CN105957561A - 一种控制棒机构 - Google Patents

一种控制棒机构 Download PDF

Info

Publication number
CN105957561A
CN105957561A CN201610523377.4A CN201610523377A CN105957561A CN 105957561 A CN105957561 A CN 105957561A CN 201610523377 A CN201610523377 A CN 201610523377A CN 105957561 A CN105957561 A CN 105957561A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control rod
fixing bar
rod mechanism
reflection layer
sliding reflection
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
CN201610523377.4A
Other languages
English (en)
Inventor
郑明光
邱忠明
唐特
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.)
Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute Co Ltd
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 Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute Co Ltd filed Critical Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute Co Ltd
Priority to CN201610523377.4A priority Critical patent/CN105957561A/zh
Publication of CN105957561A publication Critical patent/CN105957561A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00—Control of nuclear reaction
    • G21C7/28—Control of nuclear reaction by displacement of the reflector or parts thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种控制棒机构，包括固定杆、中子吸收材料、滑动反射层、驱动机构以及耐压壳，其中：所述固定杆是固定不动的；所述中子吸收材料均匀且分段布置在所述固定杆上；所述耐压壳设置于所述固定杆的上端部；所述驱动机构设置于所述耐压壳上，用于驱动所述滑动反射层；所述滑动反射层套装在所述固定杆的外围，包括相互间隔的遮挡部和露空部，并且所述滑动反射层在所述驱动机构的驱动下沿着所述固定杆上下滑动，从而将所述中子吸收材料遮挡或露出。本发明优选实施例提供的控制棒机构，具有体积小，行程短，安全性高的优点。

Description

一种控制棒机构
技术领域
本发明涉及一种控制棒机构。
背景技术
核反应堆工程中，反应性的控制是通过控制棒机构来实现的。如图5所示,传统的控制棒机构，其控制棒的棒束(通常由具有吸收中子能力的材料组成)对称且均匀地插在燃料组件内，控制棒机构通过驱动控制棒的棒束整体上下移动，实现反应性的控制。传统的控制棒机构的设计，主要是为了实现在燃料组件内部布置尽可能多的控制棒棒束，以提供足够的负反应性，才能抵消燃料棒中核燃料的正反应性，从而保证反应堆的安全。但是，传统的控制棒机构存在着具有体积大，行程长的问题。
小型反应堆(电功率＜300MWe)，其燃料棒的数量为常规的标准反应堆(电功率一般为1000MWe)的30％或者更少，整个堆芯的反应性相对较低。因此，可以通过在燃料组件的外围布置中子吸收材料，以实现控制反应性的目的。
另一方面，小型反应堆要求整个反应堆的体积更小，而如图5所示的传统的控制棒机构的设计，是限制小型反应堆在高度方向缩小的制约因素之一。
因此，如何提供一种体积小，行程短，安全性高控制棒机构成为了亟待解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种控制棒机构，所述控制棒机构包括固定杆、中子吸收材料、滑动反射层、驱动机构以及耐压壳，其中：所述固定杆是固定不动的；所述中子吸收材料均匀且分段布置在所述固定杆上；所述耐压壳设置于所述固定杆的上端部；所述驱动机构设置于所述耐压壳上，用于驱动所述滑动反射层；所述滑动反射层套装在所述固定杆的外围，包括相互间隔的遮挡部和露空部，并且所述滑动反射层在所述驱动机构的驱动下沿着所述固定杆上下滑动，从而将所述中子吸收材料遮挡或露出。
优选地，所述滑动反射层的遮挡部与所述中子吸收材料相适配，从而通过所述驱动机构的驱动使所述滑动反射层的遮挡部能够恰好将所述中子吸收材料遮挡住。
优选地，所述中子吸收材料的分段布置的数量是大于等于2段。
优选地，所述固定杆的截面是圆形。
优选地，所述固定杆的截面是方形。
优选地，所述固定杆的截面是多边形。
优选地，所述固定杆的截面是十字形。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明优选实施例提供的控制棒机构，具有体积小，行程短，安全性高的优点。
2、本发明优选实施例提供的控制棒机构，相对于传统的控制棒机构，其长度整体减少70％以上。
3、本发明优选实施例提供的控制棒机构，相比常见的控制棒机构，显著减小了驱动机构和控制棒行程耐压壳的高度，可适用于功率较小的核反应堆，使整个反应堆堆本体的高度显著减小，同时增加了反应堆的安全性。
附图说明
图1为符合本发明优选实施例控制棒机构在中子吸收材料处于露出以及遮蔽状态下时的示意图。
图2为的符合本发明优选实施例控制棒机构在中子吸收材料处于露出以及遮蔽状态下时的立体图。
图3为的符合本发明优选实施例控制棒机构在拆分状态下的示意图。
图4为的符合本发明优选实施例控制棒机构在拆分状态下的立体图。
图5为传统的控制棒机构的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1到图4所示，本发明提供了一种控制棒机构，所述控制棒机构包括固定杆1、中子吸收材料2、滑动反射层3、驱动机构(未示出)以及耐压壳4，其中：所述固定杆1是固定不动的；
所述中子吸收材料2均匀且分段布置在所述固定杆1上；
所述耐压壳4设置于所述固定杆1的上端部；
所述驱动机构设置于所述耐压壳4上，用于驱动所述滑动反射层3；
所述滑动反射层5套装在所述固定杆1的外围，包括相互间隔的遮挡部和露空部，并且所述滑动反射层5在所述驱动机构的驱动下沿着所述固定杆1上下滑动，从而将所述中子吸收材料2遮挡或露出。传统的控制棒没有固定杆1，控制棒整体上下移动，而本发明公开的控制棒机构具有固定杆1，固定杆1是固定不动的。
如图1和图2所示，优选地，所述滑动反射层3的遮挡部与所述中子吸收材料4相适配，从而通过所述驱动机构的驱动使所述滑动反射层3的遮挡部能够恰好将所述中子吸收材料2遮挡住。
优选地，所述中子吸收材料2的分段布置的数量是大于等于2段。传统的控制棒，中子吸收材料2是沿着控制棒通长布置的，本发明公开的布置方式是均匀地且分段布置的，分段的具体数量N≥2
优选地，所述固定杆1的截面是圆形。
优选地，所述固定杆1的截面是方形。
优选地，所述固定杆1的截面是多边形。
优选地，所述固定杆1的截面是十字形。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明优选实施例提供的控制棒机构，具有体积小，行程短，安全性高的优点。
2、本发明优选实施例提供的控制棒机构，相对于传统的控制棒机构，其长度整体减少70％以上。
3、本发明优选实施例提供的控制棒机构，相比常见的控制棒机构，显著减小了驱动机构和控制棒行程耐压壳的高度，可适用于功率较小的核反应堆，使整个反应堆堆本体的高度显著减小，同时增加了反应堆的安全性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种控制棒机构，其特征在于，所述控制棒机构包括固定杆、中子吸收材料、滑动反射层、驱动机构以及耐压壳，其中：
所述固定杆是固定不动的；
所述中子吸收材料均匀且分段布置在所述固定杆上；
所述耐压壳设置于所述固定杆的上端部；
所述驱动机构设置于所述耐压壳上，用于驱动所述滑动反射层；
所述滑动反射层套装在所述固定杆的外围，包括相互间隔的遮挡部和露空部，并且所述滑动反射层在所述驱动机构的驱动下沿着所述固定杆上下滑动，从而将所述中子吸收材料遮挡或露出。
2.如权利要求1所述的控制棒机构，其特征在于，所述滑动反射层的遮挡部与所述中子吸收材料相适配，从而通过所述驱动机构的驱动使所述滑动反射层的遮挡部能够恰好将所述中子吸收材料遮挡住。
3.如权利要求1所述的控制棒机构，其特征在于，所述中子吸收材料的分段布置的数量是大于等于2段。
4.如权利要求1所述的控制棒机构，其特征在于，所述固定杆的截面是圆形。
5.如权利要求1所述的控制棒机构，其特征在于，所述固定杆的截面是方形。
6.如权利要求1所述的控制棒机构，其特征在于，所述固定杆的截面是多边形。
7.如权利要求1所述的控制棒机构，其特征在于，所述固定杆的截面是十字形。
CN201610523377.4A 2016-07-05 2016-07-05 一种控制棒机构 Pending CN105957561A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610523377.4A CN105957561A (zh) 2016-07-05 2016-07-05 一种控制棒机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610523377.4A CN105957561A (zh) 2016-07-05 2016-07-05 一种控制棒机构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105957561A true CN105957561A (zh) 2016-09-21

Family

ID=56902434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610523377.4A Pending CN105957561A (zh) 2016-07-05 2016-07-05 一种控制棒机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105957561A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107039090A (zh) * 2017-05-10 2017-08-11 中国原子能科学研究院 一种分段设计钠冷快堆控制棒
CN109473183A (zh) * 2018-11-14 2019-03-15 中国核动力研究设计院 一种超大型压水堆核电站堆芯布置
CN113192657A (zh) * 2021-04-29 2021-07-30 西南科技大学 一种具有反射层的非均匀控制棒
CN113241201A (zh) * 2021-04-29 2021-08-10 西南科技大学 一种具有非均匀反射层的非均匀控制棒
CN114530264A (zh) * 2022-01-04 2022-05-24 中国原子能科学研究院 一种空间堆

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB889702A (en) * 1959-03-21 1962-02-21 Siemens Ag A control and shut-down device for a nuclear reactor
JPS6373192A (ja) * 1986-09-17 1988-04-02 株式会社日立製作所 沸騰水型原子炉
JPS63250589A (ja) * 1987-04-08 1988-10-18 株式会社東芝 高温ガス炉用制御棒
US4820478A (en) * 1986-01-07 1989-04-11 Westinghouse Electric Corp. Nuclear reactor control rod with uniformly changeable axial worth
JPH05188169A (ja) * 1991-11-15 1993-07-30 Mitsubishi Atom Power Ind Inc 減速材体積調整制御棒
RU2122245C1 (ru) * 1997-06-05 1998-11-20 Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций Регулирующий стержень ядерного реактора на быстрых нейтронах
CN103456374A (zh) * 2013-09-03 2013-12-18 清华大学 球床高温气冷堆反应性控制方法及套叠式控制棒
CN103778972A (zh) * 2014-02-24 2014-05-07 中国科学院合肥物质科学研究院 一种带轴向分区控制棒与重金属吸收体棒的控制棒组件
CN103985420A (zh) * 2014-06-05 2014-08-13 西南科技大学 一种能展平堆芯轴向功率分布的控制棒及控制棒组件
CN205881475U (zh) * 2016-07-05 2017-01-11 上海核工程研究设计院 一种控制棒机构

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB889702A (en) * 1959-03-21 1962-02-21 Siemens Ag A control and shut-down device for a nuclear reactor
US4820478A (en) * 1986-01-07 1989-04-11 Westinghouse Electric Corp. Nuclear reactor control rod with uniformly changeable axial worth
JPS6373192A (ja) * 1986-09-17 1988-04-02 株式会社日立製作所 沸騰水型原子炉
JPS63250589A (ja) * 1987-04-08 1988-10-18 株式会社東芝 高温ガス炉用制御棒
JPH05188169A (ja) * 1991-11-15 1993-07-30 Mitsubishi Atom Power Ind Inc 減速材体積調整制御棒
RU2122245C1 (ru) * 1997-06-05 1998-11-20 Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций Регулирующий стержень ядерного реактора на быстрых нейтронах
CN103456374A (zh) * 2013-09-03 2013-12-18 清华大学 球床高温气冷堆反应性控制方法及套叠式控制棒
CN103778972A (zh) * 2014-02-24 2014-05-07 中国科学院合肥物质科学研究院 一种带轴向分区控制棒与重金属吸收体棒的控制棒组件
CN103985420A (zh) * 2014-06-05 2014-08-13 西南科技大学 一种能展平堆芯轴向功率分布的控制棒及控制棒组件
CN205881475U (zh) * 2016-07-05 2017-01-11 上海核工程研究设计院 一种控制棒机构

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107039090A (zh) * 2017-05-10 2017-08-11 中国原子能科学研究院 一种分段设计钠冷快堆控制棒
CN109473183A (zh) * 2018-11-14 2019-03-15 中国核动力研究设计院 一种超大型压水堆核电站堆芯布置
CN113192657A (zh) * 2021-04-29 2021-07-30 西南科技大学 一种具有反射层的非均匀控制棒
CN113241201A (zh) * 2021-04-29 2021-08-10 西南科技大学 一种具有非均匀反射层的非均匀控制棒
CN113241201B (zh) * 2021-04-29 2022-03-04 西南科技大学 一种具有非均匀反射层的非均匀控制棒
CN114530264A (zh) * 2022-01-04 2022-05-24 中国原子能科学研究院 一种空间堆
CN114530264B (zh) * 2022-01-04 2024-02-20 中国原子能科学研究院 一种空间堆

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105957561A (zh) 一种控制棒机构
CN101241772B (zh) 压水堆核电站百万千瓦机组18个月换料方法
CN105957562A (zh) 一种反应性控制套
EP2889878B1 (en) Burnable absorber-integrated control rod guide thimble
US20110317794A1 (en) Nuclear fuel assembly and related methods for spent nuclear fuel reprocessing and management
WO2021002903A3 (en) Functionally graded lattice cermet fuel structure
CN105814641B (zh) 用于核反应堆的燃料组件
CN105913881A (zh) 一种反应性控制环
CN106531263A (zh) 一种铅基堆零功率物理实验装置
CN101226782B (zh) 中国压水堆核电站百万千瓦机组首循环堆芯装载方法
JP2000019280A (ja) 軽水冷却型原子炉の炉心および同原子炉の運転方法
CN106297907A (zh) 一种束状控制棒结构
CN205881475U (zh) 一种控制棒机构
CN106257596A (zh) 一种小型反应堆异形控制棒
KR102089039B1 (ko) 토륨 기반 열외중성자로 노심 및 이를 구비한 원자로
US20190392957A1 (en) Core of Fast Reactor
DE60205546T2 (de) Ein MOX-Kernbrennstabbündel für einen thermischen Kernreaktor
CN114496314A (zh) 一种快中子热中子同心圆式分区的超高通量反应堆堆芯
US3287224A (en) Large fast nuclear reactor
KR101704658B1 (ko) 자발핵분열 중성자원을 이용한 소형 모듈화 원자로 노심 및 이를 포함하는 원자로
CN205862832U (zh) 多功能高层高速多芯带视频扁形电梯随行电缆
CN109935370A (zh) 一种带插件的燃料组件定位格架和燃料组件
KR101744156B1 (ko) 개량형 중수로용 핵연료 다발
EP3690891B1 (en) Fuel rod and fuel assembly
CN105006256A (zh) 一种核反应堆上堆芯板

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: No. 29 Hong Cao Road, Xuhui District, Shanghai

Applicant after: Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute Co.,Ltd.

Address before: No. 29 Hong Cao Road, Xuhui District, Shanghai

Applicant before: SHANGHAI NUCLEAR ENGINEERING RESEARCH & DESIGN INSTITUTE

CB02 Change of applicant information