CN109887618B - 一种热管径向布置的核反应堆 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种热管径向布置的核反应堆，属于核工程与核技术领域，特别是涉及一种热管径向布置的核反应堆。解决了现有核反应堆热管轴向布置使得热量不便于从热管中进行收集的问题。它包括反应堆包壳、反应堆堆芯、热管、中央通道和燃料。它主要用于核反应堆内热量的收集。

Description

一种热管径向布置的核反应堆
技术领域
本发明属于核工程与核技术领域，特别是涉及一种热管径向布置的核反应堆。
背景技术
现有利用热管进行传热的核反应堆都采用轴向热管布置方式。这种轴向布置的热管加热段在反应堆堆芯内，冷却段从堆芯上部延伸到反应堆以外，这种布置方式使得热量不便于从热管中进行收集。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种热管径向布置的核反应堆。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种热管径向布置的核反应堆，它包括反应堆包壳、反应堆堆芯、热管、中央通道和燃料，所述反应堆堆芯围绕反应堆包壳中心轴呈环形布置，所述反应堆堆芯中心为中央通道，所述中央通道内为冷却介质，所述热管数量为若干个，所述若干个热管沿反应堆堆芯径向分布形成热管层，所述多个热管层沿反应堆堆芯轴向布置，所述燃料位于反应堆堆芯内，所述热管插入燃料内部分为加热段，所述热管位于中央通道内部分为冷却段。
更进一步的，所述热管为倾斜式布置，所述热管冷却段所处水平位置高于加热段所处水平位置。
更进一步的，所述核反应堆竖向或横向放置。
更进一步的，所述热管为外式布置结构，所述热管冷却段向反应堆堆芯外延伸呈放射状。
更进一步的，所述燃料为液态燃料或固态燃料。
更进一步的，所述液态燃料为液态熔盐或液态金属。
更进一步的，所述固态燃料为矩形燃料组件或六边形燃料组件。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明当核反应堆启动后，根据毛细管原理核反应堆堆芯中产生的热量会经由径向布置的热管传递到反应堆的中央通道内，使用气体或液体通过中央通道即可将产生的热量带走，实现热量的收集。
附图说明
图1为本发明所述的热管径向布置的核反应堆结构示意图
图2为本发明所述的热管径向布置的倾斜式核反应堆结构示意图
图3为本发明所述的热管径向布置的核反应堆固态燃料组件布局结构示意图
图4为本发明所述的热管径向布置的横置式核反应堆结构示意图
图5为本发明所述的热管径向布置的外式核反应堆结构示意图
1-反应堆包壳，2-反应堆堆芯，3-热管，4-中央通道，5-燃料，6-矩形燃料组件，7-六边形燃料组件，8-中心轴
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。
参见图1-5说明本实施方式，一种热管径向布置的核反应堆，它包括反应堆包壳1、反应堆堆芯2、热管3、中央通道4和燃料5，所述反应堆堆芯2围绕反应堆包壳1中心轴呈环形布置，所述反应堆堆芯2中心为中央通道4，所述中央通道4内为冷却介质，所述热管3数量为若干个，所述若干个热管3沿反应堆堆芯2径向分布形成热管层，所述多个热管层沿反应堆堆芯2轴向布置，所述燃料5位于反应堆堆芯2内，所述热管3插入燃料5内部分为加热段，所述热管3位于中央通道4内部分为冷却段。
本实施例反应堆堆芯2部分产生热量，将热量传递给热管3加热段中的液态金属，利用毛细管原理使加热产生的金属蒸汽向热管3冷却段移动，将热量传递给中央通道4内的冷却介质，实现热量的收集。所述热管3为倾斜式布置，所述热管3冷却段所处水平位置高于加热段所处水平位置，便于液态金属蒸汽向热管3冷却段移动，提高导热能力。所述核反应堆竖向或横向放置，核反应堆的横向放置可便于其在水下载具中使用，可在水平轴向放置多个核反应堆以形成串联，提高总功率。所述热管3为外式布置结构，所述热管3冷却段向反应堆堆芯2外延伸呈放射状，所述燃料5为液态燃料或固态燃料，所述液态燃料为液态熔盐或液态金属，所述固态燃料为矩形燃料组件或六边形燃料组件。
以上对本发明所提供的一种热管径向布置的核反应堆，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种热管径向布置的核反应堆，其特征在于：它包括反应堆包壳(1)、反应堆堆芯(2)、热管(3)、中央通道(4)和燃料(5)，所述反应堆堆芯(2)围绕反应堆包壳(1)中心轴呈环形布置，所述反应堆堆芯(2)中心为中央通道(4)，所述中央通道(4)内为冷却介质，所述热管(3)数量为若干个，所述若干个热管(3)沿反应堆堆芯(2)径向分布形成热管层，多个热管层沿反应堆堆芯(2)轴向布置，所述燃料(5)位于反应堆堆芯(2)内，所述热管(3)插入燃料(5)内部分为加热段，所述热管(3)位于中央通道(4)内部分为冷却段。
2.根据权利要求1所述的一种热管径向布置的核反应堆，其特征在于：所述热管(3)为倾斜式布置，所述热管(3)冷却段所处水平位置高于加热段所处水平位置。
3.根据权利要求1所述的一种热管径向布置的核反应堆，其特征在于：所述核反应堆竖向或横向放置。
4.根据权利要求1所述的一种热管径向布置的核反应堆，其特征在于：所述热管(3)为外式布置结构，所述外式布置结构为热管(3)冷却段向反应堆堆芯(2)外延伸呈放射状布置。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种热管径向布置的核反应堆，其特征在于：所述燃料(5)为液态燃料或固态燃料。
6.根据权利要求5所述的一种热管径向布置的核反应堆，其特征在于：所述液态燃料为液态熔盐或液态金属。
7.根据权利要求5所述的一种热管径向布置的核反应堆，其特征在于：所述固态燃料为矩形燃料组件或六边形燃料组件。
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