无压反应堆及无压反应堆传热系统的制作方法

本发明涉及核电，尤其涉及一种无压反应堆及无压反应堆传热系统。

背景技术：

1、在原子核反应中，有裂变反应和聚变反应；目前在运的核电站中，有压水堆、重水堆、沸水堆，其燃料元件均浸泡在有压力的液体中。在熔盐堆中，燃料球浸泡在有压力的熔盐之中；在高温气冷堆中，燃料元件浸泡在有压力的气体中；在快中子增殖堆中，燃料元件浸泡在有压力的熔融物或液体中。上述这些反应堆带来的缺点是产生的放射性被物质带出，产生的放射性废物多；一旦发生核事故扩散范围大(目前大型核电站的保护区一般在5km-15km左右)，不易在人口密集区建造。

2、各种研究堆中，比如游泳池反应堆和乏燃料池中，燃料也浸泡在液体中，但由于液体在常压下，无法利用液体发电；液体带有放射性，也不能直接供暖。

3、在现有的热管反应堆中，热管热端布置在有燃料元件的装置内，冷端布置在无燃料元件的装置内，热管内有液体或熔融物，利用热管冷端的热量产生热电反应，或者利用冷端加热空气或其它熔融物传输热能，热管反应堆放射性扩散小。一些研究单位或文献又提出自然循环的反应堆，堆芯均浸泡在液体之中，整个一回路均在压力容器内，这种自然循环的核反应堆与传统核动力装置相比，减少了放射性废物的产生和放射性扩散范围，然而这种自然循环反应堆产生的热功率仍然较小。此外，燃料棒放置于带有压力的传热介质中，燃料棒与传热介质直接接触，一方面传热介质容易带走放射性物质，另一方面发生事故时易使放射性物质扩散。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，提供一种燃料棒不与传热介质直接接触，避免放射性物质扩散的无压反应堆以及具有该无压反应堆的无压反应堆传热系统。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种无压反应堆，包括反应堆池、设置在所述反应堆池内的至少一个换热器、设置在所述反应堆池内并包围在所述换热器外周的中子反射层、设置在所述换热器内的燃料组件；

3、所述换热器包括内腔用于容纳传热介质的换热壳体、若干换热通道；所述换热通道与所述换热壳体的内腔相隔绝并贯穿所述换热壳体的相对两端，与所述反应堆池相连通；

4、所述燃料组件包括若干燃料元件，每一所述燃料元件容置在一所述换热通道内。

5、优选地，所述换热器还包括至少一个连接在所述换热壳体上的接管，所述接管用于传输传热介质。

6、优选地，所述反应堆池包括池壁、依次设置在所述池壁外的绝热层和屏蔽层。

7、优选地，所述绝热层为非金属保温棉或者为金属保温层。

8、优选地，所述燃料组件的轴向长度大于所述换热通道的一半轴向长度。

9、优选地，所述燃料组件还包括功能组件；所述功能组件为控制棒组件、慢化剂组件、一次源组件、二次源组件或仪表组件。

10、优选地，所述反应堆池内为真空或微正压状态。

11、优选地，在发生事故时，所述反应堆池内部充惰性气体或硼酸水。

12、本发明还提供一种无压反应堆传热系统，包括以上任一项所述的无压反应堆，还包括外部换热器；

13、所述外部换热器与所述无压反应堆连接，形成一个传热回路。

14、优选地，所述无压反应堆传热系统还包括连接在所述无压反应堆的出口和所述外部换热器的进口之间的第一输送管道、连接在所述外部换热器的出口和所述无压反应堆的进口之间的第二输送管道。

15、优选地，所述无压反应堆传热系统还包括设置在所述第二输送管道上的输送泵。

16、优选地，所述无压反应堆传热系统还包括稳压器，所述稳压器连接所述传热回路，对所述传热回路中的介质进行加压。

17、优选地，所述无压反应堆传热系统还包括抽真空装置，所述抽真空装置连接所述传热回路，对所述传热回路进行抽真空。

18、本发明的有益效果：通过换热器将燃料组件设置在反应堆池内形成无压反应堆；燃料组件与换热器内的传热介质实体隔离，当燃料组件的燃料元件破损或熔化时，燃料元件即跌落在反应堆池内，反应堆池内不承压或承压较小，不会造成设备破损，使放射性物质全部滞留在厂房内，不造成放射性物质的扩散。

技术特征：

1.一种无压反应堆，其特征在于，包括反应堆池、设置在所述反应堆池内的至少一个换热器、设置在所述反应堆池内并包围在所述换热器外周的中子反射层、设置在所述换热器内的燃料组件；

2.根据权利要求1所述的无压反应堆，其特征在于，所述换热器还包括至少一个连接在所述换热壳体上的接管，所述接管用于传输传热介质。

3.根据权利要求1所述的无压反应堆，其特征在于，所述反应堆池包括池壁、依次设置在所述池壁外的绝热层和屏蔽层；

4.根据权利要求1所述的无压反应堆，其特征在于，所述燃料组件的轴向长度大于所述换热通道的一半轴向长度。

5.根据权利要求1所述的无压反应堆，其特征在于，所述燃料组件还包括功能组件；所述功能组件为控制棒组件、慢化剂组件、一次源组件、二次源组件或仪表组件。

6.根据权利要求1至5任一项所述的无压反应堆，其特征在于，所述反应堆池内为真空或微正压状态。

7.根据权利要求6所述的无压反应堆，其特征在于，在发生事故时，所述反应堆池内部充惰性气体或硼酸水。

8.一种无压反应堆传热系统，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的无压反应堆，还包括外部换热器；

9.根据权利要求8所述的无压反应堆传热系统，其特征在于，所述无压反应堆传热系统还包括连接在所述无压反应堆的出口和所述外部换热器的进口之间的第一输送管道、连接在所述外部换热器的出口和所述无压反应堆的进口之间的第二输送管道。

10.根据权利要求9所述的无压反应堆传热系统，其特征在于，所述无压反应堆传热系统还包括设置在所述第二输送管道上的输送泵。

11.根据权利要求8至10任一项所述的无压反应堆传热系统，其特征在于，所述无压反应堆传热系统还包括稳压器，所述稳压器连接所述传热回路，对所述传热回路中的介质进行加压。

12.根据权利要求8至10任一项所述的无压反应堆传热系统，其特征在于，所述无压反应堆传热系统还包括抽真空装置，所述抽真空装置连接所述传热回路，对所述传热回路进行抽真空。

技术总结本发明公开了一种无压反应堆及无压反应堆传热系统，无压反应堆包括反应堆池、设置在反应堆池内的至少一个换热器、设置在反应堆池内并包围在换热器外周的中子反射层、设置在换热器内的燃料组件；换热器包括换热壳体、若干换热通道；换热通道与换热壳体的内腔相隔绝并贯穿换热壳体的相对两端，与反应堆池相连通；燃料组件包括若干燃料元件，每一燃料元件容置在一换热通道内。本发明通过换热器将燃料组件设置在反应堆池内形成无压反应堆，燃料组件与换热器内的传热介质隔离；当燃料组件的燃料元件破损或熔化时，燃料元件即跌落在反应堆池内，反应堆池内不承压或承压较小，不会造成设备破损，使放射性物质全部滞留在厂房内，不造成放射性物质的扩散。技术研发人员：罗明坤,杨廷受保护的技术使用者：深圳中广核工程设计有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27