专利汇可以提供一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆及其控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开一种适用于磁 流体 发 电机 的脉冲 核反应堆 及其控制方法,利用脉冲核反应堆结合 磁流体发电机 实现裂变能快速转化为 电能 并直接输出高功率脉冲 电流 ;主动停堆和被动停堆均为非能动设计,实现临界安全特性,降低事故 风 险;保证整体磁流体发电机和脉冲核反应堆高效安全运行,使脉冲核反应堆更加适用于运用在为磁流体发电机提供高温高压气体工质的核反应堆中,使磁流体发电机能够输出高功率电脉冲。,下面是一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆及其控制方法专利的具体信息内容。
1.一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆,其特征在于,包括水箱(1)和置于水箱(1)内部的堆芯,在水箱(1)和堆芯之间填充有水;所述堆芯包括镜像对称分布的左区域堆芯(2)和右区域堆芯(3),在所述左区域堆芯(2)和右区域堆芯(3)的中间间隔设置有辅助连接机构(4);所述左区域堆芯(2)和右区域堆芯(3)的组成结构相同,均包括脉冲堆;
所述脉冲堆包括容器(5)、固定支撑板(6)、圆柱形堆芯模块(7)和控制棒,所述固定支撑板(6)依次并列设置在容器(5)内,多个所述圆柱形堆芯模块(7)均匀架设于固定支撑板(6)内,每个圆柱形堆芯模块(7)的工质出口端均与磁流体发电机中相对应的发电通道相连接,所述控制棒分布设置在各圆柱形堆芯模块(7)之间。
2.根据权利要求1所述的一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆,其特征在于,所述圆柱形堆芯模块(7)包括承压筒(71)、气体喷嘴(72)和核反应单体,所述核反应单体置于承压筒(71)内,所述气体喷嘴(72)设置在承压筒(71)的一端,所述气体喷嘴(72)供工质气体流动;所述核反应单体包括至少一个六边形的燃料组件(73),在所述燃料组件(73)周围与承压筒(71)之间的区域填充有耐高温材料。
3.根据权利要求2所述的一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆,其特征在于,所述燃料组件(73)包括多个薄膜型燃料元件(731)组装构成的蜂巢式结构,在所述燃料元件(731)的首尾两端通过定位结构件固定。
4.根据权利要求3所述的一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆,其特征在于,所述燃料元件(731)为三棱军刺结构,包括3条棱、连接相邻棱的下凹式圆弧面和置于轴心的盲孔(732);所述盲孔(732)尾端为与外部连通的开口,所述盲孔(732)的首端为置于燃料元件(731)内的封闭结构,在盲孔(732)中灌装有冷却水;每6个燃料元件(731)排列组装后,相邻燃料元件的棱相互支撑定位,由相邻的圆环面形成一个圆形气体通道(733),气体工质在所述圆形气体通道(733)内流通;在所述棱的表面上间隔设置有平槽(738)且通过平槽(738)连通不同的圆形气体通道(733)。
5.根据权利要求4所述的一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆,其特征在于,所述定位结构件固定包括首端定位结构件(734)和尾端定位结构件(735);所述首端定位结构件(734)上设置有与圆形气体通道(733)贯通的气孔(736),所述尾端定位结构件(735)上设置有与盲孔(732)贯通的水孔(737)。
6.根据权利要求5所述的一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆,其特征在于,所述控制棒包括脉冲棒(8)和调节补偿棒(9);
所述脉冲棒(8),设置在脉冲堆内层,转动速度快,具有最大反应性价值和最小反应性价值两个工作位,用于脉冲核反应堆瞬发超临界状态的实现;
所述调节补偿棒(9),设置在脉冲堆外围,转动速度慢,在最大反应性价值和最小反应性价值之间连续调节,用于在脉冲爆发之前将脉冲核反应堆调整至近缓发临界状态。
7.根据权利要求6所述的一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆,其特征在于,所述脉冲堆包括7个圆柱形堆芯模块(7),在脉冲堆内层设置6根脉冲棒(8),在脉冲堆外围设置6根调节补偿棒(9)。
8.根据权利要求1所述的一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆,其特征在于,所述辅助连接机构(4)包括工质管道、控制棒驱动机构和支撑柱,所述支撑柱用于将堆芯固定在水箱(1)中并承受左区域堆芯(2)和右区域堆芯(3)在喷射期间的对称的反冲力,所述工质管道连通左区域堆芯(2)、右区域堆芯(3)和外部气体注入管路,所述控制棒驱动机构控制左区域堆芯(2)和右区域堆芯(3)的控制棒的动作。
9.一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆的控制方法,其特征在于,是一种基于权利要求1-8中任一项 所述的脉冲核反应堆的控制方法,包括步骤:
在正常运行工况下,通过主动停堆和被动停堆的共同作用促成了脉冲核反应堆的迅速停堆,保证停堆后处于次临界状态,同时也确保了脉冲核反应堆在瞬发超临界脉冲爆发时不会释放出超过设计额定值的能量;
在停堆运载工况下,将所有控制棒调节至最小反应性价值工作位,同时将堆芯外围水箱(1)中的起反射层作用的水抽排至储存水箱中,确保堆芯处于深度次临界状态。
10.根据权利要求9所述的一种适用于磁流体发电机的脉冲核反应堆的控制方法,其特征在于,
所述主动停堆方法,以脉冲棒(8)作为主动停堆的手段;小幅度转动脉冲棒(8),实现毫秒量级时间内在最大反应性价值和最小反应性价值两个工作位之间的切换;所述脉冲棒(8)从最大反应性价值向最小反应性价值工作位的切换是非能动的,当到达最大反应性价值工作位之后立即自动执行;
所述被动停堆方法:1)薄膜燃料元件(731)升温将导致U-238核共振吸收截面的多普勒展宽效应显著,从而使热中子的吸收增加,引入负反应性反馈,温度升高完成停堆;2)脉冲爆发后,燃料元件(731)中心盲孔(732)里的水被汽化后喷出,使堆芯内对裂变中子的慢化能力减弱,引入强负反应性反馈完成停堆。
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