CN202512905U - 不停堆添加核燃料球床型反应堆 - Google Patents

Abstract

不停堆添加核燃料球床型反应堆，反应堆中心设有球床型的核反应堆芯；反应堆外壳的顶端外装有一个铀燃料球供给箱；核反应堆芯的底部与核燃料球排出管道相连；排出管道连接到乏燃料装纳箱；反应堆内壳和反应堆外壳之间设有一、二回路热交换器并充满二回路循环水。本实用新型的第五代超安全反应堆完全彻底的根除了此前反应堆存在的各种安全隐患，真正实现了超安全反应堆的理想目标。人类将尽享核能带给人类的巨大恩泽，不再担心严重核事故造成的恐怖阴霾。

Description

不停堆添加核燃料球床型反应堆

技术领域

本实用新型涉及一种核反应堆，特别是不停堆添加核燃料球床型核反应堆。

背景技术

核能是未来不可替代的能源之母，然而现有的传统核能技术存在严重的设计观念错误。不可避免的会造成各种严重核事故，尽管人们采取各种措施来补救，企图避免发生核事故。但是由于设计理念未能从根本上突破现有的传统系统设计和结构设计的束缚，不可能完全彻底的根除所有核事故隐患。必然还会存在发生核事故的隐患。

传统反应堆的核燃料是由核燃料棒组件一次装填到反应堆内，然后封闭反应堆，启动控制系统调控反应堆的控制棒，使反应堆芯中的核燃料在超临界状态，因中子相互碰撞激发，发生链式反应产生热能。核热能经由一、二回路热循环交换，加热二回路循环水使之产生高压蒸汽，再由高压高温蒸汽推动汽轮发电机组发电产生电能，供工农业生产及居民生活用电。传统的反应堆，不论是二代，三代甚至四代核反应堆，要么是使用核燃料棒组件，要么是使用核燃料球，但一般都是采用一次加足核燃料。由控制棒来控制核燃料的反应度；一次加的核燃料越多，反应堆连续运行的时间越长，往往为了提高反应堆的运行效率，延长换料周期，会往反应堆中装填尽可能多的核燃料，待核燃料不能满足热功率需求时停堆，打开反应堆，取出核燃料棒或核燃料球。再重新装填核燃料，再重新启动核反应堆，这样做有以下五大弊端：

1.装填核燃料越多，发生核事故的危险越大。后果越严重，污染危害范围越广。处理起来越难。

2.每次换装核燃料都必须停堆，需要很长时间才能冷却，每次换料都会释放出大量放射性污染物质。不但会降低反应堆运行效率，还会因释放出的放射性物质，对环境造成放射性污染。

3.由于结构设计不合理，抗御强地震，海啸等强自然灾害的能力很差。极易遭受强地震等自然灾害的损坏，泄漏的放射性污染物质长期无法清除。造成无法挽回的严重后果。

4.建传统核电站对地质、地理条件要求很高，造成选址困难。大大限制核电的广泛普及和发展，并大大延长核电站的建设周期。

5.由于长期经常换料造成放射性污染，对放射性安全防护壳的累积污染。即使不发生核事故，停堆废弃后也不能立即拆除。需要等待数十年甚至上百年时间，等放射性污染衰减到安全值之后才能拆除。还有可能留下有害的放射性建筑垃圾遗害环境。使宝贵的土地不能立即得到再利用。

发明内容

本实用新型的的目的就是针对上述问题，提供的一种全新的核反应堆技术解决方案。提出了一系列突破性技术改进措施，提出一种全新的不停堆添加核燃料球，不停堆排出乏燃料球，无放射性泄漏的第五代超安全不停堆添加核燃料球床型反应堆。

本实用新型的技术方案为：不停堆添加核燃料球床型反应堆，是一由反应堆内壳和反应堆外壳组成的圆柱体。位于反应堆内壳的中心设有球床型的核反应堆芯。反应堆外壳的顶端外装有一个铀燃料球供给箱，铀燃料球供给箱为密闭箱体，内装备用核燃料球。铀燃料球供给箱底部的进料闸门通过依次连通的进料压力过渡仓、球形核燃料进料缓冲管道与核反应堆芯上面安装的球形核燃料分配器相接。核反应堆芯的底部设有反应堆核燃料球排料闸门，排料控制闸门下方与核燃料球排出管道相连。排出管道通过其下方的排料压力过渡仓连接到乏燃料装纳箱。在核反应堆芯的当中为中心区一回路冷却导流管，中心区一回路冷却导流管周围填满了核燃料球。沿中心区一回路冷却导流管周围向外和核反应堆芯内壁之间均匀分布有多根反应堆控制棒导管。紧靠反应堆芯外壁是圆筒形控制板，圆筒形控制板外为一回路冷却层，一回路冷却层外为一回路钠冷中间热交换器，一回路钠冷中间热交换器紧靠近反应堆内壳。反应堆内壳和反应堆外壳之间设有一、二回路热交换器并充满二回路循环水；一、二回路热交换器和反应堆外壳之间设有内保温层。

在由反应堆内壳和反应堆外壳组成的圆柱体底部，一回路主循环阀门B、一回路主循环泵A，以及一回路主循环阀门A组成第一套一回路主循环系统；一回路主循环阀门C、一回路主循环泵B，以及一回路主循环阀门D组成第二套一回路主循环系统。二回路循环水充满反应堆外壳和反应堆内壳之间的全部空间。

本实用新型的效果是：

可以完全避免上述现有核反应堆的五项严重弊端，让核能真正成为一种超安全，高效，环保，清洁，持久，充足，可靠，方便廉价的理想能源。彻底消除世界对核能的恐惧心理。特别是在化石燃料价格飞涨和对环境造成的污染越来越严重的情况下，第五代超安全不停堆添加核燃料反应堆更具有长久但迫切的经济实用价值。

本实用新型采用了不同于现有反应堆的下述措施：

1.改用核燃料棒为采用核燃料球。

2.改停堆开启式换装核燃料棒为全封闭不停堆添加核燃料球，并在全封闭系统中自动排出乏燃料球。

3.改变传统反应堆结构设计。新堆型为一、二回路同心结构，不但可以提高反应堆的机械强度，由于合理的结构设计还增强了对核辐射的防护作用，也提高了反应堆的运行效率和热效率。

4.这种结构的堆型设计可以将同一种结构用于轻水堆，压水堆和钠冷快中子堆等不同类型的反应堆。形成标准化模块设计、生产、安装。可以大大降低反应堆的制造成本，还可大大加快核电站的工程建设周期。

5.全封闭不停堆添加核燃料球并排出乏核燃料球的反应堆，可以在几乎没有任何放射性物质泄露的情况下，实现添加核燃料球和排出乏燃料球，确保反应堆一回路压力稳定的长期连续安全运行。并且可将反应堆的后备装料控制在6-8％的最佳范围，既节省核燃料，又增加了反应堆的安全性。

6.若用作轻水堆或压水堆时只需将钠冷中间层换成中间反射层就可以了。

7.在反应堆发生核事故的情况下，可以快速而无放射性泄漏的将反应堆内的全部核燃料球安全地排放到事故冷却池水中，即使在完全无任何电源的情况下完全靠人工手动操作，也能安全无放射性泄漏的将反应堆内的核燃料球全部顺利地排到事故冷却池水中，真正起到釜底抽薪的效果，完全彻底的将核事故消灭在萌芽状态，永远再不会有发生干烧和熔芯这种严重核事故的可能性。从根本上彻底根除发生严重核事故的任何隐患。

8.由于采取全封闭添加核燃料球和全封闭排出乏(或核)燃料球的技术措施后，平时没有任何放射性污染泄漏，也没有任何放射性累积残留，所以停堆废弃后可以立即拆除恢复自然生态环境。

9.增设小型集成化自备汽轮发电机组。在事故情况下，可以快速启动小型自备汽轮发电机组。只要反应堆内还有热量产生，小型自备汽轮发电机组就能可靠发电，反应堆循环系统就有了可靠的的循环电源，更加大大提高反应堆的安全性。

10.在核电站外围四周修建一圈高20-30米，厚一米的钢筋混凝土围墙，并安装防水密闭门。既可防洪水、海啸、泥石流等自然灾害，也防恐怖分子破坏盗窃。

本实用新型的第五代超安全反应堆采用了这些措施，就完全彻底的根除了此前反应堆存在的各种安全隐患，真正实现了超安全反应堆的理想目标。从此人类将告别核事故时代，迎来超安全的核能新时代，人类将尽享核能带给人类的巨大恩泽，不再担心严重核事故造成的恐怖阴霾。

附图说明

图1是本实用新型不停堆添加核燃料球床型反应堆系统示意图。

图2是图1中的A-A横剖面内部结构示意图。

具体实施方式

图1所示的不停堆添加核燃料球床型反应堆是由左右两半球的反应堆内壳16和反应堆外壳15组成的圆柱体。铀燃料球供给箱22是一个位于反应堆外壳15顶端外的密闭箱体。为防地震有坚固的支架紧固在主架001上。在铀燃料球供给箱22底部，进料控制闸门23通过依次连通的密闭管道、进料压力过渡仓25、球形核燃料进料缓冲管道14与核反应堆芯11上面安装的球形核燃料分配器30相接。进料控制闸门23的作用是控制备用核燃料球21的进料量。与进料控制闸门23连接的密闭管道与进料压力过渡仓25之间有进料隔离阀门A24，进料压力过渡仓25下端与球型核燃料落料缓冲管道14之间有进料隔离阀门B26。球形核燃料分配器30的控制下，自动均衡的分配到球床型核反应堆芯11中精准位置，以提高核燃料的反应效率。

核反应堆芯11位于反应堆内壳16的中心，且固定在主支架001上。核反应堆芯11的底部有排料管道闸门9，控制核燃料球排出量(检修时或事故时排出全部核燃料球)。排料管道闸门9为栅状挡板，其下方连接核燃料球排出管道8。核燃料球排出管道8的下方与排料阀门A39相连。排料阀门A39的下端与排料压力过渡仓40上端相接。排料压力过渡舱40的下端与排料阀门B41相接。排料阀门B41下端由密闭管道与乏燃料装纳箱3上的乏燃料球排出导向阀门42相接。乏燃料装纳箱3设在事故核燃料冷却水池2中，并安在乏燃料装纳箱轨道1上。事故核燃料冷却水池2中注有水和硼酸溶液，用于容纳反应堆正常运行情况下排出的乏燃料球37。平时由乏燃料球排出导向阀门42将乏燃料球导向流进乏燃料装纳箱3中。平时排出的乏燃料球37经事故核燃料冷却水池2冷却进入乏燃料装纳箱3时已没有余热，乏燃料装纳箱3内注满硼酸溶液，核燃料球在箱中也不会再产生任何热量。有利于运输和后处理。

整座核反应堆是建筑在事故核燃料冷却水池2之上，需检修时或在严重故障时和事故情况下，可将反应堆内的全部核燃料球按程序控制排到事故核燃料冷却水池2中。可保障检修人员和设备的绝对安全。

图2所示的断面图，是反应堆的断面结构剖视图。中心向外依次是：反应堆芯中心的一回路冷却导流管33，用于改善堆芯热平衡度，一回路冷却导流管33周围填满了核燃料球003。沿一回路冷却导流管33周围向外与核反应堆芯11内壁之间均匀分布有多个控制棒套管31，在控制棒套管31中套有反应堆控制棒13(见图1所示)。紧靠核反应堆芯11外壁是反应堆的圆筒形控制板12，这是本实用新型与其它反应堆的重要区别之一。反应堆芯11外壁设有一回路钠冷却层005，用于提高反应堆的调控性能。圆筒形控制板12浸没到一回路钠冷却层005的冷却剂中。一回路钠冷中间热交换器004位于反应堆内壳16(即中间隔离层)和一回路钠冷却层005之间，用于防止由于一回路钠冷却层005的冷却剂在隔离层破裂直接混入二回路循环水7中，造成放射性污染外泄事故。反应堆内壳16和反应堆外壳15之间是一、二回路热交换器10，并充满二回路循环水7。在反应堆外壳15内侧有内保温层002，反应堆外壳15之外是保温屏蔽层32。由保温和防辐射性能优良的保温和防辐射材料制成。更进一步防止核辐射外泄，以确保核辐射不外泄。反应堆主支架001是反应堆的基础支撑架，所有的设备和部件都固定在反应堆主支架001上，再将主支架001与抗震双层基础相连，整座反应堆就可稳固的安全运行。

下面结合说明书附图说明本实用新型的具体方案细节：

图1中，在由反应堆内壳16和反应堆外壳15组成的圆柱体底部，一回路主循环阀门B4、一回路主循环泵A5，以及一回路主循环阀门A6组成第一套一回路主循环系统；一回路主循环阀门C35、一回路主循环泵B36，以及一回路主循环阀门D38组成第二套一回路主循环系统。第一套一回路主循环系统和第二套一回路主循环系统构成互为备用的一回路双循环系统，从而实现一套一回路主循环系统在维修时，另一套一回路主循环系统仍能保持反应堆正常运转。因此可以保障反应堆长期运行。不需停堆就可进行一回路主循环系统的检修。

图1中二回路循环水7充满反应堆外壳15和反应堆内壳16之间的全部空间。位于反应堆外壳15和内壳16之间设有一、二回路热交换器10，二回路循环水7包围着一、二回路热交换器10，作用是增加一、二回路热交换效率。在核反应堆芯11外设置有四周反射层34，用于提高核燃料球003在球床型核反应堆芯11上的反应性和均衡性，增加核反应堆芯11周边核燃料球的燃耗深度。圆筒形控制板12设置在核反应堆芯11和四周反射层34之间，当调控反应堆热功率或需停堆时，将圆筒形控制板12插入核反应堆芯11和四周反射层34之间，不但可以吸收核反应堆芯11中核燃料发射的中子，而且阻断了四周反射层34的中子反射作用，起到更有效的调控作用和控制深度停堆的作用。控制棒套管31中套有反应堆控制棒13，反应堆控制棒13用作调节核反应堆芯11的反应功率。其作用是在核反应堆芯11装填核燃料球003时保持反应堆控制棒13有畅通的插入和抽出的空间。控制棒套管31是用不锈钢制成，管壁周围有多孔，同时兼作核反应堆芯11中核燃料的散热通路，和一回路中心区的一回路冷却剂导流管33共同起到改善反应堆热均衡性的作用。

蒸汽发生器17是反应堆外壳15顶端下方和反应堆内壳16顶端上方之间专门设计的一个较大空间。反应堆内壳16顶端下方内部是二回路蒸汽干燥器28，位于核反应堆芯11热流的正上方，是一回路热力最集中的加热中心区。可以通过蒸汽干燥器28加热过热蒸汽，使之成为干燥的水蒸汽，同时将一回路的热量集中加热二回路的蒸汽发生区，提高反应堆的热能利用效率。在蒸汽干燥器28上设有蒸汽出口18，经过蒸汽干燥器28加热的过热蒸汽经蒸汽出口18送到主汽轮发电机组发电。同时，蒸汽出口18上设有小型自备汽轮发电机组20，小型自备汽轮发电机组20与蒸汽出口18之间装有蒸汽控制阀门19。在事故情况下，当其他备用电源因故障都停电时，开启蒸汽出口18上的蒸汽控制阀门19，将高压蒸汽送到小型自备汽轮发电机组20，无须其它辅助设备直接立即起动发电机组，整个过程只需几秒钟就可实现正常供电，直到反应堆完全停堆冷却为止，都可为反应堆循环系统提供可靠的厂用电源。仅此一项就可大大提高核电站的安全性。这种直接备用发电机组比其它任何形式的备用电源更可靠、更便利、更简单易行、更廉价。将小型自备汽轮发电机组20和电气调控模块集成为一个备用机组模块，可更加提高备用机组的可靠性并降低成本缩小体积。

在由反应堆内壳16和反应堆外壳15组成的圆柱体顶部设有备用核燃料球供给箱22，核燃料球供给箱22中装有备用核燃料球21。备用铀燃料球21是未辐照核燃料，备用核燃料球供给箱22内装有核毒物抑制剂，确保箱内核燃料处在绝对安全状态。备用核燃料球供给箱22底部的进料控制闸门23的作用是控制备用核燃料球21的进料量，以避免过多的备用核燃料球21进入到进料隔离阀门A24，因堵塞致使进料隔离阀门A24无法关闭，而出现可能挤碎备用核燃料球21的情况。核燃料球的进料隔离阀门A24、进料压力过渡仓25和进料隔离阀门B26的共同作用是：当反应堆需要添加核燃料球时相互配合，在保持反应堆内壳16内的一回路压力稳定的情况下，实现添加新的核燃料球。其动作过程是：先将核燃料球的进料控制闸门23打开，从备用核燃料供给箱22中放出一定量的备用核燃料球21进入的进料控制闸门23和进料隔离阀门A24之间的密封管道中。这时关闭进料控制闸门23，然后打开进料隔离阀门A24，备用核燃料球21在重力作用下，落入进料压力过渡仓25中。核燃料球完全进入进料压力过渡仓25后，关闭进料隔离阀门A24，确认其关闭严密后打开进料隔离阀门B26，核燃料球在重力作用下，通过进料隔离阀门B26落入球形核燃料落料缓冲管道14中。核燃料落料缓冲管道14内有减缓核燃料球下落速度的缓冲挡板，作用是减缓核燃料球在管道中的降落速度，以防由于冲击力过大造成加料过程中核燃料球破损。在确定进料压力过渡仓25中的备用核燃料球21全部落入球形核燃料落料缓冲管道14后，关闭进料隔离阀门B26。在保持反应堆内壳16内的一回路压力稳定，且不外泄任何放射性物质的情况下，顺利完成一次核燃料球的添加过程。由于一次添加的核燃料球的数量有限，加料过程可以在智能控制系统的控制下，按预定操作程序，实现多次自动添加核燃料的重复动作。直到达到预定装量为止。球形核燃料落料缓冲管道14内设有缓冲减速档板，以减缓核燃料球的下落速度，避免核燃料球因下落速度过快，冲击过大，造成备用核燃料球21的破损。在反应堆内壳16中设有反应堆芯调控机构29，其主要作用是控制并驱动反应堆芯11中的反应堆控制棒13和反应堆芯11周围的圆筒形控制板12，以调控反应堆芯11的运行热功率和停堆控制。在反应堆内壳16中还设有球形核燃料分配器30，其作用是将由球形核燃料落料缓冲管道14送来的核燃料球按照预先设定的要求，分布到反应堆芯11中的相应位置。

乏燃料球37的排出过程与加料过程的动作原理相似。在不排料时，排料管道闸门9、排料阀门A39和排料阀门B41都是关闭的，以保持一回路的压力不外泄；当需要排出乏燃料球37时。先打开排料管道闸门9，依靠重力作用将核反应堆芯11底部一定量预排出的乏燃料球37排出，进入核燃料球排出管道8，然后关闭排料管道闸门9，打开排料阀门A39，乏燃料球37经排料阀门A39进入排料压力过渡仓40，确认全部预排的核燃料球37全部进入压力过渡仓40后，再将排料阀门A39关闭。这时将事故核燃料冷却水池2中的乏燃料装纳箱3通过乏燃料装纳箱轨道1移动到乏燃料球排出导向闸门42一侧，然后再打开排料阀门B41和乏燃料球排出导向闸门42，将乏燃料球37排入乏燃料装纳箱3中。乏燃料球37便在保持反应堆内壳16内压力稳定的情况下，实现一次顺利排出动作。由于一次排料量有限，排料动作可以多次重复进行。仍能保持一回路压力稳定，且无放射性泄漏。

在事故情况下若需排出反应堆内的所有核燃料球，此种情况下，只需将乏燃料球排出导向闸门42放到事故核燃料冷却水池2一侧，仍按排料程序重复操作排料管道闸门9、排料阀门A39和排料阀门B41，仍能确保在放射物质不外漏的情况下，将反应堆中的核燃料球全部排到事故核燃料冷却水池2中，实现釜底抽薪，从根本上彻底根除核事故的根源，确保核电站周围环境不受任何污染。

由于本实用新型采用了事故情况下，自动程序控制安全排出反应堆内全部核燃料球的技术，对核事故起到了釜底抽薪的作用，再加上反应堆内只有很少的后备核燃料。反应堆内的核燃料球可以很快全部排到事故核燃料冷却水池2中，反应堆内完全不存在任何再产生热量的核燃料，反应堆就更安全了。完全不会再发生反应堆干烧和熔芯等严重核事故。反应堆就绝对安全了。再则由于本实用新型的堆型结构是球床型堆芯，反应堆一回路充满冷却剂。无论是轻水堆、压水堆、还是钠冷快中子堆。反应堆芯中的核燃料球，永远都是淹没在冷却剂中。即使万一发生一回路出现破裂泄漏，还有反应堆外壳15的防护，保证一回路带有放射性的冷却剂不会外泄。再者反应堆外壳15内有大量的二回路循环水7，完全可以保证核反应堆芯11中核燃料球003永远不会干烧和熔芯。因此无论发生任何情况，在很长时间内绝无发生干烧和熔芯的可能。为核事故的彻底安全处理赢得绝对充裕的时间。

参见图2，是图1中反应堆结构横剖面示意图。图中，反应堆主支架001是整个反应堆的支撑主体。002是反应堆右半球外壳固定法兰盘。35是反应堆右半球外壳。10是一、二回路热交换器。15是外壳。16是反应堆内壳(即一、二回路中间隔离层)。004是一回路钠冷中间热交换器(水冷堆去掉此部分)。005是一回路钠冷却主回路。12是反应堆圆筒形控制板。11是球床型反应堆芯。31是控制棒套管。。32是保温屏蔽层。33是反应堆芯中心区冷却剂导流管。7是二回路循环水。

图2所示反应堆主支架001所有反应堆的外壳15及保温层32，一、二回路热交换器10、钠冷中间隔离层16(内壳)，和一回路中间热交换器004(轻水堆时不装)，反应堆芯圆筒形控制板12，球床型反应堆芯11，以及图1中的控制棒13主循环泵5，......等所有主要部件都是固定在反应堆主支架上。使之成为一个坚固完整的反应堆整体。形成以主支架001为主支撑体，由左右两个半球组成的，左右对称的反应堆圆柱体。在对反应堆进行检修时，只要将反应堆中的全部核燃料球排到冷却水池中或核燃料装纳箱中。将固定在主支架001上的各层壳体打开，反应堆内的各主要部件就像打开被切成两半的洋葱一样，一层一层的暴露在面前，很方便进行检修。

综上所述，本实用新型第五代超安全的不停堆添加核燃料球床型反应堆可以实现完全无泄漏的添加核燃料球，和完全无泄漏的将乏燃料球排到核燃料装纳箱中。进而实现核反应堆在不停堆的情况下，完全无泄漏的完成添加核燃料球和排出乏燃料球的安全循环。由于结构的特点，使本实用新型的第五代超安全反应堆比现有的反应堆更安全，更高效。是一种先进的高可靠、超安全、高效能的多用途全新型反应堆型。其结构和系统可以构成多种实施方案：①可用作实施建造轻水堆。②可用作实施建造压水堆，③也可用作建造钠冷快中子堆。在实施建造钠冷快中子堆时只需在反应堆内壳16内的一回路和二回路之间，增加一层钠冷中间隔离层。以确保在一回路发生泄漏时和二回路发生故障时及早停堆。避免造成严重的核泄漏事故。

第五代超安全反应堆是现有核电站反应堆的更新换代技术，可以确保核反应堆彻底根除核事故，彻底消除核事故的恐怖阴形。从此完全彻底打开核能和平利用的安全大门。为和平利用核能开辟更光明更美好的发展前景。

本实用新型的第五代超安全反应堆可用于建造更先进、更安全的陆上核电站；在海上建造超安全核电船，建造更先进的核动力航空母舰，核动力军舰，核动力商船等。

Claims (9)

1.不停堆添加核燃料球床型反应堆，是一由反应堆内壳和反应堆外壳组成的圆柱体，其特征在于：位于反应堆内壳的中心设有球床型的核反应堆芯；反应堆外壳的顶端外装有一个铀燃料球供给箱，铀燃料球供给箱为密闭箱体，内装备用核燃料球；铀燃料球供给箱底部的进料闸门通过依次连通的进料压力过渡仓、球形核燃料进料缓冲管道与核反应堆芯上面安装的球形核燃料分配器相接；核反应堆芯的底部设有反应堆核燃料球排料闸门，排料控制闸门下方与核燃料球排出管道相连；排出管道通过其下方的排料压力过渡仓连接到乏燃料装纳箱；在核反应堆芯的当中为中心区一回路冷却导流管，中心区一回路冷却导流管周围填满了核燃料球；沿中心区一回路冷却导流管周围向外和核反应堆芯内壁之间均匀分布有多根反应堆控制棒导管；紧靠反应堆芯外壁是圆筒形控制板，圆筒形控制板外为一回路冷却层，一回路冷却层外为一回路钠冷中间热交换器，一回路钠冷中间热交换器紧靠近反应堆内壳；反应堆内壳和反应堆外壳之间设有一、二回路热交换器并充满二回路循环水；一、二回路热交换器和反应堆外壳之间设有内保温层；在由反应堆内壳和反应堆外壳组成的圆柱体底部，一回路主循环阀门B、一回路主循环泵A，以及一回路主循环阀门A组成第一套一回路主循环系统；一回路主循环阀门C、一回路主循环泵B，以及一回路主循环阀门D组成第二套一回路主循环系统；二回路循环水充满反应堆外壳和反应堆内壳之间的全部空间。

2.根据权利要求1所述的反应堆，其特征在于：在反应堆外壳内侧有内保温层，反应堆外壳之外是保温屏蔽层。

3.根据权利要求1所述的反应堆，其特征在于：在核反应堆芯外设置有四周反射层；圆筒形控制板设置在核反应堆芯和四周反射层之间。

4.根据权利要求1所述的反应堆，其特征在于：控制棒套管是用不锈钢制成，管壁周围有多孔。

5.根据权利要求1或4所述的反应堆，其特征在于：控制棒套管中套有反应堆控制棒。

6.根据权利要求1所述的反应堆，其特征在于：反应堆内壳顶端下方内部是二回路蒸汽干燥器，位于核反应堆芯热流的正上方；在蒸汽干燥器上设有蒸汽出口，蒸汽出口上设有小型自备汽轮发电机组，小型自备汽轮发电机组与蒸汽出口之间装有蒸汽控制阀门。

7.根据权利要求1所述的反应堆，其特征在于：与进料控制闸门连接的密闭管道和进料压力过渡仓之间有进料隔离阀门A，进料压力过渡仓下端与球型核燃料落料缓冲管道之间有进料隔离阀门B。

8.根据权利要求7所述的反应堆，其特征在于：反应堆内壳中设有反应堆芯调控机构，在反应堆内壳中还设有球形核燃料分配器。

9.根据权利要求1所述的反映堆，其特征在于：核反应堆芯的底部有排料管道闸门，排料管道闸门为栅状挡板，其下方连接核燃料球排出管道；核燃料球排出管道的下方与排料阀门A相连；排料阀门A的下端与排料压力过渡仓上端相接；排料压力过渡舱的下端与排料阀门B相接；排料阀门B下端由密闭管道与乏燃料装纳箱上的乏燃料球排出导向阀门相接。

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