燃料的医用同位素生产堆
CN106384615B (zh) * 2016-10-18 2018-03-13 中国核动力研究设计院 节省铀燃料的医用同位素生产堆
CN106384616B (zh) * 2016-10-18 2018-07-24 中国核动力研究设计院 无补偿棒的医用同位素生产堆
CN108053910A (zh) * 2017-12-07 2018-05-18 中国核动力研究设计院 一种溶液堆净堆

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104376889A (zh) 一种医用同位素生产堆的堆芯
CN113241200B (zh) 一种燃料盐回路系统及运行方法
CN112885490B (zh) 一种一体化非能动先进小堆
JP5364424B2 (ja) 原子炉
JP2014506998A5 (zh)
CN210039648U (zh) 一种熔盐堆停堆系统
WO2014048291A1 (zh) 一种能动与非能动相结合的应急停堆系统及方法
CN109545412B (zh) 压水堆燃料组件裂变气体在线脱除装置
CN100578681C (zh) 具有固有安全性的“水锅炉”溶液核反应堆
CN102831946B (zh) 可减少堆芯铀装量的医用同位素生产堆
KR101463441B1 (ko) 고농축 붕산 주입 설비 및 이를 구비하는 안전주입계통
CN110136858B (zh) 适用于小型堆的无硼单锂弱碱性水质调节系统及方法
CN102831940B (zh) 一种溶液型核反应堆控制系统
JP2018071997A (ja) 高速炉の炉心
US3211623A (en) Neutronic reactor and fuel element therefor
CN212256935U (zh) 一种海上浮动双反应堆的屏蔽装置
CN101656112B (zh) 压力壳内驱动机构驱动的挤水棒组件及采用该组件的水堆
WO2015089665A1 (en) Nuclear reactor shutdown system
CN208873484U (zh) 一种适用于压水堆的堆内构件结构
CN202021170U (zh) 快堆乏组件清洗装置
JP6378124B2 (ja) 沸騰水型原子炉
CN106448753A (zh) 解决高功率下水锅炉溶液核反应堆功率波动的方法
JP3950392B2 (ja) 原子炉
CN111899902A (zh) 一种利用浮球阀控制的池式反应堆余热排出系统
CN85100179B (zh) 一体化自然循环低温供热核反应堆

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150225