反应堆控制系统及反应堆的制作方法

本发明主要涉及核反应堆工程设计领域，尤其涉及一种反应堆控制系统及反应堆。

背景技术：

1、核反应堆能够安全可靠的运行离不开一系列具有控制保护功能的系统。核反应堆中的控制系统需要满足四点要求。第一，在反应堆在长期运行过程中，由于燃料的消耗、裂变产物的积累会使其有效增殖因数降低，因此需要通过控制系统来控制堆芯逐步释放剩余反应性，以补偿燃耗效应；第二，反应堆在启动、停堆、变功率运行过程中，需要通过控制系统实现堆芯功率水平的控制，使堆芯处于超临界/次临界状态，从而提升或降低堆芯功率；第三，反应堆还需要通过控制系统来控制堆芯内的功率分布，避免堆芯出现轴向、径向功率分布的畸变；第四，反应堆控制系统的一项重要功能是确保反应堆的安全，这需要在发生事故或紧急情况下，控制保护系统能快速动作，确保反应堆能够安全停堆。

2、目前反应堆常用控制棒系统进行控制，即用中子吸收截面很大的材料制成吸收棒，然后通过传动机构插入或抽出堆芯来吸收堆芯内的中子，达到上述燃耗补偿、功率控制和安全停堆等控制功能。现有的控制棒系统需要一整套控制棒驱动机构来对控制棒进行操纵，在反应堆内占据空间面积很大，同时现有的控制棒控制系统中的吸收体会发生辐照肿胀形变引起卡棒事故，影响反应堆安全性。因此本领域亟待一种能够节约反应堆空间、提高反应堆安全性的控制系统。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种反应堆控制系统及反应堆，能够提高反应堆的安全性，并节约反应堆内部空间。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种反应堆控制系统，包括：至少一组控制组件，每组控制组件包括至少一个控制组件；液压回路系统，包括至少一个液压箱以及至少一个吸收体流动管路，每个吸收体流动管路与对应的液压箱连通，其中，每个液压箱包括液压活塞，所述至少一个吸收体流动管路以及所述至少一个液压箱中均包括液态中子吸收体以及惰性气体，每个吸收体流动管路部分伸入对应的一组控制组件中；至少一个驱动机构，每个驱动机构包括连接所述液压活塞的驱动杆，用于驱动所述液压活塞移动，从而控制所述液态中子吸收体进入对应的一组控制组件中的位置。

3、可选地，所述液态中子吸收体为水溶液、常温液态合金、低熔点合金和/或低熔点金属。

4、可选地，每个液压活塞的截面积等于对应液压箱的截面积，且大于所述吸收体流动管路的截面积。

5、可选地，所述液压活塞位于所述液压箱内，且所述液压箱位于所述液压活塞上方的上部空间容纳所述惰性气体，所述液压箱位于所述液压活塞下方的下部空间容纳所述液态中子吸收体。

6、可选地，每个吸收体流动管路包括第一管段和第二管段，所述第一管段与所述液压箱的上部空间连通，所述第二管段和所述液压箱的下部空间连通。

7、可选地，每个吸收体流动管路包括至少一个回路，每个回路部分伸入对应的一个控制组件中，且包括与所述第一管段连通的第一端和与所述第二管段连通的第二端。

8、可选地，所述吸收体流动管路为单程式流动管路、双程式流动管路、套管式流动管路和/或多程式流动管路。

9、可选地，每组控制组件对应同一驱动机构同一液压箱和同一吸收体流动管路。

10、可选地，每个所述控制组件沿竖直方向延伸。

11、为解决上述技术问题，本发明提供了一种反应堆，包括反应堆容器；位于所述反应堆容器中的堆芯；位于所述反应堆容器中的燃料组件；以及位于所述反应堆容器中的如上所述的反应堆控制系统，其中所述至少一组控制组件分布于所述燃料组件中。

12、与现有技术相比，本发明的控制系统采用液体中子吸收体，可以灵活控制中子吸收体在堆芯内的位置和体积，实现反应堆部件紧凑化，同时由于液态中子吸收体的设置，堆芯内无运动部件，不存在吸收体的辐照肿胀形变，提高了反应堆的安全可靠性，并且由于液态中子吸收体的的自身重力特性能够实现非能动停堆，确保反应堆的安全。

技术特征：

1.一种反应堆控制系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的反应堆控制系统，其特征在于，所述液态中子吸收体为水溶液、常温液态合金、低熔点合金和/或低熔点金属。

3.如权利要求1所述的反应堆控制系统，其特征在于，每个液压活塞的截面积等于对应液压箱的截面积，且大于所述吸收体流动管路的截面积。

4.如权利要求1所述的反应堆控制系统，其特征在于，所述液压活塞位于所述液压箱内，且所述液压箱位于所述液压活塞上方的上部空间容纳所述惰性气体，所述液压箱位于所述液压活塞下方的下部空间容纳所述液态中子吸收体。

5.如权利要求1所述的反应堆控制系统，其特征在于，每个吸收体流动管路包括第一管段和第二管段，所述第一管段与所述液压箱的上部空间连通，所述第二管段和所述液压箱的下部空间连通。

6.如权利要求5所述的反应堆控制系统，其特征在于，每个吸收体流动管路包括至少一个回路，每个回路部分伸入对应的一个控制组件中，且包括与所述第一管段连通的第一端和与所述第二管段连通的第二端。

7.如权利要求1所述的反应堆控制系统，其特征在于，所述吸收体流动管路为单程式流动管路、双程式流动管路、套管式流动管路和/或多程式流动管路。

8.如权利要求1所述的反应堆控制系统，其特征在于，每组控制组件对应同一驱动机构同一液压箱和同一吸收体流动管路。

9.如权利要求1所述的反应堆控制系统，其特征在于，每个所述控制组件沿竖直方向延伸。

10.一种反应堆，其特征在于，包括

技术总结本发明提供了一种反应堆控制系统及反应堆，反应堆控制系统包括：至少一组控制组件，每组控制组件包括至少一个控制组件；液压回路系统，包括至少一个液压箱以及至少一个吸收体流动管路，每个吸收体流动管路与对应的液压箱连通，其中，每个液压箱包括液压活塞，液压活塞与驱动杆相连接，至少一个吸收体流动管路以及至少一个液压箱中均包括液态中子吸收体以及惰性气体，每个吸收体流动管路部分伸入对应的一组控制组件中；至少一个驱动机构，每个驱动机构包括连接液压活塞的驱动杆，用于驱动液压活塞移动，从而控制液态中子吸收体进入对应的一组控制组件中的位置。本申请提供的反应堆控制系统及反应堆能够提高反应堆的安全性，节约反应堆内部空间。技术研发人员：王煦嘉,陈其昌,刘驰,汤春桃,刘婵云,赵金坤,李锦明受保护的技术使用者：上海核工程研究设计院股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15