CN113658722A - 一种熔盐反应堆堆芯结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种熔盐反应堆堆芯,其包括熔盐反应堆堆芯本体,其中,堆芯进口的中轴线与水平面的夹角为1°~5°,堆芯进口与堆芯容器连接处的切线与堆芯进口的中轴线所成的夹角为10°~30°;熔盐反应堆堆芯还包括至少一个堆芯环形孔板、堆芯第一孔板和堆芯填充体,堆芯环形孔板套设于堆芯活性区通道外侧,与堆芯下降环腔的环隙匹配;堆芯第一孔板设置于堆芯活性区通道底部,堆芯第一孔板上开设有与堆芯活性区通道中的孔道位置相同的通孔;堆芯填充体与堆芯容器的下封头的结构匹配,用于填充堆芯下腔室。本发明的熔盐反应堆堆芯中,进入下腔室的熔盐的流量在周向上最大与最小偏差在10%以内,堆芯通道流量与功率分布偏差降至10%以内。
Description
技术领域
本发明涉及一种熔盐反应堆堆芯结构。
背景技术
现有技术中,液态燃料熔盐核反应堆堆芯结构如图1所示,流体区域包括堆芯进口(1),堆芯下降环腔(2)、堆芯下腔室(3)、堆芯活性区并联多通道,简称为堆芯活性区通道(4)、堆芯上腔室(5)、堆芯出口(6)和堆芯容器(7),其中,堆芯进口(1)位于堆芯容器(7)的侧壁上,堆芯出口(6)位于堆芯上腔室(5)的顶部,堆芯下腔室(3)的上部边缘与堆芯下降环腔(2)的底部连通;堆芯下降环腔(2)为环形腔室结构,堆芯下腔室(3)为半(椭)球形腔室结构,堆芯上腔室(5)为半(椭)球形腔室结构;堆芯活性区通道(4)为在堆芯石墨(8)上开孔(槽)形成的规则分布的若干轴向并联直通道,通道上下分别与堆芯上腔室(5)和堆芯下腔室(3)连通。
反应堆内流体为包含燃料盐和载体盐的混合熔融盐,其中燃料盐熔融于载体盐中,跟随载体盐一起流动,熔盐流体通过堆芯进口(1)进入堆芯下降环腔(2)后自上而下流动,直至堆芯下腔室(3)顶部边缘,进入堆芯下腔室(3)后熔盐完成交混,然后进入堆芯活性区通道(4),在通道内释放裂变能后进入堆芯上腔室(5),然后从堆芯上腔室(5)顶部的堆芯出口(6)流出,从而实现热量转移。
由于液态燃料核反应堆本身的特点,在整个反应堆寿期内,堆芯活性区燃料功率呈中心区域高、径向方向上逐渐降低的分布形态,因此在进入堆芯活性区前,调整液态燃料的流量分布形式具有重要的意义,因为液态燃料的流量分布形式直接决定了堆芯热点位置和热管因子的大小,从而直接关系到整个反应堆的安全。
实际上,对于堆芯进口(1)数量有限(一般为单进口或双进口),并且带有堆芯下降环腔(2)的液态燃料熔盐核反应堆,熔盐作为燃料且带有热源,在进入堆芯下降环腔(2)后,在向下流动过程中熔盐的周向分布很不均匀,使得流体以不均匀的分布进入堆芯下腔室(3)内,从而导致堆芯下腔室(3)内大量旋涡的产生,并导致进入堆芯活性区通道(4)的液态燃料的流量在周向上也分布不均匀;堆芯下腔室(3)的涡流和堆芯活性区通道(4)内流量的分布不合理不仅会造成流动不稳定性,更会导致堆芯局部温度偏高,影响堆芯材料性能和反应堆的安全。因此,在进行反应堆设计时需要考虑进入堆芯活性区通道(4)的流体的流量分配,以可接受的流量分布进入堆芯活性区,并对堆芯下腔室(3)内的流体的流场进行调节,减少流体振动的产生。
美国橡树岭国家实验室在上世纪50年代开展了液态燃料熔盐堆堆芯流场和流量分配设计,但是从测量结果来看,环腔内流体流量在周向上最大与最小偏差达到100%,最终堆芯流量分配的结果不够理想(参见“MSRE DESIGN AND OPERATION REPORT PART I:DESCRIPTION OF REACTOR DESIGN,ORNL_TM_728”)。
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带有环腔,并且进口位于下降环腔侧壁的熔盐反应堆堆芯中周向流量分布不均匀和径向功率分布不匹配,尤其是,下腔室内的流体产生大量旋涡,进入堆芯活性区通道的液态燃料流量差异较大、分配不均匀的缺陷,提供一种熔盐反应堆堆芯。本发明的熔盐反应堆堆芯中下腔室内无明显旋涡,堆芯活性区通道的流量分配偏差小于10%,周向上流量偏差小于10%。
本发明是通过下述方案来解决上述技术问题的:
本发明提供一种熔盐反应堆堆芯,其包括熔盐反应堆堆芯本体,所述熔盐反应堆堆芯本体至少包括堆芯进口、堆芯活性区通道和堆芯容器;
所述堆芯容器包括圆筒段和下封头;所述堆芯容器的圆筒段同轴套设于所述堆芯活性区通道的外侧,在周向形成堆芯下降环腔;所述堆芯容器的下封头设置于所述堆芯活性区通道的底部,形成堆芯下腔室;
所述堆芯进口设置于所述堆芯容器的侧壁的上端;
所述堆芯进口的中轴线与水平面的夹角为1°~5°,所述堆芯进口与所述堆芯容器连接处的切线与所述堆芯进口的中轴线所成的夹角为10°~30°;
所述熔盐反应堆堆芯还包括至少一个堆芯环形孔板、堆芯第一孔板和堆芯填充体,所述堆芯环形孔板套设于所述堆芯活性区通道的外侧,与所述堆芯下降环腔的环隙结构匹配;
所述堆芯第一孔板设置于所述堆芯活性区通道的底部,所述堆芯第一孔板上开设有与所述堆芯活性区通道中的孔道位置相同的通孔;
所述堆芯填充体与所述堆芯容器的下封头的结构匹配,用于填充所述堆芯下腔室。
本发明中,一般地,所述堆芯填充体为石墨材质;通过将所述堆芯填充体填充在所述堆芯下腔室中,使得所述堆芯下腔室形成平底的构造。上述构造的腔室重整了熔盐在所述堆芯下腔室的流动区域,既可以减少容纳熔盐的体积,又可以优化流场。
本发明中,一般地,所述堆芯活性区通道是通过若干组石墨件拼装并且开孔或开槽形成,整体结构为圆柱体;其中,所述堆芯活性区通道中的并联通道的数量为几十~几百,并联通道的分布一般呈若干圈同心多边形或同心圆形,由中心向周边辐射排列;单个通道的截面一般为圆形或扁圆形。
本发明中,较佳地,所述熔盐反应堆堆芯本体还包括堆芯围筒,所述堆芯围筒同轴贴设于所述堆芯活性区通道的外表面,设置于所述堆芯活性区通道与所述堆芯环形孔板之间。所述堆芯围筒用于固定上述石墨组件,并与所述堆芯容器形成使熔盐通过的环腔。
较佳地,所述堆芯围筒的厚度为1~2cm。
本发明中,一般地,所述堆芯活性区通道所在的圆柱体结构的直径大于所述堆芯活性区通道中并联通道的分布区域的直径。
较佳地,所述堆芯活性区通道所在的圆柱体结构的直径为1.1D~1.4D,例如1.25D;其中,D为所述堆芯活性区通道中并联通道的分布区域为圆形时的直径或为多边形时的外接圆的直径。
本发明中,较佳地,所述堆芯下降环腔的径向宽度为0.01D~0.03D,例如0.02D。
所述堆芯下降环腔的径向宽度对熔盐流量的均匀性分布或者控制涡流有影响。上述优选的径向宽度优选的技术方案,当所述堆芯下降环腔的径向宽度在上述范围的上限以下时,充满所述堆芯下降环腔所需的熔盐量较适中,生产成本得到适当控制;当所述堆芯下降环腔的径向宽度在上述范围的下限以上时,熔盐流过所述堆芯下降环腔时的流动阻力得到适当减小。熔盐流量的均匀性或涡流得到进一步优化。
本发明中,较佳地,所述堆芯进口的内径为0.06D~0.15D,例如,0.08D。
较佳地,所述堆芯进口的中轴线与所述堆芯容器相交的位置距离所述堆芯活性区通道的入口0.8H~0.95H,例如,0.9H,其中,H为所述堆芯活性区通道中通道的长度。
较佳地,所述堆芯进口的中轴线与水平面的夹角为2°~4°,例如3°。
较佳地,所述堆芯进口与所述堆芯容器连接处的切线与所述堆芯进口的中轴线所成的夹角为20°或25°。
当所述堆芯进口的个数为两个时,两个所述堆芯进口的位置可在周向上间隔180°,呈对称分布。
本领域技术人员知晓,不管所述堆芯进口的数量是一个还是对称设置的两个,只要所述堆芯进口保持垂直进入就会使得所述堆芯下降环腔内周向上的流量分布不均匀。本发明特别优选的方案设置如上所述的堆芯进口可以使流体在所述堆芯下降环腔内旋转下降,所述堆芯下降环腔内周向上的流量分布相对均匀,配合所述堆芯环形孔板可进一步改变流体运动方向,从而得到周向上分布均匀且流量方向向下的流体。
本发明中,所述堆芯环形孔板与所述堆芯下降环腔的环隙结构匹配,是指所述堆芯环形孔板在径向上的内外表面分别与所述堆芯围筒的外壁和所述堆芯容器的内壁相接触并密封。
较佳地,所述堆芯环形孔板的厚度为1.0w~3.0w,例如2.0w,其中,w为所述堆芯容器的内半径与所述堆芯围筒的外半径之差。也即,w为所述堆芯下降环腔的宽度。
较佳地,所述堆芯环形孔板的周向上设置若干通孔,所述堆芯环形孔板上通孔的孔径为0.4w-0.7w,例如0.5w。
较佳地,所述堆芯环形孔板上相邻的两个通孔分别与所在平面的圆心连线后形成的夹角为1°~3°,例如2°。
较佳地,所述堆芯环形孔板的设置个数为2~3个。本领域技术人员可根据堆芯流量分配要求的高低,设置所述堆芯环形孔板的个数,在使用时,每个所述堆芯环形孔板的结构尺寸相同。
当所述堆芯环形孔板的数量为2个时,较佳地,上层的堆芯环形孔板的中间横截面距离所述堆芯进口0.4-0.5H,例如0.45H;下层的堆芯环形孔板的中间横截面距离所述堆芯活性区通道的入口0.1-0.2H,例如0.15H。
当所述堆芯环形孔板的数量为3个时,较佳地,中间层的堆芯环形孔板轴向置于上层的堆芯环形孔板和下层的堆芯环形孔板之间。
所述堆芯环形孔板的材质可为本领域常规。一般地,所述堆芯环形孔板的材质为金属,与熔盐堆堆芯的金属构件的材质相同。
熔盐堆与压水堆不同,压水堆中不同堆芯组件间的流体是相通的,而熔盐堆的堆芯通道是相对独立的,相互间无流通,这意味着如果进入所述堆芯下腔室的流体在周向上不均匀,会造成下腔室旋涡,并导致堆芯局部通道流量骤降。
本发明通过上述堆芯进口的斜向设计与堆芯环形孔板的设计,可保证进入所述堆芯下腔室的流体在周向上均匀,使周向上流量偏离平均值最大在5%左右,即最大与最小偏差小于10%。
本发明中,较佳地,所述堆芯第一孔板上的通孔的孔径小于所述堆芯活性区通道中孔道的直径。
较佳地,所述堆芯第一孔板上处于同一圈的通孔的直径相同,位于不同圈的通孔的直径不同。
通过上述孔道的孔径设计,可以进一步避免所述堆芯第一孔板在高温下膨胀导致所述堆芯活性区通道与所述堆芯第一孔板上的孔道偏移。
较佳地,所述堆芯第一孔板上的通孔的孔径由内圈向外圈逐渐减小。
较佳地,所述堆芯第一孔板上最内圈的通孔的孔径为0.95d,其中,d为所述堆芯活性区通道中的通道为圆形时的直径或为扁圆形时的长轴;
较佳地,所述堆芯第一孔板上最外圈的通孔的孔径最小为0.5d。本领域技术人员可根据实际情况设计所述堆芯第一孔板上最外圈的通孔的孔径。
即使在保证进入所述堆芯下腔室的流体的流向在周向上是均匀的基础上,若所述堆芯第一孔板上的孔道大小与所述堆芯活性区通道的直径完全一致,所述堆芯活性区通道内流量在径向上的分布会呈现从中心至周边逐渐下降的趋势,使得下降幅度与功率下降幅度不完全匹配。也即,堆芯功率分布是中心区域功率高,边缘通道功率低。
为匹配功率,这意味着要求堆芯中心通道流量大,周边通道流道小,进一步优选的技术方案对于孔道大小和不同区域孔道关系的趋势变化设置,通过将所述堆芯第一孔板上的孔道设置为中心区域孔径大,周边区域孔径小,使得中心区域的流通面积大,周边区域的流通面积小,进一步优化了径向上流量分布的调节。
较佳地,所述堆芯第一孔板通过焊接与所述堆芯围筒的下沿密封连接。
本发明中,较佳地,所述熔盐反应堆堆芯还包括堆芯第二孔板,所述堆芯第二孔板设置于所述堆芯活性区通道的顶部;
较佳地,所述堆芯第二孔板上开设有与所述堆芯活性区通道中的孔道位置相同的通孔;
较佳地,所述堆芯第二孔板上的通孔的孔径比所述堆芯活性区通道中的孔道的直径大1.2d~1.5d,例如1.25d。
所述堆芯第二孔板上通孔的这一优选技术方案的设置主要是进一步保证所述堆芯活性区通道内的熔盐顺利流出,通过上述通孔的孔径设计的优选技术方案,可以更好地避免所述堆芯第二孔板在高温下膨胀导致所述堆芯活性区通道上的孔道与所述堆芯第二孔板上的通孔偏移,从而使得所述堆芯第二孔板上的通孔与所述堆芯活性区通道中的孔道能够完全畅通。
本发明中,较佳地,所述熔盐反应堆堆芯还包括堆芯下腔室底板和堆芯上腔室围板,所述堆芯下腔室底板覆盖于所述堆芯填充体面向所述堆芯活性区通道的一侧;所述堆芯上腔室围板设置于所述堆芯活性区通道的顶部,与所述堆芯第二孔板围合成半椭球形的堆芯上腔室。
所述堆芯下腔室底板与所述堆芯第一孔板、所述堆芯容器可重新构建所述堆芯下腔室的形状。
较佳地,所述堆芯下腔室底板与所述堆芯第一孔板之间的距离为0.04H~0.1H,例如0.06H。
较佳地,所述堆芯上腔室靠近所述堆芯活性区通道的一端的横截面的直径为D。所述堆芯上腔室可覆盖全部的所述堆芯活性区通道所在的区域。
较佳地,所述堆芯上腔室的高度为0.1D~0.3D,例如0.2D。
较佳地,所述堆芯上腔室的顶部的中心位置处设有堆芯出口。
一般地,所述堆芯出口的直径与所述堆芯进口的直径相同。
本发明中,较佳地,所述熔盐反应堆堆芯还包括堆芯支撑组件,所述堆芯支撑组件的侧面固定于所述堆芯容器的内壁,其上端与所述堆芯第一孔板连接,下端与所述堆芯下腔室底板相接。
一般地,所述堆芯支撑组件可沿圆周等间隔设置12组。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于:
(1)本发明的熔盐反应堆堆芯中,通过堆芯进口和堆芯环形孔板调节熔盐在下降环腔内周向上分布的均匀性;通过改变堆芯下腔室的结构,减少熔盐量,优化熔盐的流场并减少旋涡;通过堆芯第一孔板可调整熔盐径向的功率匹配;最终实现熔盐在堆芯活性区通道内周向和径向上的合理分布。
(2)本发明的熔盐反应堆堆芯中,熔盐由环腔进入下腔室时,流量的周向上最大与最小偏差在10%以内,堆芯活性区通道的流量分配与堆芯功率分布偏差降至10%以内。
(3)本发明的熔盐反应堆堆芯可有效降低局部热点的问题,增加设备的安全性。
附图说明
图1为现有技术中的熔盐反应堆堆芯示意图;
图2为本发明实施例1中的熔盐反应堆堆芯示意图;
图3为本发明实施例1中的熔盐反应堆堆芯剖面图;
图4为本发明实施例1中的熔盐反应堆堆芯横截面图;
图5为本发明实施例1中的堆芯第一孔板上通孔的分布示意图;
图6为本发明实施例1中的堆芯环形孔板的结构示意图;
1-堆芯进口;2-堆芯下降环腔;3-堆芯下腔室;4-堆芯活性区通道;5-堆芯上腔室;6-堆芯出口;7-堆芯容器;8-堆芯石墨;9-堆芯围筒;10-堆芯第一孔板;11-堆芯第二孔板;12-堆芯支撑组件;13-堆芯下腔室底板;14-堆芯填充体;15-堆芯上腔室围板;16-堆芯环形孔板。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件,或按照商品说明书选择。
实施例1
本实施例1提供一种熔盐反应堆堆芯,其结构如图2~4所示,堆芯第一孔板上通孔的分布如图5所示,堆芯环形孔板的结构如图6所示。
该熔盐反应堆堆芯包括熔盐反应堆堆芯本体,熔盐反应堆堆芯本体包括堆芯进口1、堆芯活性区通道4、堆芯容器7、堆芯出口6、堆芯石墨8和堆芯围筒9,其中,堆芯容器7包括圆筒段和下封头,圆筒段同轴套设于堆芯活性区通道4的外侧,在周向形成堆芯下降环腔2;下封头设置于堆芯活性区通道4的底端,形成堆芯下腔室3;堆芯容器7的圆筒段的内径为1.9m,厚度为3cm;堆芯活性区通道4是通过若干组石墨件,也即堆芯石墨8,拼装并且开孔或开槽形成,堆芯活性区通道4的整体结构为圆柱体,该圆柱体结构的外径大于堆芯活性区通道4中并联通道的分布区域的直径,该圆柱体的直径为1.8m,高度为1.6m;并联通道除中心处的通道外,呈7圈同心六边形由中心向周边辐射排列,分布区域的外接圆的直径为1.4m;其中,单个通道的横截面为直径4cm的圆形,长度为1.6m。
堆芯进口1设置于堆芯容器7的侧壁的上端,堆芯进口1的内径为0.125m,堆芯进口1的中轴线与水平面的夹角为3°,堆芯进口1与堆芯容器7连接处的切线与堆芯进口1的中轴线所成的夹角(θ)为20°,堆芯进口1的中轴线与堆芯容器7相交的位置距离堆芯活性区通道4的入口1.48m。
该熔盐反应堆堆芯还包括两个堆芯环形孔板16、堆芯第一孔板10、堆芯第二孔板11、堆芯下腔室底板13、堆芯上腔室围板15、堆芯填充体14和堆芯支撑组件12,其中,堆芯环形孔板16同轴套设于堆芯活性区通道4的外侧,而堆芯围筒9同轴贴设于堆芯活性区通道4外表面,设置于堆芯活性区通道4与堆芯环形孔板16之间,堆芯围筒9的内径为1.8m,外径为1.84m,厚度为2cm;堆芯环形孔板16的结构匹配于堆芯围筒9和堆芯容器7形成的堆芯下降环腔2,堆芯下降环腔2的内径为1.84m,外径为1.9m,径向宽度为3cm;堆芯环形孔板16的厚度为5cm;堆芯环形孔板16的材质与熔盐堆堆芯的金属构件的材质相同;堆芯环形孔板16的周向上设置若干通孔,上述通孔的孔径为1.5cm,相邻的两个通孔分别与所在平面的圆心连线后形成的夹角为2°;上层堆芯环形孔板16的中间横截面距离堆芯进口0.7m,下层堆芯环形孔板16的中间横截面距离堆芯活性区通道4的入口0.2m。
堆芯第一孔板10设置于堆芯活性区通道4的底部,通过焊接与堆芯围筒9的下沿密封连接;堆芯第一孔板10的厚度为8cm;堆芯第一孔板10上开设有与堆芯活性区通道4中的孔道位置相同的通孔,但堆芯第一孔板10上的通孔的孔径小于堆芯活性区通道4中孔道的直径;堆芯第一孔板10上处于同一圈的通孔的直径相同,位于不同圈的通孔的直径不同;堆芯第一孔板10上的通孔的孔径由内圈向外圈逐渐减小,堆芯第一孔板10上中心处的通孔的孔径为4cm,堆芯第一孔板10上最内圈的通孔的孔径为3.8cm,堆芯第一孔板10上最外圈的通孔的孔径为2.6cm,除中心处、最内圈和最外圈外,由内向外的每一圈的通孔的直径分别为3.6cm、3.4cm、3.2cm、3cm、2.8cm。
堆芯填充体14与堆芯容器7的下封头的结构匹配,用于填充堆芯下腔室3;堆芯填充体14的材质为石墨;堆芯填充体14面向堆芯活性区通道4的一侧还设有堆芯下腔室底板13,堆芯下腔室底板13的厚度为2cm。堆芯填充体14使得堆芯下腔室3形成平底的构造,堆芯填充体14、堆芯下腔室底板13与堆芯第一孔板10、堆芯容器7重新构建了堆芯下腔室3的形状,形成圆柱体结构,该圆柱体结构腔室的横截面的直径为1.9m,高度为0.1m,此高度即为堆芯下腔室底板13的上表面与堆芯第一孔板10的下表面之间的距离。
堆芯第二孔板11设置于堆芯活性区通道4的顶部;堆芯第二孔板11的厚度为2cm;堆芯第二孔板11上开设有与堆芯活性区通道4中的孔道位置相同的通孔;堆芯第二孔板11上的通孔的直径为5cm,其孔径为堆芯活性区通道4中的孔道的1.25倍。
堆芯上腔室围板15设置于堆芯活性区通道4的顶部,与堆芯第二孔板11围合成半椭球形的堆芯上腔室5。堆芯上腔室5靠近堆芯活性区通道4的一端的横截面的直径为1.4m,用于覆盖全部的堆芯活性区通道4,高度为0.25m。堆芯出口6设置于堆芯上腔室5的顶部的中心位置处,堆芯出口6的内径为0.125m。
堆芯支撑组件12的侧面固定于堆芯容器7的内壁,其上端与堆芯第一孔板10连接,下端与堆芯下腔室底板13相连;堆芯支撑组件12沿圆周等间隔设置12组,纵截面为“T”形结构,整体尺寸为0.1m*0.1m*0.1m。
本实施例的熔盐反应堆堆芯在运行时,实现熔盐在堆芯活性区通道内周向和径向上的合理分布,尤其在熔盐由环腔进入下腔室时,流量的周向上最大与最小偏差在10%以内,堆芯活性区通道的流量分配与堆芯功率分布偏差降至10%以内,有效降低局部热点的问题,增加设备的安全性。
Claims (10)
1.一种熔盐反应堆堆芯,其特征在于,其包括熔盐反应堆堆芯本体,所述熔盐反应堆堆芯本体至少包括堆芯进口、堆芯活性区通道和堆芯容器;
所述堆芯容器包括圆筒段和下封头;
所述堆芯容器的圆筒段同轴套设于所述堆芯活性区通道的外侧,在周向形成堆芯下降环腔;所述堆芯容器的下封头设置于所述堆芯活性区通道的底部,形成堆芯下腔室;
所述堆芯进口设置于所述堆芯容器的侧壁的上端;
所述堆芯进口的中轴线与水平面的夹角为1°~5°,所述堆芯进口与所述堆芯容器连接处的切线与所述堆芯进口的中轴线所成的夹角为10°~30°;
所述熔盐反应堆堆芯还包括至少一个堆芯环形孔板、堆芯第一孔板和堆芯填充体,所述堆芯环形孔板套设于所述堆芯活性区通道的外侧,与所述堆芯下降环腔的环隙结构匹配;
所述堆芯第一孔板设置于所述堆芯活性区通道的底部,所述堆芯第一孔板上开设有与所述堆芯活性区通道中的孔道位置相同的通孔;
所述堆芯填充体与所述堆芯容器的下封头的结构匹配,用于填充所述堆芯下腔室。
2.如权利要求1所述的熔盐反应堆堆芯,其特征在于,
所述熔盐反应堆堆芯本体还包括堆芯围筒,所述堆芯围筒同轴贴设于所述堆芯活性区通道的外表面,设置于所述堆芯活性区通道与所述堆芯环形孔板之间;较佳地,所述堆芯围筒的厚度为1~2cm。
3.如权利要求1所述的熔盐反应堆堆芯,其特征在于,所述熔盐反应堆堆芯满足下述条件中的一种或多种:
所述堆芯活性区通道所在的圆柱体结构的直径为1.1D~1.4D,例如1.25D;其中,D为所述堆芯活性区通道中并联通道的分布区域为圆形时的直径或为多边形时的外接圆的直径;
所述堆芯下降环腔的径向宽度为0.01D~0.03D,例如0.02D。
4.如权利要求1所述的熔盐反应堆堆芯,其特征在于,所述熔盐反应堆堆芯满足下述条件中的一种或多种:
所述堆芯进口的内径为0.06D~0.15D,例如,0.08D;
所述堆芯进口的中轴线与所述堆芯容器相交的位置距离所述堆芯活性区通道的入口0.8H~0.95H,例如,0.9H,其中,H为所述堆芯活性区通道中通道的长度;
所述堆芯进口的中轴线与水平面的夹角为2°~4°,例如3°;
所述堆芯进口与所述堆芯容器连接处的切线与所述堆芯进口的中轴线所成的夹角为20°或25°。
5.如权利要求2所述的熔盐反应堆堆芯,其特征在于,所述熔盐反应堆堆芯满足下述条件中的一种或多种:
所述堆芯环形孔板的厚度为1.0w~3.0w,例如2.0w,其中,w为所述堆芯容器的内半径与所述堆芯围筒的外半径之差;
所述堆芯环形孔板的周向上设置若干通孔,所述堆芯环形孔板上通孔的孔径为0.4w-0.7w,例如0.5w;较佳地,所述堆芯环形孔板上相邻的两个通孔分别与所在平面的圆心连线后形成的夹角为1°~3°,例如2°;
所述堆芯环形孔板的设置个数为2~3个。
6.如权利要求5所述的熔盐反应堆堆芯,其特征在于,当所述堆芯环形孔板的数量为2个时,上层的堆芯环形孔板的中间横截面距离所述堆芯进口0.4-0.5H,例如0.45H;下层的堆芯环形孔板的中间横截面距离所述堆芯活性区通道的入口0.1-0.2H,例如0.15H;
当所述堆芯环形孔板的数量为3个时,中间层的堆芯环形孔板轴向置于上层的堆芯环形孔板和下层的堆芯环形孔板之间。
7.如权利要求1所述的熔盐反应堆堆芯,其特征在于,所述熔盐反应堆堆芯满足下述条件中的一种或多种:
所述堆芯第一孔板上的通孔的孔径小于所述堆芯活性区通道中孔道的直径;
所述堆芯第一孔板上处于同一圈的通孔的直径相同,位于不同圈的通孔的直径不同;所述堆芯第一孔板上的通孔的孔径由内圈向外圈逐渐减小。
8.如权利要求7所述的熔盐反应堆堆芯,其特征在于,所述熔盐反应堆堆芯满足下述条件中的一种或多种:
所述堆芯第一孔板上最内圈的通孔的孔径为0.95d,其中,d为所述堆芯活性区通道中的通道为圆形时的直径或为扁圆形时的长轴;
所述堆芯第一孔板上最外圈的通孔的孔径最小为0.5d。
9.如权利要求1所述的熔盐反应堆堆芯,其特征在于,
所述熔盐反应堆堆芯还包括堆芯第二孔板,所述堆芯第二孔板设置于所述堆芯活性区通道结构的顶部;所述堆芯第二孔板上开设有与所述堆芯活性区通道中的孔道位置相同的通孔;
较佳地,所述堆芯第二孔板上的通孔的孔径比所述堆芯活性区通道中的孔道的直径大1.2d~1.5d,例如1.25d。
10.如权利要求9所述的熔盐反应堆堆芯,其特征在于,
所述熔盐反应堆堆芯还包括堆芯下腔室底板和堆芯上腔室围板;
所述堆芯下腔室底板覆盖于所述堆芯填充体面向所述堆芯活性区通道的一侧;较佳地,所述堆芯下腔室底板与所述堆芯第一孔板之间的距离为0.04H~0.1H,例如0.06H;所述上腔室围板设置于所述堆芯活性区通道的顶部,与所述堆芯第二孔板围合成半椭球形的堆芯上腔室;
较佳地,所述堆芯上腔室的高度为0.1D~0.3D,例如0.2D;所述堆芯上腔室靠近所述堆芯活性区通道的一端的横截面的直径为D;
所述堆芯上腔室的顶部的中心位置处设有堆芯出口。
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