超临界水冷堆燃料组件
阅读：709发布：2020-05-11
专利汇可以提供超临界水冷堆燃料组件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种超临界 水 冷堆流量调节结构，包括分配筒，分配筒上端面上开设有主分流孔和多个副分流孔，副分流孔均匀分布于主分流孔周围。该调节结构结构简单，适用于 超临界水 冷堆 燃料 组件。本发明还公开了一种超临界水冷堆 燃料组件 ，包括燃料棒盒和上述超临界水冷堆流量调节结构，燃料棒盒包括相互连通的高温盒和低温盒，高温盒中冷却剂流道的横截面积大于低温盒中冷却剂流道的横截面积，高温盒由不锈 钢 或镍基 合金 构成，低温盒由锆合金构成。本发明的优点在于，相对于现有的燃料组件，大大提高了反应堆的 中子 经济性，并且能够实现冷却剂和慢化剂的准确分配。，下面是超临界水冷堆燃料组件专利的具体信息内容。
1.超临界水冷堆燃料组件，包括燃料棒盒，燃料棒盒的内部空间构成冷却剂流道，其特征在于：还包括超临界水冷堆流量调节结构，超临界水冷堆流量调节结构包括分配筒（16），分配筒（16）上端面上开设有主分流孔（161）和多个副分流孔（162），副分流孔（162）均匀分布于主分流孔（161）周围；
所述燃料棒盒包括相互连通的高温盒（1）和低温盒（2），高温盒（1）中冷却剂流道的横截面积大于低温盒（2）中冷却剂流道的横截面积，高温盒（1）由不锈钢或镍基合金构成，低温盒（2）由锆合金构成；
还包括由不锈钢或镍基合金构成的高温管座（41）、高温慢化剂盒（51）和高温慢化剂管（61），还包括由锆合金构成的低温管座（42）、低温慢化剂盒（52）和低温慢化剂管（62），高温慢化剂盒（51）设置于所述高温盒（1）中，低温慢化剂盒（52）设置于所述低温盒（2）中，高温管座（41）与所述高温盒（1）连通，低温管座（42）与所述低温盒（2）连通，高温慢化剂盒（51）与低温慢化剂盒（52）连通，高温慢化剂管（61）贯穿高温管座（41），高温慢化剂管（61）与高温慢化剂盒（51）连接，低温慢化剂管（62）贯穿低温管座（42），低温慢化剂管（62）与低温慢化剂盒（52）连接，高温管座（41）上开设有冷却水出口，低温管座（42）上开设有冷却水进口；
所述分配筒（16）的上端紧靠低温管座（42），所述主分流孔（161）与冷却水进口对应，所述副分流孔（162）与低温慢化剂管（62）对应。
2.根据权利要求1所述的超临界水冷堆燃料组件，其特征在于：所述主分流孔（161）为上细下粗的台阶孔，所述主分流孔（161）的台阶面上设置有定位槽（163）。
3.根据权利要求1所述的超临界水冷堆燃料组件，其特征在于：还包括定位键（17），所述分配筒（16）上端的直径大于所述分配筒（16）下端的直径，定位键（17）设置于所述分配筒（16）下端外圆面上。
4.根据权利要求1所述的超临界水冷堆燃料组件，其特征在于：所述分配筒（16）下端的外圆面上设置有圆锥过渡面（164）。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的超临界水冷堆燃料组件，其特征在于：还包括燃料棒（3），燃料棒（3）分别设置于所述高温盒（1）和低温盒（2）内，所述高温盒（1）内燃料棒（3）的数量少于所述低温盒（2）内所述燃料棒（3）的数量。
6.根据权利要求1~4中任意一项所述的超临界水冷堆燃料组件，其特征在于：还包括由不锈钢或镍基合金构成的连接盒（7）和连接管（8），所述高温盒（1）和低温盒（2）通过连接盒（7）连通，连接管（8）设置于连接盒（7）内，连接管（8）连通所述高温慢化剂盒（51）和低温慢化剂盒（52）。
7.根据权利要求1~4中任意一项所述的超临界水冷堆燃料组件，其特征在于：所述冷却水出口为设置于高温管座（41）侧面的蒸汽窗（9）。
8.根据权利要求1~4中任意一项所述的超临界水冷堆燃料组件，其特征在于：还包括由不锈钢或镍基合金构成的高温管座连接件（10）、由锆合金构成的低温管座连接件（11），所述高温管座（41）通过高温管座连接件（10）与所述高温盒（1）连通，所述低温管座（42）通过低温管座连接件（11）与所述低温盒（2）连通。
9.根据权利要求1~4中任意一项所述的超临界水冷堆燃料组件，其特征在于：包括两个所述高温盒（1），还包括由不锈钢或镍基合金构成的分流板（12），分流板（12）设置于所述高温管座（41）中将高温管座（41）内部分成不相通的两个腔室，所述两个腔室分别与两个所述高温盒（1）连通，两个所述高温慢化剂管（61）分别贯穿两个腔室，高温慢化剂管（61）与对应的高温盒（1）中的高温慢化剂盒（51）连接；
包括两个所述低温盒（2），低温管座（42）与两个所述低温盒（2）连通，两个低温慢化剂管（62）贯穿低温管座（42），两个所述低温慢化剂管（62）分别与两个所述低温慢化剂盒（52）连接。
超临界水冷堆燃料组件
技术领域
背景技术
[0003] 在超临界水冷堆中，燃料组件为单层结构，其内部的冷却水流道前后一致，冷却水从燃料组件的入口进入，经燃料棒加热后，再由燃料组件的出口排出。在这种结构下，燃料棒会将冷却水的温度前后加热成一致。
[0004] 由于超临界水冷堆运行压力和温度都很高，燃料组件结构材料不能采用吸收中子较少的锆合金，而往往选择不锈钢或镍基合金等中子吸收较多的耐高温材料。例如：欧盟开发的超临界燃料组件结构材料为不锈钢，包壳材料为镍基合金；日本开发的超临界燃料组件包壳及结构材料均使用镍基合金。燃料组件结构越复杂，所使用的不锈钢或镍基合金越多，中子无益吸收就越多，反应堆的中子经济性就越差。
[0005] 在本领域中，急需一种中子经济性高的燃料组件。发明人经过研究，设计出一种采用分层结构的燃料组件，通过控制冷却水流道横截面积的大小来控制冷却水在燃料组件中不同位置的流量，让冷却水在燃料组件中不同位置的温度不同，从而使燃料组件在低温区能够采用中子吸收量少的材料。
[0006] 申请人还发现，目前普通压水型反应堆和超临界水冷堆均未设置专用的流量调节结构，无法实现冷却剂和慢化剂的准确流量分配，无法改变冷却剂和慢化剂的流量。而控制冷却剂和慢化剂的流量能使上述采用分层结构的燃料组件能够更加有效的实现控制冷却水温度的目的。
[0007] 流量调节结构首先应用于沸水堆中。沸水堆堆芯流量分配要求很高，因此在堆芯下板流水孔处设置了可更换的节流件，以方便调节进入每组燃料组件的冷却剂流量。沸水堆节流件结构非常复杂，且由于沸水堆燃料组件与超临界水冷堆燃料组件结构形式差异，其节流件并不适用于超临界水冷堆燃料组件。超临界水冷堆双流程结构决定了堆芯冷却剂分配远远复杂于普通电站压水堆及沸水堆，因此，设计一种结构更为简单，且适用于超临界水冷堆双流程堆芯结构的流量调节结构是非常必要的。
发明内容
[0008] 本发明的第一个目的即在于提供一种超临界水冷堆流量调节结构，该流量调节结构适用于超临界水冷堆双流程结构，而且结构简单。
[0009] 本发明的第一个目的通过以下技术方案实现：
[0010] 超临界水冷堆流量调节结构，包括分配筒，分配筒上端面上开设有主分流孔和多个副分流孔，副分流孔均匀分布于主分流孔周围。冷却水通过主分流孔流经燃料组件，慢化剂通过副分流孔流出燃料组件，实现冷却水和慢化剂的分配。其中，副分流孔的数量可以根据燃料组件中慢化剂管的数量自由设定。主分流孔和副分流孔的孔径可以根据燃料组件的工作状态进行设定，功率越高，孔径越大，流量越大，反之越小。通过更换不同孔径的本发明，实现冷却水和慢化剂流量的调节和分配，适用面广，自适应性强。本发明定位精度要求不高，与堆芯下板流水孔之间允许存在一定间隙，有利于流量调节结构的安装与更换。
[0011] 作为本发明的第一种优化方案，将主分流孔设计成为上细下粗的台阶孔，所述主分流孔的台阶面上设置有定位槽。该定位槽用于实现远距离操作。通过长杆插入该定位槽，即可远距离进行本发明的安装、拆卸或调节，使本发明更具易用性。尤其是在温度较高时，避免人员近距离安装、拆卸或调节本发明，安全性高。
[0012] 作为本发明的第二种优化方案，还包括定位键，所述分配筒上端的直径大于所述分配筒下端的直径，定位键设置于所述分配筒下端外圆面上。本发明安装于堆芯下板流水孔内，通过分配筒直径的变化得到一个台阶面，台阶面能够方便本发明安装，提高定位精度，并实现本发明的轴向压紧。定位键用于限制本发明的周向转动。定位键采用变形量小的冷装方式安装。
[0013] 作为本发明的第三种优化方案，所述分配筒下端的外圆面上设置有圆锥过渡面。该圆锥过渡面可以使本发明在没完全对准堆芯下板流水孔时，也能顺利安装。
[0015] 本发明的第二个目的通过以下技术方案实现：
[0016] 超临界水冷堆燃料组件，包括燃料棒盒，燃料棒盒的内部空间构成冷却剂流道，还包括上述任意一种超临界水冷堆流量调节结构，所述燃料棒盒包括相互连通的高温盒和低温盒，高温盒中冷却剂流道的横截面积大于低温盒中冷却剂流道的横截面积，高温盒由不锈钢或镍基合金构成，低温盒由锆合金构成；
[0017] 还包括由不锈钢或镍基合金构成的高温管座、高温慢化剂盒和高温慢化剂管，还包括由锆合金构成的低温管座、低温慢化剂盒和低温慢化剂管，高温慢化剂盒设置于所述高温盒中，低温慢化剂盒设置于所述低温盒中，高温管座与所述高温盒连通，低温管座与所述低温盒连通，高温慢化剂盒与低温慢化剂盒连通，高温慢化剂管贯穿高温管座，高温慢化剂管与高温慢化剂盒连接，低温慢化剂管贯穿低温管座，低温慢化剂管与低温慢化剂盒连接，高温管座上开设有冷却水出口，低温管座上开设有冷却水进口；
[0018] 所述分配筒的上端紧靠低温管座，所述主分流孔与冷却水进口对应，所述副分流孔与低温慢化剂管对应。
[0019] 发明人经过研究发现，冷却水在现有的超临界燃料组件中会被加热至较高的温度（通常为500℃以上），这种温度对于中子吸收量较少的材料（如锆合金）是无法承受的，因此，现有的超临界燃料组件只能使用锈钢或镍基合金等中子吸收较多的耐高温材料，导致反应堆的中子经济性差。为了得到中子经济性高的燃料组件，发明人希望能将锆合金最大程度的应用到超临界燃料组件中，而面临的问题在于如何降低冷却水温。最终，发明人发明的技术方案是采用分层设计，将燃料组件分成两部分，通过控制两部分中冷却水流道的横截面积来控制冷却水的流速。在低温盒中，由于冷却水流道的横截面积较小，冷却水流速快，冷却水以较短的时间通过燃料棒，燃料棒对冷却水的加热时间短，使得低温盒中冷却水的温度较低。经过加热的冷却水从低温盒进入高温盒，由于高温盒中冷却水流道的横截面积较大，冷却水流速慢，冷却水与燃料棒接触的时间长，燃料棒能够充分对冷却水加热，使冷却水的温度达到预定温度。采用上述结构，在满足出口冷却水温度达到预定值的情况下，使低温盒中的冷却水温低于高温盒中的冷却水温，从而能够用中子吸收较少但不耐高温的锆合金制造低温盒，提高了反应堆的中子经济性。
[0020] 发明人还增加了超临界水冷堆流量调节结构，用于分配每组燃料组件的冷却剂流量，能使超临界水冷堆燃料组件能够更加有效的实现控制冷却水温度的目的。
[0021] 高温管座与低温管座用于与反应堆的其它装置相连接，并为冷却水与慢化剂提供出口和进口。慢化剂盒和慢化剂管用于为慢化剂提供一个完整的流通管道。冷却剂通过超临界水冷堆流量调节结构从低温管座上的冷却剂进口进入，然后依次通过低温盒、高温盒、高温管座流出。慢化剂从低温慢化剂管进入，然后依次通过低温慢化剂盒、高温慢化剂盒、高温慢化剂管流出。上述结构能够使慢化剂与冷却剂分流，并让慢化剂与冷却剂的流量一致，缩短了流程，使慢化均匀，提高了堆芯安全性。另外，为了进一步加强反应堆的中子经济性，配合高温盒与低温盒中冷却水的不同温度，采用不锈钢或镍基合金制成高温管座、高温慢化剂盒和高温慢化剂管，采用锆合金制成低温管座、低温慢化剂盒和低温慢化剂管。
[0022] 作为本发明的第一种优化方案，还包括燃料棒，燃料棒分别设置于所述高温盒和低温盒内。在高温盒与低温盒内分别设置燃料棒，对低温盒与高温盒中的冷却水分开加热。所述高温盒内燃料棒的数量少于所述低温盒内所述燃料棒的数量。要使高温盒中冷却剂流道的横截面积大于低温盒中冷却剂流道的横截面积，可以采用多种方法实现，比如：在壁厚相同的情况下，将高温盒的横截面积设计得大于低温盒的横截面积；横截面积相同的情况下，将高温盒的壁厚设计得小于低温盒的壁厚。但是，上述两种方式都存在不足：在反应堆内，燃料组件的安装较为紧密，将高温盒的横截面积设计得大于低温盒的横截面积必然导致燃料组件安装困难；将高温盒的壁厚设计得小于低温盒的壁厚，不但增加了材料成本，还使得燃料组件的稳定性变差。将上述两种方式相结合也存在上述问题。需要说明的是，上述两种方式或者两者的结合虽然存在一定不足，但是是能够实现发明目的的，在本发明的保护范围之内。
[0023] 最终，发明人通过控制高温盒与低温盒中燃料棒数量的方式来控制冷却剂流道的横截面积，在横截面积和壁厚都相同的情况下，低温盒中燃料棒的数量多，燃料棒占用的空间大，低温盒中冷却剂流道的横截面积自然较小，反之高温盒中冷却剂流道的横截面积较大。采用这种方式不影响燃料组件的安装，不增加材料成本，也不影响燃料组件的结构稳定性。
[0024] 作为本发明的第二种优化方案，还包括由不锈钢或镍基合金构成的连接盒和连接管，所述高温盒和低温盒通过连接盒连通，连接管设置于连接盒内，连接管连通所述高温慢化剂盒和低温慢化剂盒。
[0025] 如果从低温盒中流出的冷却水立即进入高温盒中加热，高温盒中冷却水的部分热量会直接传导至低温盒中的冷却水，使低温盒中冷却水温度升高。为了解决新出现的问题，增设连接盒，连接盒为低温盒内的冷却水和高温盒内的冷却水提供过渡空间，防止高温盒内的冷却水直接将热量传导至低温盒内的冷却水中。连接管使连接盒中的慢化剂与冷却水分流。连接盒中冷却水的温度会高于低温盒中冷却水的温度，因此，采用不锈钢或镍基合金构成连接盒和连接管。
[0026] 作为本发明的第三种优化方案，所述冷却水出口为设置于高温管座侧面的蒸汽窗。高温管座与反应堆蒸汽腔连接，蒸汽窗位于反应堆蒸汽腔中，蒸汽窗用于排放被加热成蒸汽的冷却水，使蒸汽能够通过反应堆蒸汽腔被导出。
[0027] 作为本发明的第四种优化方案，还包括由不锈钢或镍基合金构成的高温管座连接件、由锆合金构成的低温管座连接件，所述高温管座通过高温管座连接件与所述高温盒连通，所述低温管座通过低温管座连接件与所述低温盒连通。
[0028] 作为本发明的第五种优化方案，还包括由不锈钢或镍基合金构成的分流板，分流板设置于所述高温管座中将高温管座内部分成不相通的两个腔室，所述两个腔室分别与两个所述高温盒连通，两个所述高温慢化剂管分别贯穿两个腔室，高温慢化剂管与对应的高温盒中的高温慢化剂盒连接。所述低温管座与两个所述低温盒连通，两个低温慢化剂管贯穿低温管座，两个所述低温慢化剂管分别与两个所述低温慢化剂盒连接。
[0029] 为了使本发明的结构更加紧凑，用一个高温管座同时连接两个高温盒，为了使两个高温盒中出的冷却水分流，在高温管座中增设分流板，将高温管座内部分成两个独立的腔室。为了对应两个高温盒中的高温慢化剂盒，自然也设置了两个高温慢化剂管。为了使分流板能够承受高温冷却水的温度，采用不锈钢或镍基合金制成分流板。用一个低温管座同时连接两个低温盒，为了对应两个低温盒中的低温慢化剂盒，自然也设置了两个低温慢化剂管。
[0030] 综上所述，本发明的优点和有益效果在于：
[0031] 1．提供了一种结构简单，安装方便，适用于超临界水冷堆双流程堆芯结构的流量调节结构，能用于分配每组燃料组件的冷却剂流量，能使超临界水冷堆燃料组件能够更加有效的实现控制冷却水温度的目的；
[0032] 2．提供了一种超临界水冷堆燃料组件，采用分层结构，设置冷却剂流道的横截面积不同的高温盒和低温盒，让低温盒中的冷却剂温度较低，使得低温盒及其与之连接的部件可以采用吸收中子较少的锆合金，相对于现有的燃料组件，大大提高了反应堆的中子经济性；
[0033] 3．冷却剂与慢化剂分流，冷却剂与慢化剂流向一致，缩短了流程，使慢化均匀，提高了堆芯安全性；
[0034] 4．设置有连接盒，为低温盒内的冷却水和高温盒内的冷却水提供过渡空间，防止高温盒内的冷却水直接将热量传导至低温盒内的冷却水中，保证本发明的效果；
[0036] 为了更清楚地说明本发明的实施例，下面将对描述本发明实施例中所需要用到的附图作简单的说明。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据下面的附图，得到其它附图。
[0037] 图1为超临界水冷堆流量调节结构的剖面结构示意图；
[0038] 图2为超临界水冷堆流量调节结构的俯视图；
[0039] 图3为超临界水冷堆燃料组件的结构示意图；
[0040] 其中，附图标记对应的零部件名称如下：
[0041] 1-高温盒，2-低温盒，3-燃料棒，41-高温管座，42-低温管座，51-高温慢化剂盒，52-低温慢化剂盒，61-高温慢化剂管，62-低温慢化剂管，7-连接盒，8-连接管，9-蒸汽窗，10-高温管座连接件，11-低温管座连接件，12-分流板，131-高温基板，132-低温基板，
141-高温上连接板，142-低温上连接板，151-高温下连接板，152-低温下连接板，16-分配筒，161-主分流孔，162-副分流孔，163-定位槽，164-圆锥过渡面，17-定位键。
141-高温上连接板，142-低温上连接板，151-高温下连接板，152-低温下连接板，16-分配筒，161-主分流孔，162-副分流孔，163-定位槽，164-圆锥过渡面，17-定位键。
具体实施方式
[0042] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明，下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本发明实施例中的一部分，而不是全部。基于本发明记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本发明保护的范围内。
[0043] 实施例1：
[0044] 如图1和图2所示，超临界水冷堆流量调节结构，包括分配筒16，分配筒16上端面上开设有主分流孔161和多个副分流孔162，副分流孔162均匀分布于主分流孔161周围。冷却水通过主分流孔161进入燃料组件，慢化剂通过副分流孔162进入燃料组件，实现冷却水和慢化剂的分配。其中，副分流孔162的数量可以根据燃料组件中慢化剂管的数量自由设定。主分流孔161和副分流孔162的孔径可以根据燃料组件的工作状态进行设定。通过更换不同孔径的本发明，实现冷却水和慢化剂流量的调节和分配，适用面广，自适应性强。
[0045] 实施例2：
[0046] 如图1和图2所示，本实施例在实施例1的基础上，将主分流孔161设计成为上细下粗的台阶孔，所述主分流孔161的台阶面上设置有定位槽163。该定位槽163用于实现远距离操作。通过长杆插入该定位槽163，即可远距离进行本发明的安装、拆卸或调节，使本发明更具易用性。尤其是在温度较高时，避免人员近距离安装、拆卸或调节本发明，安全性高。
[0047] 实施例3：
[0048] 如图1和图2所示，本实施例在实施例1的基础上，还包括定位键17，所述分配筒16上端的直径大于所述分配筒16下端的直径，定位键17设置于所述分配筒下端外圆面上。
本发明安装于堆芯下板流水孔内，通过分配筒16直径的变换得到一个台阶面，台阶面能够方便本发明安装，提高定位精度，并实现本发明的轴向压紧。定位键用于限制本发明的周向转动。
本发明安装于堆芯下板流水孔内，通过分配筒16直径的变换得到一个台阶面，台阶面能够方便本发明安装，提高定位精度，并实现本发明的轴向压紧。定位键用于限制本发明的周向转动。
[0049] 实施例4：
[0050] 如图1和图2所示，本实施例在实施例1~3中任意一项的基础上，在分配筒16下端的外圆面上设置有圆锥过渡面164。该圆锥过渡面164可以使本发明在没完全对准堆芯下板流水孔时，也能顺利安装。
[0051] 上述各实施例中记载的技术方案相互组合，也能实现本发明的目的，在本发明的保护范围内。
[0052] 实施例5：
[0053] 如图3所示，一种反应堆分层燃料组件，包括燃料棒盒，燃料棒盒的内部空间构成冷却剂流道，所述燃料棒盒包括相互连通的高温盒1和低温盒2，高温盒1中冷却剂流道的横截面积大于低温盒2中冷却剂流道的横截面积。
[0054] 在低温盒2中，由于冷却水流道的横截面积较小，冷却水流速快，冷却水以较短的时间通过燃料棒，燃料棒对冷却水的加热时间短，使得低温盒2中冷却水的温度较低。经过加热的冷却水从低温盒2进入高温盒1，由于高温盒1中冷却水流道的横截面积较大，冷却水流速慢，冷却水与燃料棒接触的时间长，燃料棒能够充分对冷却水加热，使冷却水的温度达到预定温度。
[0055] 由于低温盒2中的温度低，低温盒2采用中子吸收量较少的锆合金构成，以提高反应堆的中子经济性。由于高温盒1中的温度高，高温盒1采用不锈钢或镍基合金构成，以提高耐热性能。
[0056] 还包括由不锈钢或镍基合金构成的高温管座41、高温慢化剂盒51和高温慢化剂管61，还包括由锆合金构成的低温管座42、低温慢化剂盒52和低温慢化剂管62，高温慢化剂盒51设置于所述高温盒1中，低温慢化剂盒52设置于所述低温盒2中，高温管座41与所述高温盒1连通，低温管座42与所述低温盒2连通，高温慢化剂盒51与低温慢化剂盒52连通，高温慢化剂管61贯穿高温管座41，高温慢化剂管61与高温慢化剂盒51连接，低温慢化剂管62贯穿低温管座42，低温慢化剂管62与低温慢化剂盒52连接，高温管座41上开设有冷却水出口，低温管座42上开设有冷却水进口。
[0057] 高温管座41与低温管座42用于与反应堆的固定装置相连接，并为冷却水与慢化剂提供出口和进口。慢化剂盒和慢化剂管用于为慢化剂提供一个完整的流通管道。冷却剂从低温管座42上的冷却剂进口进入，然后依次通过低温盒2、高温盒1、高温管座41流出。慢化剂从低温慢化剂管62进入，然后依次通过低温慢化剂盒52、高温慢化剂盒51、高温慢化剂管61流出。上述结构能够使慢化剂与冷却剂分流，并让慢化剂与冷却剂的流量一致。
另外，为了进一步加强反应堆的中子经济性，配合高温盒1与低温盒2中冷却水的不同温度，采用不锈钢或镍基合金制成高温管座41、高温慢化剂盒51和高温慢化剂管61，采用锆合金制成低温管座42、低温慢化剂盒52和低温慢化剂管62。
另外，为了进一步加强反应堆的中子经济性，配合高温盒1与低温盒2中冷却水的不同温度，采用不锈钢或镍基合金制成高温管座41、高温慢化剂盒51和高温慢化剂管61，采用锆合金制成低温管座42、低温慢化剂盒52和低温慢化剂管62。
[0058] 还包括实施例1~4中任意一项记载的超临界水冷堆流量调节结构，其分配筒16的顶部紧靠低温管座42，主分流孔161与冷却水进口对应，所述副分流孔162与低温慢化剂管62对应。超临界水冷堆流量调节结构用于分配每组燃料组件的冷却剂流量，能使超临界水冷堆燃料组件能够更加有效的实现控制冷却水温度的目的。
[0059] 实施例6：
[0060] 如图3所示，本实施例在实施例5的基础上，对燃料棒3的布置作出限定，燃料棒3分别设置于所述高温盒1和低温盒2内，对低温盒2与高温盒1中的冷却水分开加热。同时，对燃料棒3的数量进行限定。在高温盒1与低温盒2的横截面积与壁厚相同的情况下，高温盒1内燃料棒3的数量少于所述低温盒2内所述燃料棒3的数量。在低温盒2中，燃料棒3的数量较多，燃料棒3占据低温盒2内空间较大，使得低温盒2内的冷却剂流道的横截面积小于高温盒1内冷却剂流道的横截面积。
[0061] 需要说明的是，要使高温盒1中冷却剂流道的横截面积大于低温盒2中冷却剂流道的横截面积，可以采用多种方法实现，比如：在壁厚相同的情况下，将高温盒1的横截面积设计得大于低温盒2的横截面积；横截面积相同的情况下，将高温盒1的壁厚设计得小于低温盒2的壁厚。但是，上述两种方式都存在不足：在反应堆内，燃料组件的安装较为紧密，将高温盒1的横截面积设计得大于低温盒2的横截面积必然导致燃料组件安装困难；将高温盒1的壁厚设计得小于低温盒2的壁厚，不但增加了材料成本，还使得燃料组件的稳定性变差。将上述两种方式相结合也存在上述问题。上述两种方式或者两者的结合虽然存在一定不足，但是是能够实现发明目的的，在本发明的保护范围之内。另外在上述两种方式或者两者的结合的基础上控制燃料棒3的数量也能实现本发明的目的，在本发明的保护范围之内。
[0062] 本实施例是在保证燃料组件安装工艺性、稳定性和低成本前提下的一种优选方案。
[0063] 实施例7：
[0064] 如果从低温盒2中流出的冷却水立即进入高温盒1中加热，高温盒1中冷却水的部分热量会直接传导至低温盒2中的冷却水，使低温盒2中冷却水温度升高。为了解决新出现的问题，如图3所示，本实施例在实施例5的基础上，增设不锈钢或镍基合金构成的连接盒7和连接管8，所述高温盒1和低温盒2通过连接盒7连通，连接管8设置于连接盒7内，连接管8连通所述高温慢化剂盒51和低温慢化剂盒52。
[0065] 连接盒7为低温盒2内的冷却水和高温盒1内的冷却水提供过渡空间，防止高温盒1内的冷却水直接将热量传导至低温盒2内的冷却水中。连接管8使连接盒7中的慢化剂与冷却水分流。连接盒7中冷却水的温度会高于低温盒2中冷却水的温度，因此，采用不锈钢或镍基合金构成连接盒7和连接管8。
[0066] 实施例8：
[0067] 如图3所示，本实施例在实施例5的基础上，将所述冷却水出口限定为设置于高温管座41侧面的蒸汽窗9。高温管座41与反应堆蒸汽腔连接，蒸汽窗9位于反应堆蒸汽腔中，蒸汽窗9用于排放被加热成蒸汽的冷却水，使蒸汽能够通过反应堆蒸汽腔被导出。
[0068] 实施例9：
[0069] 如图3所示，本实施例在实施例5的基础上，增设由不锈钢或镍基合金构成的高温管座连接件10、由锆合金构成的低温管座连接件11，所述高温管座41通过高温管座连接件10与所述高温盒1连通，所述低温管座42通过低温管座连接件11与所述低温盒2连通。
[0070] 实施例10：
[0071] 为了使本发明的结构更加紧凑，如图3所示，在实施例5的基础上，增设分流板12，设置两个高温盒1，为了使两个高温盒1中出的冷却水分流，分流板12设置于所述高温管座41中将高温管座41内部分成不相通的两个腔室，所述两个腔室分别与两个所述高温盒1连通。为了对应两个高温盒1中的高温慢化剂盒51，自然也设置了两个高温慢化剂管61，两个所述高温慢化剂管61分别贯穿两个腔室，高温慢化剂管61与对应的高温盒1中的高温慢化剂盒51连接。为了使分流板12能够承受高温冷却水的温度，采用不锈钢或镍基合金制成分流板12。设置两个低温盒2，所述低温管座42与两个所述低温盒2连通，两个低温慢化剂管62贯穿低温管座42，两个所述低温慢化剂管62分别与两个所述低温慢化剂盒52连接。
[0072] 明显的，本领域技术人员根据实施例5~实施例9中的描述，可以将实施例5~实施例9中记载的任意方案相结合以实现本发明的目的。
[0073] 为了本便于理解，下面还公布了实施例10，实施例10为实施例5~实施例9中方案的结合。
[0074] 如图3所示，一种反应堆分层燃料组件，包括燃料棒盒，燃料棒盒的内部空间构成冷却剂流道，所述燃料棒盒包括相互连通的高温盒1和低温盒2，高温盒1与低温盒2的横截面积与壁厚相同，还包括燃料棒3，燃料棒3分别设置于所述高温盒1和低温盒2内，所述高温盒1内燃料棒3的数量少于所述低温盒2内所述燃料棒3的数量，使高温盒1中冷却剂流道的横截面积大于低温盒2中冷却剂流道的横截面积，高温盒1由不锈钢或镍基合金构成，低温盒2由锆合金构成。
[0075] 还包括由不锈钢或镍基合金构成的高温管座41、高温慢化剂盒51和高温慢化剂管61，还包括由锆合金构成的低温管座42、低温慢化剂盒52和低温慢化剂管62，高温慢化剂盒51设置于所述高温盒1中，低温慢化剂盒52设置于所述低温盒2中，高温管座41与所述高温盒1连通，低温管座42与所述低温盒2连通，高温慢化剂盒51与低温慢化剂盒52连通，高温慢化剂管61贯穿高温管座41，高温慢化剂管61与高温慢化剂盒51连接，低温慢化剂管62贯穿低温管座42，低温慢化剂管62与低温慢化剂盒52连接，高温管座41上开设有冷却水出口，低温管座42上开设有冷却水进口。所述冷却水出口为设置于高温管座41侧面的蒸汽窗9。还包括实施例1~实施例4中任意一项记载的超临界水冷堆流量调节结构，所述分配筒16的上端紧靠低温管座42，所述主分流孔161与冷却水进口对应，所述副分流孔162与低温慢化剂管62对应。还包括由不锈钢或镍基合金构成的分流板12，分流板12设置于所述高温管座41中将高温管座41内部分成不相通的两个腔室，每个腔室包括一个蒸汽窗9。所述两个腔室分别与两个所述高温盒1连通，两个所述高温慢化剂管61分别贯穿两个腔室，高温慢化剂管61与对应的高温盒1中的高温慢化剂盒51连接。还包括由不锈钢或镍基合金构成的连接盒7和连接管8，所述高温盒1和低温盒2通过连接盒7连通，连接管8设置于连接盒7内，连接管8连通所述高温慢化剂盒51和低温慢化剂盒52。还包括由不锈钢或镍基合金构成的高温管座连接件10、由锆合金构成的低温管座连接件11，所述高温管座41通过高温管座连接件10与所述高温盒1连通，所述低温管座42通过低温管座连接件11与所述低温盒2连通。所述低温管座42与两个所述低温盒2连通，两个低温慢化剂管62贯穿低温管座42，两个所述低温慢化剂管62与分别与两个所述低温慢化剂盒52连接。
[0076] 实施例11：
[0077] 本实施例在实施例10的基础上，对各部件之间的连接关系作出进一步说明。
[0078] 如图3所示，高温管座41通过高温基板131与高温管座连接件10连接，高温管座连接件10通过高温上连接板141与高温盒1连接，高温盒1通过高温下连接板151与连接盒7连接，连接盒7通过低温上连接板142与低温盒2连接，低温盒2通过低温下连接板152与低温管座连接件11连接，低温管座连接件11通过低温基板132与低温管座42连接。
其中，高温基板131、低温基板132、高温上连接板141、低温上连接板142、高温下连接板151和低温下连接板152上均开设有供冷却水通过的孔。为了配合高温盒1和低温盒2中冷却水的不同温度，高温基板131、高温上连接板141、高温下连接板151都由不锈钢或镍基合金制成，低温基板132、低温上连接板142、低温下连接板152都由锆合金制成。
其中，高温基板131、低温基板132、高温上连接板141、低温上连接板142、高温下连接板151和低温下连接板152上均开设有供冷却水通过的孔。为了配合高温盒1和低温盒2中冷却水的不同温度，高温基板131、高温上连接板141、高温下连接板151都由不锈钢或镍基合金制成，低温基板132、低温上连接板142、低温下连接板152都由锆合金制成。
[0079] 如上所述，便可较好的实现本发明。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种超临界水氧化反应器、超临界水氧化系统及方法 | 2020-05-13 | 266 |
| 一种超临界水反应温度控制方法及装置以及超临界水反应器系统 | 2020-05-13 | 199 |
| 超临界水氧化有机废水处理系统 | 2020-05-13 | 947 |
| 有机废水超临界水热燃烧反应器 | 2020-05-13 | 746 |
| 超临界水燃料燃烧装置 | 2020-05-11 | 904 |
| 超临界水氧化装置 | 2020-05-11 | 615 |
| 超临界无水染色机 | 2020-05-11 | 190 |
| 一种管式超临界水氧化反应器、超临界水氧化系统及方法 | 2020-05-13 | 853 |
| 超临界水解萃取装置和使用该超临界水解萃取装置的水解方法 | 2020-05-12 | 82 |
| 一种超临界水处理设备 | 2020-05-11 | 706 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈