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芯体组件钠流动控制系统

阅读：1023发布：2020-06-09

专利汇可以提供芯体组件钠流动控制系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种芯体组件钠流动控制系统，包括：芯体支承结构；掩蔽元件，所述掩蔽元件限定设置在所述掩蔽元件的第一高度处的至少一个掩蔽元件开口，其中所述掩蔽元件设置在所述芯体支承结构的第一侧；和构造成与所述掩蔽元件配合的流动堆叠装置，其中所述流动堆叠装置包括：限定多个流动堆叠装置入口的壁，其中所述多个流动堆叠装置入口中的至少一个构造成在所述流动堆叠装置与所述掩蔽元件配合时与所述至少一个掩蔽元件开口对齐；和设置在所述流动堆叠装置内的流动控制组件，其中所述流动控制组件构造成限制所述流动堆叠装置内的流体的流动。，下面是芯体组件钠流动控制系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，包括：
芯体支承结构；
掩蔽元件，所述掩蔽元件限定设置在所述掩蔽元件的第一高度处的至少一个掩蔽元件开口，其中所述掩蔽元件设置在所述芯体支承结构的第一侧；和
构造成与所述掩蔽元件配合的流动堆叠装置，其中所述流动堆叠装置包括：
限定多个流动堆叠装置入口的壁，其中所述多个流动堆叠装置入口中的至少一个构造成在所述流动堆叠装置与所述掩蔽元件配合时与所述至少一个掩蔽元件开口对齐；和设置在所述流动堆叠装置内的流动控制组件，其中所述流动控制组件构造成限制所述流动堆叠装置内的流体的流动。
2.根据权利要求1所述的芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，所述流动控制组件包括多个孔板，其中所述多个孔板中的每个孔板都限定从其中穿过的至少一个孔口。
3.根据权利要求2所述的芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，所述流动堆叠装置具有一高度，并且其中所述多个孔板配置在沿所述高度的预定位置处，并且其中所述多个流动堆叠装置入口中的至少一个设置在所述多个孔板中的各孔板之间。
4.根据权利要求1所述的芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，所述多个流动堆叠装置入口中的第一流动堆叠装置入口具有比所述多个流动堆叠装置入口中的第二流动堆叠装置入口的直径大的直径。
5.根据权利要求1所述的芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，所述流动控制组件包括至少一个迷宫式元件，所述流体堆叠装置包括外壳体，并且所述至少一个迷宫式元件由可相对于外壳体平行、正交或歪斜地取向的多个分散翅片或板形成。
6.根据权利要求5所述的芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，所述至少一个迷宫式元件与所述多个流动堆叠装置入口中的至少一个流体连通。
7.根据权利要求1所述的芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，所述流动控制组件包括过滤器。
8.根据权利要求7所述的芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，所述过滤器具有沿所述流动堆叠装置的高度变化的密度。
9.根据权利要求7所述的芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，所述过滤器包括多个分散的过滤器元件。
10.根据权利要求1所述的芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，所述掩蔽元件固定到所述芯体支承结构。
11.根据权利要求1所述的芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，所述芯体支承结构构造成接纳入口引导销，所述入口引导销在与所述掩蔽元件基本对齐的位置固定到芯体组件。
12.根据权利要求1所述的芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，所述流动堆叠装置连接到燃料组件，并且其中所述流动堆叠装置能在所述燃料组件提升时从所述掩蔽元件移除。
13.根据权利要求1所述的芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，所述掩蔽元件包括多个掩蔽元件并且其中所述流动堆叠装置包括多个流动堆叠装置。
14.根据权利要求13所述的芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，第一掩蔽元件限定设置在所述第一掩蔽元件的第一高度处的第一掩蔽元件开口，并且其中第二掩蔽元件限定设置在所述第二掩蔽元件的第二高度处的第二掩蔽元件开口，其中所述第一高度大于所述第二高度。
15.根据权利要求14所述的芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，所述多个流动堆叠装置是相同的。
16.根据权利要求1所述的芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，外壳体在所述外壳体的第一端限定出口。
17.根据权利要求1所述的芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，当所述流动堆叠装置与所述掩蔽元件配合时，所述流动堆叠装置设置在所述掩蔽元件内。
18.根据权利要求1所述的芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，当所述流动堆叠装置与所述掩蔽元件配合时，所述掩蔽元件设置在所述流动堆叠装置内。
19.一种芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，包括：
入口喷嘴，所述入口喷嘴限定入口开口和与所述入口开口流体连通的出口；
管道，所述管道靠近所述出口连接到所述入口喷嘴；
靠近所述出口设置的过滤器元件，其中进入所述入口开口和离开所述出口的流体在进入所述管道之前流经所述过滤器元件。
20.根据权利要求19所述的芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，所述过滤器元件限定多个开口。
21.根据权利要求20所述的芯体组件钠流动控制系统，其特征在于，所述多个开口包括多个扭转开口。

说明书全文

芯体组件钠流动控制系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及核反应领域，尤其涉及芯体组件钠流动控制系统。

背景技术

[0002] 在泰拉能源行波反应堆(TWR)裂变设备(其更通常可称为核裂变爆燃波反应堆或核燃烧波反应堆)中，主要反应堆构件是充填有液态钠冷却剂的反应堆容器和反应器芯体。TWR裂变设备是依靠现场增殖并燃烧的亚临界重载燃料运行的直通式快速反应堆。反应堆芯体浸入反应堆容器中的钠池内。在一种设计中，在芯体的中央是由贫铀/枯竭铀(U-238)的棒包围的一些浓缩铀(U-235)的棒。U-235用作引发剂，在外力作用下开始行波反应——一种经铀棒行进的平行裂变波的缓慢移动链反应。这些平行波在芯体的中央引发，从而缓慢地消耗燃料并且在芯体中发热。这种运行模式有时被形象地表示为其中增殖并然后燃烧可裂变物质的波将相对于燃料行进的反应堆。然而，泰拉能源的TWR裂变设备还包括所谓的“驻波”设计，其中反应堆芯体的中央附近的耗尽铀棒与来自反应堆芯体外周的未耗尽铀棒调换作为使反应经静态棒径向向外传播的替代方案。

[0003] 钠冷却剂用于从芯体散热。安全壳包围反应堆容器以在万一从反应堆容器泄漏的情况下防止钠冷却剂的损失。泵使主钠冷却剂在反应堆芯体与位于池内的中间热交换器之间循环。这些热交换器在热交换器的另一侧具有非放射性的中间钠冷却剂。经加热的中间钠冷却剂循环到产生蒸汽以驱动发电机的涡轮的蒸汽发生器。

[0004] 理论上，TWR裂变设备不需要燃料再加工，使用贫铀或天然铀作为它们的主燃料，在起动时仅需少量浓缩铀，并且永远不需要再加燃料。这种芯体长寿性取决于铀的初次装料的规格和在反应堆运行期间实现的燃料燃耗率。实用新型内容

[0005] 在一方案中，该技术涉及一种设备，该设备包括：芯体支承结构；掩蔽元件，该掩蔽元件限定设置在该掩蔽元件的第一高度处的至少一个掩蔽元件开口，其中所述掩蔽元件设置在芯体支承结构的第一侧；和构造成与掩蔽元件配合的流动堆叠装置，其中该流动堆叠装置包括：限定多个流动堆叠装置入口的壁，其中多个流动堆叠装置入口中的至少一个构造成在该流动堆叠装置与掩蔽元件配合时与至少一个掩蔽元件开口对齐；和设置在流动堆叠装置内的流动控制组件，其中该流动控制组件构造成限制流动堆叠装置内的流体的流动。在一个例子中，该流动控制组件包括多个孔板，其中多个孔板中的每个孔板都限定从其中穿过的至少一个孔口。在另一例子中，流动堆叠装置具有一高度，并且其中多个孔板配置在沿该高度的预定位置，并且其中多个流动堆叠装置入口中的至少一个流动堆叠装置入口配置在多个孔板中的各孔板之间。在又一例子中，多个流动堆叠装置入口中的第一流动堆叠装置入口具有比多个流动堆叠装置入口中的第二流动堆叠装置入口的直径大的直径。在再另一例子中，所述流动控制组件包括至少一个迷宫式元件。

[0006] 在上述方案的另一例子中，至少一个迷宫式元件与多个流动堆叠装置入口中的至少一个流体连通。在一个例子中，所述流动控制组件包括过滤器。在另一例子中，过滤器具有沿流动堆叠装置的高度变化的密度。在又一例子中，过滤器包括多个分散的过滤器元件。在再另一例子中，掩蔽元件固定到芯体支承结构。

[0007] 在上述方案的另一例子中，芯体支承结构构造成接纳入口引导销，该入口引导销在与掩蔽元件基本对齐的位置固定到芯体组件。在一个例子中，流动堆叠装置连接到燃料组件，并且其中流动堆叠装置可在燃料组件提升时从掩蔽元件移除。在另一例子中，掩蔽元件包括多个掩蔽元件并且其中流动堆叠装置包括多个流动堆叠装置。在又一例子中，第一掩蔽元件限定设置在第一掩蔽元件的第一高度处的第一掩蔽元件开口，并且其中第二掩蔽元件限定设置在第二掩蔽元件的第二高度处的第二掩蔽元件开口，其中第一高度大于第二高度。在再另一例子中，多个流动堆叠装置是相同的。

[0008] 在上述方案的另一例子中，外壳体在外壳体的第一端限定出口。在一个例子中，当流动堆叠装置与掩蔽元件配合时，流动堆叠装置配置在掩蔽元件内。在另一例子中，当流动堆叠装置与掩蔽元件配合时，掩蔽元件设置在流动堆叠装置内。

[0009] 在另一方案，该技术涉及一种设备，该设备具有：入口喷嘴，该入口喷嘴限定入口开口和与入口开口流体连通的出口；管道，该管道靠近出口连接到入口喷嘴；靠近出口设置的过滤器元件，其中进入入口开口和离开出口的流体在进入管道之前流经该过滤器元件。在一个例子中，过滤器元件限定多个开口。在另一例子中，所述多个开口具有多个扭转开口。
附图说明

[0010] 以下构成本申请的一部分的附图对所描述的技术而言是说明性的且并非意在以任何方式限制要求专利权的技术的范围，该范围应当基于在此所附的权利要求。

[0011] 图1以框图形式示出行波反应堆的一些基本构件。

[0012] 图2是行波反应堆的芯体的示意性剖视图。

[0013] 图3是芯体组件的分解图。

[0014] 图4是入口喷嘴和芯体支承结构对接的放大剖视图。

[0015] 图5A和5B是钠流动控制系统的构件的透视图。

[0016] 图5C是钠流动控制系统的流动堆叠装置的透视剖视图。

[0017] 图6A和6B是流动堆叠装置的其它例子的示意性剖视图。

[0018] 图7是芯体组件的另一例子的分解图。

[0019] 图8A和8B是钠流动控制系统的另一例子的流动堆叠装置的侧视图和剖视图。

[0020] 图8C是钠流动控制系统的另一例子的掩蔽元件的侧视图。

[0021] 图8D是图8A-8C的钠流动控制系统的剖视图。

[0022] 图9A和9B是用于芯体组件的入口喷嘴的过滤元件的放大局部透视图。

具体实施方式

[0023] 图1以框图形式示出行波反应堆(TWR)裂变设备100的一些基本构件。一般而言，TWR裂变设备100包括容纳多个燃料组件(未示出)的反应堆芯体102。芯体102设置在保持一定体积的液态钠冷却剂106的池104内。池104被称为热池并且具有比也容纳液态钠冷却剂106的周围冷池108高的钠温度(归因于通过反应堆芯体102中的燃料组件产生的能量)。热池104通过凸角部110与冷池108分开。钠冷却剂106的液面上方的顶盖顶部空间112充填有诸如氩气的惰性保护气体。反应堆容器114包围反应堆芯体102、热池104和冷池108，并且利用反应堆顶盖116密封。反应堆顶盖116提供通向反应堆容器114的内部中的多种检修点。

[0024] 反应堆芯体102的尺寸基于多个因素来选择，包括燃料的特性、期望的发电量、可获得的反应堆100空间等等。TWR裂变设备的多种例子可根据需要或期望用于低功率(约300MWe-约500MWe)、中功率(约 500MWe-约1000MWe)和高功率(约1000MWe以上)应用中。可通过在芯体102周围设置未示出的一个或多个反射体以中子反射回到芯体102中来改善反应堆100的性能。另外，能产生裂变物质和可裂变的核组件在芯体102内和其周围移动(或“倒换”)以控制其中发生的核反应。

[0025] 钠冷却剂106经由主钠冷却剂泵118在容器114内循环。主冷却剂泵 118从冷池108抽吸钠冷却剂106并且在反应堆芯体102下方将它喷射到增压室(plenum)中。冷却剂106强制向上通过芯体并且由于反应堆芯体 102内发生的反应而被加热。加热的冷却剂106从热池104进入中间热交换器(多个)120，并且离开中间热交换器120并重新进入冷池108。这种主冷却剂环路122因而使钠冷却剂106完全在反应堆容器114内循环。

[0026] 中间热交换器120结合了始终与主钠池104和108物理地分开(即，中间钠和主钠永远不会混合)的液态钠闭环的一段。中间热交换器120将热从主冷却剂环路122(完全容纳在容器114内)传递到中间冷却剂环路 124(仅部分地位于容器114内)。中间热交换器120穿过凸角部110，从而桥接热池104和冷池108(以便允许主冷却剂环路122中的钠106在其间流动)。在一个例子中，四个中间热交换器120分布在容器114内。或者，两个或六个中间热交换器120分布在容器114内。

[0027] 中间冷却剂环路124使经管道进出容器114的钠冷却剂126经由反应堆顶盖116循环。位于反应堆容器114外部的中间钠泵128使钠冷却剂126 循环到发电系统123。热从主冷却剂环路122的钠冷却剂106传递到中间热交换器120中的中间冷却剂环路124的钠冷却剂126。中间冷却剂环路 124的钠冷却剂126穿过中间热交换器120内的多个管130。这些管130 保持主冷却剂环路122的钠冷却剂106与中间冷却剂环路124的钠冷却剂 126分隔开，同时在其间传递热能。

[0028] 直接热交换器132延伸入热池104内并且通常在紧急情况下向主冷却剂环路122内的钠冷却剂106提供冷却。直接热交换器132构造成允许钠冷却剂106从热池104进入和离开热交换器132。直接热交换器132具有与中间热交换器120相似的结构，其中所述管134保持主冷却剂环路122 的NaK(钠-钾)与直接反应堆冷却剂环路138的直接热交换器冷却剂NaK 136分隔开，同时在其间传递热能。

[0029] 其它辅助反应堆构件(位于反应堆容器114内的和位于反应堆容器114 外的)包括但不限于未示出但对本领域的技术人员而言将显而易见的泵、止回阀、截止阀、凸缘、排泄槽等。穿过反应堆顶盖116的另外的贯通孔 (例如，用于主致冷剂泵118的端口、惰性覆盖气体和检查端口、钠处理端口和报复气体端口等)未示出。控制系统140用于控制和监测组成反应堆100的各种构件和系统。

[0030] 宽泛而言，本公开描述了改善图1所示的反应堆100的性能的构型。具体地，用于将钠引导到芯体组件中的流动控制系统的例子、构型和布置结构被示出并且以下参考下图更详细地描述。

[0031] 图2是行波反应堆的芯体200的示意性剖视图。芯体200被示意性地示出并且包括具有多个芯体组件204的中央芯体区域202。芯体组件204 可包括可裂变的核燃料组件、能产生裂变物质的核燃料组件、屏蔽组件、反射器组件、控制组件和待机关停组件或材料测试组件。一般而言，组件的内容物(例如，可裂变材料、控制材料等)确定特定组件。然而，各组件的保持这种材料的构件相同。外周芯体区域206包括容器内储罐208。在芯体200的整个寿命中，可裂变的核燃料组件和能产生裂变物质的核燃料组件(以及某些其它组件)在中央芯体区域202与外周芯体区域206之间倒换。这按需或按要求在芯体寿命的各个阶段执行以启动、维持、加速或终止核反应或发电和/或出于安全考虑。

[0032] 芯体组件204在与掩蔽元件216对齐的位置由芯体支承结构212的上板210接纳。钠冷却剂被泵送到配置在上板210下方的增压室214中并向上流到芯体组件204，在此它通过芯体200内发生的核反应加热。以下描述引导钠流通过芯体202并进入多种组件中的结构。

[0033] 图3是芯体组件300的分解图。芯体组件300包括具有轴线A的细长管道302。管道302具有六边形截面。具有内部流动通路的操纵管座304 固定到管道302的第一端306并且具有允许通过反应堆容器内的机构抓握它以提升、降下和以其它方式将芯体组件300移动入芯体内、从芯体移出或在芯体内移动的内部或外部特征结构。入口喷嘴308固定到管道
302的第二端310。多个轴承环312和卡环314用于将操纵管座304和入口喷嘴 308附接至管道302。在入口喷嘴308的一端附近包括多个锁板316(本例中为两个)和多个棒条轨道318。
锁板316和棒条轨道318共同将棒束320 与入口喷嘴308连接。图9A和9B示出利用过滤元件代替锁板316和棒条轨道318的替代构型。还示出了密封圈322和限流器324。喷嘴308限定与穿过喷嘴308延伸的内部流动腔室(未示出)流体连通的多个冷却剂入口窗326。因此，多个冷却剂入口窗326提供用于钠流入喷嘴308和管道 302中以在配置于其中的棒束320周围流动的路径。钠流连续从操纵管座操纵管座304离开。

[0034] 图4是入口喷嘴38与芯体支承结构400之间对接的剖视图。入口喷嘴 308在芯体组件400的容座402中就位并与其接合。容座404的基部402 限定提供通向静态反应堆钠池的用于钠的流动路径的通路406。容座402 可在芯体支承结构400上方延伸，或甚至可与其一起延伸。在芯体支承结构400下方是包括掩蔽元件502和配置在掩蔽元件502中的流动堆叠装置 504的冷却剂流动控制系统500。在本例中，掩蔽元件502呈套筒形式。流动堆叠装置504包括外壳体506和配置在其中的至少一个流动控制组件 508。以下更详细地描述流动控制系统500。

[0035] 本文中描述的流动系统利用标准化的流动堆叠装置以及在芯体支承结构下方的各种位置的不同掩蔽套筒。掩蔽部件固定到芯体支承结构或与其成一体，而流动堆叠装置可与芯体组件成一体或与其是分开的。通过利用标准化的流动堆叠装置，由于标准零件而降低了制造成本、组件间差异和不正确组装的风险。掩蔽套筒允许各流动堆叠装置在诸如在TWR中遇到的流动条件的宽范围的流动条件下在任何位置使用。流动堆叠装置可与芯体组件入口喷嘴一体化或可固定在掩蔽套筒内。流动叠层可包括多个压力级和用于各级的入口。掩蔽套筒配置在流动叠层周围以便形成通向流动级的选择性入口。该布置允许压降根据暴露的选择性入口而变化，这继而使得流将遇到多个压降级。这允许燃料组件的标准化，同时针对不同芯体位置形成唯一的流动条件。

[0036] 对于TWR而言，这可以是有利的，因为它允许芯体组件安装或在任何时间重新定位在不同芯体位置，同时仍接收适当地计量的流量(其可因位置而异)。在流动堆叠装置与入口喷嘴成一体的例子中，流动堆叠装置与可移除构件(芯体组件)连接。因此，可以按需检查并减轻寿命影响(例如腐蚀损伤)。对于其中所有芯体组件与不同设计的芯体组件交换的“芯体重组(re-core)”操作而言，替换组件不必符合原始芯体的流动区域，从而在需要或希望的情况下允许未来芯体的设计的更多灵活性。

[0037] 图5A和5B是钠流动控制系统500的构件的透视图。图5C是钠流动控制系统500的流动堆叠装置504的透视剖视图。一并描述图5A-5C。钠流动控制系统500包括可固定到芯体支承系统(未示出)或与其成一体的掩蔽元件或掩蔽套筒502。掩蔽套筒502包括具有总高度HM的大体圆筒形壳体506。一个或多个开口508可大体在预定高度h1处绕壳体506的圆周设置。在另一些例子中，掩蔽套筒中的开口508可分布在掩蔽套筒502 的不同高度处。根据芯体结构下方的特定掩蔽套筒开口508的位置，钠流可在如通过由流动堆叠装置504的外壳体512限定的匹配流动堆叠装置入口510的位置限定的特定流动层级进入布置在掩蔽套筒502中的流动堆叠装置504。如图5A所示，流动堆叠装置504还限定总高度HF，其可以大致等于掩蔽套筒502的总高度。特定流动堆叠装置入口510的预定高度h2可以如此设置，使得特定掩蔽套筒开口508与其对齐。因此，钠进入流动堆叠装置504的层级由流动堆叠装置504配置在其中的特定掩蔽套筒502 的掩蔽套筒开口508的位置决定。

[0038] 如从图5A和5C可见的，多个流动堆叠装置入口510沿流动堆叠装置 504的高度HF配置。这些流动堆叠装置入口510的直径可基于它们沿流动堆叠装置504的高度HF的位置而不同，从而影响钠冷却剂在它在特定流动层级进入流动堆叠装置504时的压力。在图示的例子中，流动堆叠装置入口510的直径随着流动堆叠装置504的底部514上方的距离的增大而增大。流动堆叠装置504包括内部流动控制组件516，其一个例子在图5C中被示出。在本例中，流动控制组件516包括多个流动层级，各流动层级至少部分由大致垂直于流动堆叠装置504的轴线A配置的孔板518限定。孔板518也配置在沿流动堆叠装置504的高度HF的预定位置处。各孔板518 限定供钠流动通过的一个或多个孔口520。对于每个孔板518来说，孔口
520的直径可以不同以便进一步控制与其相关的压降。在另一例子中，每个孔板518可代之以由约束或阻碍(如果希望的话，以不同程度)钠流经其的分散过滤器形成。这些过滤器可由与用于流动控制系统500的其它构件的材料类似的材料制成。

[0039] 流动堆叠装置入口510绕流动堆叠装置504的壳体512设置。在图示的构型中，流动堆叠装置入口510设置在相邻的孔板518之间。另外，多个流动堆叠装置入口510配置在各孔板518之间。因此，当流动堆叠装置 504配置在掩蔽套筒502中时，流动堆叠装置504的流动堆叠装置入口510 与相关的掩蔽套筒开口508对齐。因此，当具有相同构型的流动堆叠装置 504用在芯体支承结构下方的多个位置时，掩蔽套筒502基于掩蔽套筒开口508的位置而决定钠进入其中的流动层级。这实现了在整个反应堆中使用单个流动堆叠装置504构型，同时基于在各位置采用的特定掩蔽套筒502 而在反应堆内的多个位置按需控制流动。

[0040] 图6A和6B分别是流动堆叠装置600a、600b的其它例子的示意性剖视图。各流动堆叠装置600a、600b包括可限定多个流动堆叠装置入口604a、 604b的外壳体602a、602b。流动堆叠装置入口604a、604b的直径、形状或其它方面可沿流动堆叠装置600a、600b的高度HF变化，如图中示意性地示出的。另外，流动堆叠装置入口604a、604b中的一些或全部可由网状物或筛网606a、606b覆盖以进一步抑制流动，将流动控制组件608a、 608b保持在外壳体602a、602b内，或进一步加强外壳体602a、602b。图示的流动堆叠装置600a、600b限定敞开顶端610a、610b和封闭底端612a、 612b，但在另一些实施例中，流动堆叠装置可包括敞开底端以便增加通过其中的钠流量。特别地，结合这种的敞开底部流动堆叠装置使用的掩蔽套筒可在其中限定多种尺寸的一个或多个开口以控制经由掩蔽套筒的底部进入流动堆叠装置中的流量。

[0041] 在图6A中，流动控制组件608a是诸如填料床的阻流结构。填料床可由大量分散的填料颗粒614a形成，所述填料颗粒可以是圆形的、椭圆形的，或具有某种其它形状。填料床在钠向上流动通过流动堆叠装置600a时阻止钠的流动。通过使用多种尺寸的填料颗粒614a(例如，在底端612a附近为较小的颗粒，其中粒径在流动堆叠装置600a内越来越高)、表面纹理或两者来使流动阻力沿流动堆叠装置600a的高度HF变化。已知较小的颗粒更密集地填充，从而产生比包含较大颗粒的容积产生更高的流动阻力。通过填料床的流动阻力可经由公知方法来控制和优化。另外，可通过将期望的流动堆叠装置入口604a与掩蔽套筒(未示出)中的适当定位的开口对齐来控制进入流动堆叠装置600a中的钠流动。

[0042] 在图6B中，流动控制组件608b是诸如迷宫式元件的阻流结构。迷宫式元件可由可相对于壳体602b平行、正交或歪斜地取向的多个分散翅片或板614b形成。迷宫式元件与流动堆叠装置入口604b流体连通并且在钠向上流动通过流动堆叠装置600b时阻止钠流动。通过使用以各种距离间隔开(例如，在底端612b附近的间距较小，其中该间距在流动堆叠装置 600b内越来越大)的离散翅片或板614b，可以使流动阻力沿流动堆叠装置600b的高度HF变化。已知元件之间的较小间距产生比较大间距高的流动阻力。通过填料床的流动阻力可经由已知方法来控制和优化。另外，可通过将期望的流动堆叠装置入口604b与掩蔽套筒(未示出)中的适当定位的开口对齐来控制进入流动堆叠装置600b中的钠流动。在另一例子中，流动控制组件608b可以是填充到流动堆叠装置600b中的金属纤维或过滤器或其它材料。在例子中，金属纤维或过滤器的密度(和此后的流动阻力) 可沿流动堆叠装置600b的高度HF变化。

[0043] 图7是芯体组件700的另一例子的分解图。芯体组件700包括具有轴线A的细长管道702。管道702具有六边形截面。具有内部流动通路的操纵管座704固定到管道702的第一端
706并且具有允许通过反应堆容器内的机构抓握它以提升、降下和以其它方式将芯体组件
700移动到芯体内、从芯体移出或在芯体内移动的内部或外部特征结构。入口喷嘴708固定到管道702的第二端710。多个轴承环712和卡环714用于将操纵管座704 和流动堆叠装置喷嘴728附接至管道702。在流动堆叠装置喷嘴728的一端附近包括多个锁板716(本例中为两个)和多个棒条轨道718。锁板716 和棒条轨道718共同将棒束720与流动堆叠装置喷嘴728连接。还示出了密封环722和限流器724。

[0044] 图示的芯体组件700与图3所示的芯体组件的不同之处在于它包括代替入口喷嘴308的流动堆叠装置喷嘴728。因此，流动堆叠装置喷嘴728 将流动堆叠装置730结合到芯体组件700中。流动堆叠装置喷嘴728限定与配置在其中的流动控制组件(未示出)流体连通的多个流动堆叠装置入口732。流动控制组件可以是本文中描绘的构型之一。因此，流动堆叠装置入口732提供用于钠流入流动堆叠装置喷嘴728和管道702中以在配置于其中的棒束
720周围流动的路径。钠流然后继续从操纵管座704离开。与图3-5C所示的例子不一样，流动堆叠装置喷嘴728当芯体组件700在芯体内移动时可与芯体组件700一起移动。在这种构型中，基于由于流动堆叠装置喷嘴728插入其中的掩蔽套筒(未示出)而引起的芯体组件700 在芯体内的位置来控制通过流动堆叠装置喷嘴728和芯体组件700的流量。

[0045] 图8A和图8B是流动堆叠装置804的侧视图和剖视图，而图8C是钠流动控制系统800的另一例子的掩蔽元件802的侧视图。图8D是图8A-8C 的钠流动控制系统800的剖视图。一并描述图8A-8D。作为对图5A-5C的流动控制系统的替代，图示的流动控制系统800构造成使得掩蔽元件802 装配在流动堆叠装置804内。因此，掩蔽元件802用作流量分配控制机构。钠流动控制系统800包括可固定到芯体支承系统(未示出)或与其成一体的掩蔽元件802。掩蔽元件802包括具有总高度HM的大体圆筒形壳体806。一个或多个开口808可大体在预定高度h1处配置在壳体806的外周周围。在另一些例子中，掩蔽元件802中的开口808可分布在掩蔽元件802的不同高度处。钠流经底部入口807进入掩蔽元件802。根据芯体结构下方的特定掩蔽元件开口808的位置，钠流向上通过掩蔽元件802并在如通过由流动堆叠装置804的内壁812限定的匹配流动堆叠装置入口810的位置限定的特定流动层级进入配置在掩蔽元件802周围的流动堆叠装置804。在本例中，流动堆叠装置804的外壳体813不包括开口。如图8A和8B所示，流动堆叠装置804还限定总高度HF，其通常大于接纳在由内壁812限定的空间815内的掩蔽元件802的总高度。特定流动堆叠装置入口810的预定高度h2可以是这样的，即特定掩蔽元件开口808与其对齐。因此，钠进入流动堆叠装置804的层级由流动堆叠装置804配置在其周围的特定掩蔽元件804的掩蔽套筒开口808的位置决定。

[0046] 如从图8B可见的，多个流动堆叠装置入口810沿流动堆叠装置804 的高度HF配置。这些流动堆叠装置入口810的直径可基于它们沿流动堆叠装置804的高度HF而不同，从而影响钠冷却剂当它在特定流动层级进入流动堆叠装置804时的压力。在图示的例子中，流动堆叠装置入口810 的直径随着流动堆叠装置804的底部814上方的距离的增大而增大。流动堆叠装置804包括内部流动控制组件816，其一个例子在图8B和8D中被示出。在本例中，流动控制组件816包括多个流动层级，各流动层级至少部分由大致垂直于流动堆叠装置804的轴线A配置的孔板818限定。孔板 818也配置在沿流动堆叠装置804的高度HF的预定位置处。每个孔板818 都限定供钠流动通过的一个或多个孔口(未示出)。对每个孔板818来说，孔口的直径可以不同以便进一步控制与其相关的压降。在另一例子中，各孔板818可代之以由约束或阻碍(如果希望的话，以不同程度)钠流经其的分散过滤器形成。这些过滤器可由与用于流动控制系统800的其它构件的材料类似的材料制成。

[0047] 流动堆叠装置入口810沿流动堆叠装置804的内壁812配置。在图示的构型中，流动堆叠装置入口810配置在相邻孔板818之间。另外，多个流动堆叠装置入口810配置在各孔板818之间。因此，当流动堆叠装置804 如图8D所示配置在掩蔽元件802周围时，流动堆叠装置
804的流动堆叠装置入口810与相关的掩蔽元件开口808对齐(在图8D中，为了清楚起见，未示出与掩蔽元件开口808不对齐的流动堆叠装置入口810)。因此，当具有相同构型的流动堆叠装置804用在芯体支承结构下方的多个位置时，掩蔽元件802基于掩蔽元件开口808的位置而决定钠进入其中的流动层级。这实现了在整个反应堆中使用单个流动堆叠装置804构型，同时基于在多个位置采用的特定掩蔽套筒802而在反应堆内的多个位置按需控制流动。

[0048] 图9A和9B是用于芯体组件的入口喷嘴902的过滤元件900的放大局部透视图。在以上在图3、4和7中示出的芯体组件中示出了将芯体组件内的棒束与入口喷嘴连接的多个锁板和棒条轨道。虽然此构型展现了某些优点，但图9A和9B示出了可替代锁板和棒条的过滤元件900。过滤元件900 可用于捕获可能流经入口喷嘴902的碎片，以便防止损伤燃料束的各个棒。这些碎屑可包括可以经过入口喷嘴并且可能具有足够的质量以通过微动磨损损伤燃料棒的小钢丝类碎屑。过滤元件900由具有穿过其中的多个扭转开口904的实心板形成。每个开口904都限定大致半圆形的轮廓。开口904 的扭转构型消除了从各过滤元件900的下部延伸范围906经各开口904到其上部延伸范围908的视线。此构型可以在不引起压降的显著增大的情况下捕获碎屑，而压降的显著增大会危害燃料棒的冷却。可通过使用附加制造技术(例如，3D印刷)来制造过滤元件900的各个开口904的复杂形因此，进入入口喷嘴902(例如，经由入口开口)的钠流从入口喷嘴的出口流出并流经过滤元件900。此后，钠流进入管道中和其中的棒束的各个棒周围。

[0049] 应理解，本公开不限于在此公开的特定结构、处理步骤或材料，但扩展至相关领域的普通技术人员将认识到的它们的等同物。还应理解，这里使用的术语仅仅是出于描述具体例子的目的，且并非意图进行限制。必须指出的是，如在本说明书中所用，单数形式的“一”、“一个”和“所述的”包括复数的指代，除非在上下文中另有明确的说明。

[0050] 将显而易见的是，这里描述的系统和方法很好地适合实现提到的目的和优点以及其中固有的目的和优点。本领域的技术人员将认识到，本说明书内的方法和系统可采用许多方式实施并且因此不应受前面例示的实施例和例子限制。在这方面，这里描述的不同例子的任意数量的特征可组合成一个例子并且具有比这里描述的全部特征多或少的特征的替代例子是可以的。

[0051] 虽然已出于本公开的目的描述了各种例子，但可做出各种变更和修改，其很好地处于本公开所设想的范围内。可做出本领域的技术人员将任意地想到并且被涵盖在本公开的精神内的许多其它变更。

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