CN113990528A - 用于控制钠冷快堆中的反应性的系统和方法以及核反应堆 - Google Patents
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Abstract
一种用于控制钠冷快堆中的反应性的系统和方法以及核反应堆。系统的两端分别与用于容纳钠冷却剂的堆芯容器连通,系统包括:提取单元,提取单元用于从堆芯容器中抽取钠冷却剂;控制单元,控制单元位于提取单元的下游,用于将钠冷却剂和控制物混合形成混合冷却剂,并调节混合冷却剂中控制物的含量,以控制钠冷快堆中的反应性;排出单元,排出单元位于控制单元的下游,用于将混合冷却剂供入堆芯容器中。利用控制物对核反应堆的反应性进行控制属于补偿控制,不需要特定位置,可以简化反应堆结构设计,提高反应堆运行的经济性。
Description
技术领域
本发明涉及反应堆技术领域,尤其涉及一种用于控制钠冷快堆中的反应性的系统和方法以及核反应堆。
背景技术
反应堆运行的关键是采取各种各样的措施在确保反应堆安全运行的前提条件下,控制反应堆内的剩余反应性,从而实现反应堆的长期稳定运行。反应堆运行的控制措施通常分为三类:紧急控制、功率调节和补偿控制。
发明内容
本发明实施方式提供一种用于控制钠冷快堆中的反应性的系统和方法以及核反应堆。
本发明实施方式的一种用于控制钠冷快堆中的反应性的系统,系统的两端分别与用于容纳钠冷却剂的堆芯容器连通,系统包括:提取单元,提取单元用于从堆芯容器中抽取钠冷却剂;控制单元,控制单元位于提取单元的下游,用于将钠冷却剂和控制物混合形成混合冷却剂,并调节混合冷却剂中控制物的含量,以控制钠冷快堆中的反应性;排出单元,排出单元位于控制单元的下游,用于将混合冷却剂供入堆芯容器中。
本发明实施方式的一种用于控制钠冷快堆中的反应性的方法,应用于控制钠冷快堆中的反应性的系统,系统包括控制单元,系统的两端分别与用于容纳钠冷却剂的堆芯容器连通,方法包括以下步骤:控制钠冷却剂从堆芯容器输送至控制单元;控制控制单元将钠冷却剂和控制物混合形成混合冷却剂,并调节混合冷却剂中控制物的含量;控制混合冷却剂输送至堆芯容器内。
本发明实施方式的一种核反应堆,核反应堆,包括:堆芯;堆芯容器,堆芯位于堆芯容器内;用于控制钠冷快堆中的反应性的系统,为上述实施例的系统。
本发明实施方式的用于控制钠冷快堆中的反应性的系统中,利用控制物对核反应堆的反应性进行控制属于补偿控制,不需要特定位置,可以简化反应堆结构设计,提高反应堆运行的经济性。
本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本发明第一种实施方式的核反应堆中用于控制钠冷快堆中的反应性的系统的结构性示意图。
图2是本发明第二种实施方式的核反应堆中用于控制钠冷快堆中的反应性的系统的结构性示意图。
图3是本发明第一种实施方式的用于控制钠冷快堆中的反应性的方法的流程图。
图4是本发明第二种实施方式的用于控制钠冷快堆中的反应性的方法的流程图。
图5是本发明第三种实施方式的用于控制钠冷快堆中的反应性的方法的流程图。
图6是本发明第四种实施方式的用于控制钠冷快堆中的反应性的方法的流程图。
图7是本发明第五种实施方式的用于控制钠冷快堆中的反应性的方法的流程图。
图8是本发明第六种实施方式的用于控制钠冷快堆中的反应性的方法的流程图。
图9是本发明第七种实施方式的用于控制钠冷快堆中的反应性的方法的流程图。以及
图10是本发明第八种实施方式的用于控制钠冷快堆中的反应性的方法的流程图。
主要元件符号说明:
100、提取单元;110、第二阀门;120、第二液压泵;
200、控制单元;210、混合容器;220、控温装置;230、容纳容器;240、搅拌装置;250、电源;
300、排出单元;310、第三阀门;320、第三液压泵;
400、净化单元;410、冷阱;420、第一阀门;430、第一液压泵;
20、核反应堆;21、堆芯;22、堆芯容器;23、旋塞。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
图1是本发明第一种实施方式的核反应堆20中用于控制钠冷快堆中的反应性的系统的结构性示意图。参见图1,用于控制钠冷快堆中的反应性的系统包括提取单元100、控制单元200和排出单元300。系统的两端分别与用于容纳钠冷却剂的堆芯容器22连通。与燃料分区配合,可以降低功率峰因子,提高平均功率密度,提高反应堆运行的安全性。
钠冷快堆是以液态金属钠为冷却剂,主要由快中子引起核裂变并维持链式反应的反应堆。快中子是指反应堆堆芯21内的中子能量高,飞行速度快的中子。金属钠在热物性上的优点主要表现在:熔点低,易于熔解使用;沸点高,不易沸腾产生钠气泡;密度低于水,节省泵功率等。此外,更重要的是,在反应堆运行情况下,钠的热导率要比水高百倍以上,从而保证堆芯21和燃料不易过热。例如在一回路冷却系统失电事故发生时,冷却剂钠的高热导率将使堆芯21事故导致的剩余发热快速地导出,避免堆芯21的过热。尤其是在池式钠冷快堆中的一回路有大量的金属钠,在事故发生的早期,将成为最初的热阱,接收从堆芯21导出的剩余发热,十分有助于事故状态的缓解。
提取单元100用于从堆芯容器22中抽取钠冷却剂。
控制单元200位于提取单元100的下游,用于将钠冷却剂和控制物混合形成混合冷却剂,并调节混合冷却剂中控制物的含量,以控制钠冷快堆中的反应性。控制物可以控制核反应堆20的反应性,因此可以增加或是降低混合冷却剂中控制物的含量,以控制反应堆的反应性。
排出单元300位于控制单元200的下游,用于将混合冷却剂供入堆芯容器22中。
利用控制物对核反应堆20的反应性进行控制属于补偿控制,与控制棒需要特定的堆芯21位置不同,化学补偿不需要特定位置,可以简化反应堆结构设计,提高反应堆运行的经济性。
图2是本发明第二种实施方式的核反应堆20中用于控制钠冷快堆中的反应性的系统的结构性示意图。参见图2,系统还包括净化单元400。净化单元400位于提取单元100的上游和堆芯容器22的下游,用于对钠冷却剂进行净化。钠冷快堆采用液态金属钠作为一、二回路主热传输系统的冷却剂,但是主热传输系统的性能,可以因冷却剂中杂质的存在而严重受损,同时,在反应堆运行时,钠冷却剂中的杂质也会加速结构材料的腐蚀,这些杂质及腐蚀产物可在系统及设备结构的狭窄处或低温区沉积,阻塞流道,影响热传输性能,还会对系统中放射性物质的质量迁移发挥作用。因此,必须严格控制有害杂质在冷却剂中的含量,清除反应堆主冷却系统钠中的杂质,维持钠冷却剂的质量指标要求,保证反应堆安全运行。
参见图2,净化单元400包括冷阱410、第一阀门420和第一液压泵430。
冷阱410位于提取单元100的上游,钠冷却剂从堆芯容器22流至冷阱410,再从冷阱410流至提取单元100。冷阱410主要是通过沉积方法来实现钠中杂质的析出和捕集。
第一阀门420位于冷阱410的上游,用于打开或关闭冷阱410。用于控制钠冷却剂输送至冷阱410内的通断。
第一液压泵430位于冷阱410的下游和提取单元100的上游,用于将钠冷却剂从堆芯容器22输送至冷阱410。
在一些实施例中,当需要对钠冷却剂进行净化时,可以打开第一阀门420和第一液压泵430,泵作为动力元件使得钠冷却剂输送至冷阱410中。
在另一些实施例中,当不使用该系统时,可以将第一阀门420和第一液压泵430关闭,以节约能源。
控制物需要满足至少以下至少一个条件:
(1)控制物可以溶解于钠冷却剂中。
(2)控制物的化学性质和物理性质都很稳定。
(3)中子吸收截面是指一个中子通过单位面积的靶核后,被吸收掉的概率。控制物需要具有比较大的中子吸收截面,可以吸收大量的中子。
(4)控制物不对堆芯21结构产生腐蚀作用,并且不吸附在反应堆结构部件上。
(5)控制物的沸点温度需要比较高,优选是高于钠的沸点温度883℃。
(6)钠冷快堆一回路进口钠温度约为350℃,一回路钠出口温度约为530℃,需要保证用于控制反应性的控制物的熔点要低于350℃左右。
能够满足以上要求的控制物主要包括In、6Li和Cd。In的熔点为156℃,沸点为2072℃;6Li的熔点是180℃,沸点是1330℃;Cd的熔点为321℃,沸点为766.9℃。
控制物包括以下元素的一种或多种:铟、锂、镉。控制物可以是In、6Li、Cd中的任意一种,或者任意组合。
金属铟在钠中的溶解度表达式为:
logSwt%=4.48-1552/T(K)
金属镉在钠中的溶解度表达式为:
logSwt%=3.57-1209/T(K)
同属于碱金属组,锂与钠之间的溶解度比较高。
6Li天然丰度为7%,在自然界中大量存在。锂的熔点180℃小于钠出口温度350℃,并且沸点1330℃远大于钠的沸点883℃。此外,6Li的吸收截面比较大,达到939b。但是,缺点是,6Li与中子反应会产生氚,由于引入额外的放射性氚。
Cd具有非常好的中子吸收截面,但是,镉熔点321℃略低于钠出口温度350℃,并且沸点766.9℃略小于钠的沸点883℃。镉可以用于正常运行工况下控制钠冷快堆的反应性,但在事故工况下没有帮助。
In具有较好中子吸收截面,铟熔点180℃略低于钠出口温度350℃,并且沸点2072℃远大于钠的沸点883℃。铟可以同时在正常和事故工况下控制反应性。此外,铟在活化之后不会产生较大的放射性。
因此,优选地,用于补偿控制反应性的控制物为In。
在钠冷快堆发生严重事故的情况下,混合冷却剂的温度可能达到钠的883℃的沸点温度,由于添加的铟的熔点(2024℃)比较高,随着钠的沸腾,混合冷却剂中铟的浓度会增加,引入更多负反应性,从而提高反应堆在事故工况下的安全性。
参见图1或图2,提取单元100包括第二阀门110和第二液压泵120。
第二阀门110用于打开或关闭控制单元200。通过第二阀门110控制钠冷却剂在堆芯容器22与控制单元200之间的通断或净化单元400与控制单元200之间的通断。
第二液压泵120位于第二阀门110的下游,用于将钠冷却剂输送至控制单元200。第二液压泵120作为动力元件,用于将钠冷却剂输送至控制单元200。
参见图1或图2,控制单元200包括混合容器210和控温装置220。
钠冷却剂从提取单元100输送至混合容器210内。
控温装置220位于混合容器210内,以调节混合冷却剂的温度,进而控制混合冷却剂中控制物的含量。可以根据实际需求对混合冷却剂中的控制物的含量进行调节,提高反应堆运行的简便性。
参见图1或图2,控制单元200还包括容纳容器230和搅拌装置240。
容纳容器230内放置有控制物,容纳容器230与混合容器210连通,以向混合容器210提供控制物。容纳容器230可以向混合容器210内提供固态的控制物,也可以提供液态的控制物。
搅拌装置240位于混合容器210内,以将钠冷却剂和控制物混合均匀。通过搅拌装置240使得控制物在堆芯容器22内的混合冷却剂中的控制物分布均匀。
在一些实施例中,控温装置220包括加热装置。加热装置可以采用加热线圈。
加热装置用于将混合冷却剂的温度加热至第一预设温度,以增加混合冷却剂中控制物的含量。第一预设温度大于或等于控制物的熔点。
第一预设温度与控制物的熔点之间的差值大于或等于50℃;和/或
第一预设温度与控制物的熔点之间的差值小于或等于100℃。
在一些实施例中,控温装置220包括降温装置。降温装置用于将混合冷却剂的温度降低至第二预设温度,以降低混合冷却剂中控制物的含量。第二预设温度小于或等于控制物的熔点。
控制物的熔点与第二预设温度之间的差值大于或等于50℃;和/或
控制物的熔点与第二预设温度之间的差值小于或等于100℃。
在一些实施例中控制单元200还包括过滤装置。过滤装置位于混合容器210的下游,以过滤混合冷却剂中的固态控制物。过滤装置也可以设置在混合容器210的出口处,当降温装置将混合冷却剂的温度降低至第二预设温度时,混合冷却剂中会有固体析出,可以通过过滤装置将冷却剂中的固体过滤。
参见图1或图2,控制单元200还包括电源250。电源250与控温装置220并联,以向控温装置220供电。
参见图1或图2,排出单元300还包括第三阀门310和第三液压泵320。
第三阀门310用于打开或关闭混合冷却剂流至堆芯容器22的回路。通过第三阀门310控制混合冷却剂在控制单元200与堆芯容器22之间的通断。
第三液压泵320位于第三阀门310的上游,用于将混合冷却剂输送至堆芯容器22。第三液压泵320作为动力元件,用于将钠冷却剂输送至堆芯容器22。
核反应堆20包括堆芯21、堆芯容器22、旋塞23和用于控制钠冷快堆中的反应性的系统。
冷却剂和堆芯21位于堆芯容器22内,冷却剂位于堆芯21的周围。
用于控制钠冷快堆中的反应性的系统为上述实施例的系统。
当核反应堆20处于正常工作状态下,每吨混合冷却剂中的控制物的含量小于或等于60千克。当核反应堆20处于事故状态下,每吨混合冷却剂中的控制物的含量大于60千克。可以提高正常工作状态和事故状态下的安全性,并降低和反应堆的运行成本。
优选地,控制物为In。基于溶解度公式,在170℃时,钠中铟的平衡浓度为90kg/t。考虑一定的裕度,当核反应堆20处于正常工作状态下,每吨钠中可以添加不超过60kg的铟。当核反应堆20处于事故状态下,每吨钠中可以添加超过60kg的铟。
图3是本发明第一种实施方式的用于控制钠冷快堆中的反应性的方法的流程图。参见图3,用于控制钠冷快堆中的反应性的方法,应用于控制钠冷快堆中的反应性的系统。该方法包括以下步骤:
S3001:控制钠冷却剂从堆芯容器22输送至控制单元200。
S3002:控制控制单元200将钠冷却剂和控制物混合形成混合冷却剂,并调节混合冷却剂中控制物的含量。
S3003:控制混合冷却剂输送至堆芯容器22内。
在一些实施例中,控制控制单元200将钠冷却剂和控制物混合形成混合冷却剂并调节混合冷却剂中控制物的含量包括以下步骤:
控制容纳容器230向混合容器210内提供控制物,钠冷却剂和控制物混合形成混合冷却剂;
控制控温装置220调节混合冷却剂的温度;
控制搅拌装置240对混合冷却剂进行搅拌,以形成混合均匀的混合冷却剂。
图4是本发明第二种实施方式的用于控制钠冷快堆中的反应性的方法的流程图。参见图4,用于控制钠冷快堆中的反应性的方法包括以下步骤:
S4001:控制钠冷却剂从堆芯容器22输送至控制单元200。
S4002:控制容纳容器230向混合容器210内提供控制物,钠冷却剂和控制物混合形成混合冷却剂。
S4003:控制控温装置220调节混合冷却剂的温度。
S4004:控制搅拌装置240对混合冷却剂进行搅拌,以形成混合均匀的混合冷却剂。
S4005:控制混合冷却剂输送至堆芯容器22内。
在一些实施例中,控制控温装置220调节混合冷却剂的温度包括以下步骤:控制加热装置将混合冷却剂的温度增加至第一预设温度,以增加混合冷却剂中控制物的含量。其中,第一预设温度大于或等于控制物的熔点。
图5是本发明第三种实施方式的用于控制钠冷快堆中的反应性的方法的流程图。参见图5,用于控制钠冷快堆中的反应性的方法包括以下步骤:
S5001:控制钠冷却剂从堆芯容器22输送至控制单元200。
S5002:控制容纳容器230向混合容器210内提供控制物,钠冷却剂和控制物混合形成混合冷却剂。
S5003:控制加热装置将混合冷却剂的温度增加至第一预设温度,以增加混合冷却剂中控制物的含量。其中,第一预设温度大于或等于控制物的熔点。
S5004:控制搅拌装置240对混合冷却剂进行搅拌,以形成混合均匀的混合冷却剂。
S5005:控制混合冷却剂输送至堆芯容器22内。
在一些实施例中,控制控温装置220调节混合冷却剂的温度包括以下步骤:控制降温装置将混合冷却剂的温度降低至第二预设温度,以降低混合冷却剂中控制物的含量。其中,第二预设温度小于或等于控制物的熔点。
图6是本发明第四种实施方式的用于控制钠冷快堆中的反应性的方法的流程图。参见图6,用于控制钠冷快堆中的反应性的方法包括以下步骤:
S6001:控制钠冷却剂从堆芯容器22输送至控制单元200。
S6002:控制容纳容器230向混合容器210内提供控制物,钠冷却剂和控制物混合形成混合冷却剂。
S6003:控制降温装置将混合冷却剂的温度降低至第二预设温度,以降低混合冷却剂中控制物的含量。其中,第二预设温度小于或等于控制物的熔点。
S6004:控制搅拌装置240对混合冷却剂进行搅拌,以形成混合均匀的混合冷却剂。
S6005:控制混合冷却剂输送至堆芯容器22内。
在一些实施例中,控制钠冷却剂从堆芯容器22输送至控制单元200包括以下步骤:控制钠冷却剂从堆芯容器22输送至净化单元400,净化单元400对钠冷却剂进行净化,并将净化后的钠冷却剂输送至控制单元200。
图7是本发明第五种实施方式的用于控制钠冷快堆中的反应性的方法的流程图。参见图7,用于控制钠冷快堆中的反应性的方法包括以下步骤:
S7001:控制钠冷却剂从堆芯容器22输送至净化单元400。
S7002:净化单元400对钠冷却剂进行净化,并将净化后的钠冷却剂输送至控制单元200。
S7003:控制控制单元200将钠冷却剂和控制物混合形成混合冷却剂,并调节混合冷却剂中控制物的含量。
S7004:控制混合冷却剂输送至堆芯容器22内。
图8是本发明第六种实施方式的用于控制钠冷快堆中的反应性的方法的流程图。参见图8,用于控制钠冷快堆中的反应性的方法包括以下步骤:
S8001:控制钠冷却剂从堆芯容器22输送至净化单元400。
S8002:净化单元400对钠冷却剂进行净化,并将净化后的钠冷却剂输送至控制单元200。
S8003:控制容纳容器230向混合容器210内提供控制物,钠冷却剂和控制物混合形成混合冷却剂。
S8004:控制控温装置220调节混合冷却剂的温度。
S8005:控制搅拌装置240对混合冷却剂进行搅拌,以形成混合均匀的混合冷却剂。
S8006:控制混合冷却剂输送至堆芯容器22内。
图9是本发明第七种实施方式的用于控制钠冷快堆中的反应性的方法的流程图。参见图9,用于控制钠冷快堆中的反应性的方法包括以下步骤:
S9001:控制钠冷却剂从堆芯容器22输送至净化单元400。
S9002:净化单元400对钠冷却剂进行净化,并将净化后的钠冷却剂输送至控制单元200。
S9003:控制容纳容器230向混合容器210内提供控制物,钠冷却剂和控制物混合形成混合冷却剂。
S9004:控制加热装置将混合冷却剂的温度增加至第一预设温度,以增加混合冷却剂中控制物的含量。其中,第一预设温度大于或等于控制物的熔点。
S9005:控制搅拌装置240对混合冷却剂进行搅拌,以形成混合均匀的混合冷却剂。
S9006:控制混合冷却剂输送至堆芯容器22内。
图10是本发明第八种实施方式的用于控制钠冷快堆中的反应性的方法的流程图。参见图10,用于控制钠冷快堆中的反应性的方法包括以下步骤:
S10001:控制钠冷却剂从堆芯容器22输送至净化单元400。
S10002:净化单元400对钠冷却剂进行净化,并将净化后的钠冷却剂输送至控制单元200。
S10003:控制容纳容器230向混合容器210内提供控制物,钠冷却剂和控制物混合形成混合冷却剂。
S10004:控制降温装置将混合冷却剂的温度降低至第二预设温度,以降低混合冷却剂中控制物的含量。其中,第二预设温度小于或等于控制物的熔点。
S10005:控制搅拌装置240对混合冷却剂进行搅拌,以形成混合均匀的混合冷却剂。
S10006:控制混合冷却剂输送至堆芯容器22内。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (22)
1.一种用于控制钠冷快堆中的反应性的系统,其特征在于,所述系统的两端分别与用于容纳钠冷却剂的堆芯容器(22)连通,所述系统包括:
提取单元(100),所述提取单元(100)用于从所述堆芯容器(22)中抽取所述钠冷却剂;
控制单元(200),所述控制单元(200)位于所述提取单元(100)的下游,用于将所述钠冷却剂和控制物混合形成混合冷却剂,并调节所述混合冷却剂中所述控制物的含量,以控制所述钠冷快堆中的反应性;
排出单元(300),所述排出单元(300)位于所述控制单元(200)的下游,用于将所述混合冷却剂供入所述堆芯容器(22)中。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
净化单元(400),所述净化单元(400)位于所述提取单元(100)的上游和所述堆芯容器(22)的下游,用于对所述钠冷却剂进行净化。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述净化单元(400)包括:
冷阱(410),所述冷阱(410)位于所述提取单元(100)的上游,所述钠冷却剂从所述堆芯容器(22)流至所述冷阱(410),再从所述冷阱(410)流至所述提取单元(100);
第一阀门(420),所述第一阀门(420)位于所述冷阱(410)的上游,用于打开或关闭所述冷阱(410);
第一液压泵(430),所述第一液压泵(430)位于所述冷阱(410)的下游和所述提取单元(100)的上游,用于将所述钠冷却剂从所述堆芯容器(22)输送至所述冷阱(410)。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,
所述控制物包括以下元素的一种或多种:铟、锂、镉。
5.根据权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述提取单元(100)包括:
第二阀门(110),所述第二阀门(110)用于打开或关闭所述控制单元(200);
第二液压泵(120),所述第二液压泵(120)位于所述第二阀门(110)的下游,用于将所述钠冷却剂输送至所述控制单元(200)。
6.根据权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述控制单元(200)包括:
混合容器(210),所述钠冷却剂从所述提取单元(100)输送至所述混合容器(210)内;
控温装置(220),所述控温装置(220)位于所述混合容器(210)内,以调节所述混合冷却剂的温度,进而控制所述混合冷却剂中所述控制物的含量。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述控制单元(200)还包括:
容纳容器(230),所述容纳容器(230)内放置有所述控制物,所述容纳容器(230)与所述混合容器(210)连通,以向所述混合容器(210)提供所述控制物;
搅拌装置(240),所述搅拌装置(240)位于所述混合容器(210)内,以将所述钠冷却剂和所述控制物混合均匀。
8.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述控温装置(220)包括:
加热装置,所述加热装置用于将所述混合冷却剂的温度加热至第一预设温度,以增加所述混合冷却剂中所述控制物的含量;
其中,所述第一预设温度大于或等于所述控制物的熔点。
9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,
所述第一预设温度与所述控制物的熔点之间的差值大于或等于50℃;和/或
所述第一预设温度与所述控制物的熔点之间的差值小于或等于100℃。
10.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述控温装置(220)包括:
降温装置,所述降温装置用于将所述混合冷却剂的温度降低至第二预设温度,以降低所述混合冷却剂中所述控制物的含量;
其中,所述第二预设温度小于或等于所述控制物的熔点。
11.根据权利要求10所述的系统,其特征在于,
所述控制物的熔点与所述第二预设温度之间的差值大于或等于50℃;和/或
所述控制物的熔点与所述第二预设温度之间的差值小于或等于100℃。
12.根据权利要求10所述的系统,其特征在于,所述控制单元(200)还包括:
过滤装置,所述过滤装置位于所述混合容器(210)的下游,以过滤所述混合冷却剂中的固态控制物。
13.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述控制单元(200)还包括:
电源(250),所述电源(250)与所述控温装置(220)并联,以向所述控温装置(220)供电。
14.根据权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述排出单元(300)还包括:
第三阀门(310),所述第三阀门(310)用于打开或关闭所述混合冷却剂流至所述堆芯容器(22)的回路;
第三液压泵(320),所述第三液压泵(320)位于所述第三阀门(310)的上游,用于将所述混合冷却剂输送至所述堆芯容器(22)。
15.一种用于控制钠冷快堆中的反应性的方法,应用于控制钠冷快堆中的反应性的系统,其特征在于,所述系统包括控制单元(200),所述系统的两端分别与用于容纳钠冷却剂的堆芯容器(22)连通,所述方法包括以下步骤:
控制所述钠冷却剂从所述堆芯容器(22)输送至所述控制单元(200);
控制所述控制单元(200)将所述钠冷却剂和控制物混合形成混合冷却剂,并调节所述混合冷却剂中所述控制物的含量;
控制所述混合冷却剂输送至所述堆芯容器(22)内。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述系统还包括净化单元(400),所述控制所述钠冷却剂从所述堆芯容器(22)输送至所述控制单元(200)包括以下步骤:
控制所述钠冷却剂从所述堆芯容器(22)输送至所述净化单元(400),所述净化单元(400)对所述钠冷却剂进行净化,并将净化后的所述钠冷却剂输送至所述控制单元(200)。
17.根据权利要求15或16所述的方法,其特征在于,所述控制单元(200)包括混合容器(210)、控温装置(220)、容纳容器(230)和搅拌装置(240),所述控制所述控制单元(200)将所述钠冷却剂和控制物混合形成混合冷却剂并调节所述混合冷却剂中所述控制物的含量包括以下步骤:
控制所述容纳容器(230)向所述混合容器(210)内提供所述控制物,所述钠冷却剂和所述控制物混合形成所述混合冷却剂;
控制所述控温装置(220)调节所述混合冷却剂的温度;
控制所述搅拌装置(240)对所述混合冷却剂进行搅拌,以形成混合均匀的所述混合冷却剂。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述控温装置(220)包括加热装置,所述控制所述控温装置(220)调节所述混合冷却剂的温度包括以下步骤:
控制所述加热装置将所述混合冷却剂的温度增加至第一预设温度,以增加所述混合冷却剂中所述控制物的含量;
其中,所述第一预设温度大于或等于所述控制物的熔点。
19.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述控温装置(220)包括降温装置,所述控制所述控温装置(220)调节所述混合冷却剂的温度包括以下步骤:
控制所述降温装置将所述混合冷却剂的温度降低至第二预设温度,以降低所述混合冷却剂中所述控制物的含量;
其中,所述第二预设温度小于或等于所述控制物的熔点。
20.一种核反应堆,其特征在于,包括:
堆芯(21);
堆芯容器(22),所述堆芯(21)位于所述堆芯容器(22)内;
用于控制钠冷快堆中的反应性的系统,为根据权利要求1至14中任一项所述的系统。
21.根据权利要求20所述的核反应堆,其特征在于,
当所述核反应堆处于正常工作状态下,每吨所述混合冷却剂中的所述控制物的含量小于或等于60千克。
22.根据权利要求20所述的核反应堆,其特征在于,
当所述核反应堆处于事故状态下,每吨所述混合冷却剂中的所述控制物的含量大于60千克。
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