一种球状反应堆布置方法及排料装置与流程

本发明涉及反应堆，特别是一种球状反应堆布置方法及排料装置。

背景技术：

1、球床式高温气冷堆的堆芯由球形燃料元件自由堆积而成，可以实现不停堆换料。反应堆的燃料循环从初装堆开始，依次经过初装堆芯建立、过渡过程，最后到达平衡堆芯。在上述燃料循环过程中，过渡过程的堆芯装载最为复杂，包括不同的功率平台、不同的装换料速度、逐渐增加的卸料燃耗。另外，堆芯装载由最初的较低富集度的燃料元件和石墨球的混合球，逐渐过渡到全部为低富集度的燃料元件；然后为低富集度和高富集度组成的混合燃料元件，到最后全部由高富集度燃料元件构成。

2、过渡过程的阶段下，堆芯内存在不同成分、不同富集度、不同混合比例、不同燃耗深度的燃料元件，堆内中子场分布复杂；且球床式高温气冷堆内只在靠近活性区的石墨反射层中设置有控制棒、吸收球两套反应性控制系统，没有类似压水堆中可溶毒物、可燃毒物这样的反应性补偿控制装置。因此，在该阶段下，堆芯内功率分布受燃料循环所带来的燃料密度、中子分布的变化影响非常明显，可能在期间出现较不均匀的轴向功率分布。这种不均匀的功率分布会提高堆芯内局部区域的热点温度，限制反应堆功率提升，对反应堆的安全性和经济性带来不利影响，并且核反应堆的运行效率会因为一次性全部更换燃料球而降低。这种方式会导致核反应堆停机运行，从而影响其正常运行。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术中存在不均匀的功率分布会提高堆芯内局部区域的热点温度，以及一次性全部更换燃料球会造成运行效率低下的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明的目的是提供一种球状反应堆布置方法。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种球状反应堆布置方法，其方法包括以下步骤，

4、初装堆芯建立s0至平衡堆芯建立s5之间的阶段，包括四个阶段s1-s4：低富集度的低混合比至中混合比燃料元件过渡阶段s1、中富集度的低混合比至高混合比燃料元件过渡阶段s2、低富集度的高混合比燃料元件至低富集度燃料元件过渡阶段s3、低富集度至高富集度燃料元件过渡阶段s4组成；

5、其中，混合燃料元件由填充有铀的燃料元件球和未填充铀的纯石墨球组成，低、中、高混合比的燃料元件中，填充铀的燃料元件球占比逐渐增高。

6、作为本发明球状反应堆布置方法的一种优选方案，其中：s1：低富集度的低混合比至中混合比燃料元件过渡阶段，包括，

7、向堆芯添加高混合比燃料元件，添加量为总装载量a的十一分之一；

8、向堆芯添加低混合比燃料元件，添加量为总装载量a的十一分之一；

9、向堆芯添加高混合比燃料元件，添加量为总装载量a的十一分之一；

10、向堆芯添加低混合比燃料元件，添加量为总装载量a的十一分之一；

11、向堆芯添加高混合比燃料元件，添加量为总装载量a的十一分之一；

12、s2：低富集度的中混合比至高混合比燃料元件过渡阶段，包括，

13、向堆芯添加高混合比燃料元件，同时卸出堆芯中已装载的燃料元件，至s1中交错装载的中混合比燃料元件全部卸出。

14、作为本发明球状反应堆布置方法的一种优选方案，其中：s3：低富集度的高混合比燃料元件至低富集度燃料元件过渡阶段，包括，

15、向堆芯添加低富集度的燃料元件，不含石墨球，卸出堆芯中已装载的混合燃料元件，至s2中装载的低富集度、高混合比燃料元件全部卸出；

16、s4：低富集度至高富集度燃料元件过渡阶段，包括，

17、向堆芯添加低富集度、高富集度混合的燃料元件，且高富集度燃料元件的占比逐渐增加，卸出堆芯中已装载的燃料元件，至s3中装载的低富集度燃料元件完全卸出。

18、本发明的还提供一种排料装置。

19、为解决上述技术问题，本发明还提供如下技术方案：一种排料装置，其特征在于：包括所述的球状反应堆布置方法，以及，

20、安装机构，包括底板、固定连接在所述底板顶端的支撑架，以及设置在所述底板顶端的排料管，所述排料管的外侧固定连接有滑套；

21、其中，所述滑套设置为两组，上侧所述滑套的外侧固定连接有安装环，所述滑套的内部设置有阻隔部件，所述底板的顶端设置有动力部件；

22、调节机构，包括固定连接在所述支撑架顶端的顶环、滑动连接在所述顶环内部的弧形块，以及固定连接在所述弧形块外侧的连接块，所述连接块的底端固定连接有操作环；

23、其中，所述顶环的内部设置有转换部件，所述顶环的顶端设置有显示部件，所述排料管的外侧设置有输出部件。

24、作为本发明排料装置的一种优选方案，其中：所述阻隔部件包括设置在所述排料管内部的第一弹簧、固定连接在所述第一弹簧底端的卡块，以及设置在所述排料管内侧的圆球，所述卡块的顶端固定连接有绳索。

25、作为本发明排料装置的一种优选方案，其中：所述动力部件包括固定连接在所述底板顶端的安装架、设置在所述安装架顶端的电机，以及固定连接在所述电机输出端的齿轮。

26、作为本发明排料装置的一种优选方案，其中：所述转换部件包括滑动连接在所述顶环内侧的滑块、开设在所述滑块一端的凹槽，以及滑动连接在所述滑块内部的卡杆，所述卡杆的外侧开设有空腔，所述滑块的内部设置有第二弹簧，所述滑块的一端设置有往复组件。

27、作为本发明排料装置的一种优选方案，其中：所述往复组件包括转动连接在所述凹槽内侧的转轴、开设在所述转轴外侧的卡槽，以及固定连接在所述转轴外侧的杠杆；

28、其中，所述杠杆的两端铰接有衔接块，所述衔接块的一端固定连接有横杆，所述横杆在所述滑套的内部滑动，所述杠杆的两端为伸缩设置。

29、作为本发明排料装置的一种优选方案，其中：所述显示部件包括固定连接在所述滑块顶端的第一安装座、与所述第一安装座内侧铰接的外杆，以及滑动连接在所述外杆一端的内杆，所述顶环的顶端固定连接有第二安装座，所述内杆的一端与所述第二安装座铰接，所述内杆的一端外侧固定连接有显示板。

30、作为本发明排料装置的一种优选方案，其中：所述输出部件包括设置在所述排料管外侧的转动环、固定连接在所述转动环内侧的环形板，以及固定连接在所述转动环外侧的齿条；

31、其中，所述转动环的外侧固定连接有推块，两组相邻的所述推块上下错位设置。

32、本发明的排料装置的有益效果：设备不仅可以具有间接排料，以确保剩余的反应堆可以继续进行核反应，实现不停堆换料，提升了核反应堆工作效率的同时，还可以更换模式，实现物料的快速排出，为工作人员提供不同的选择，通过观察显示板的状态对设备此时的排料模式进行快速了解，若显示板为摆动状态，则为快速排料模式，若为静止，则为间接排料模式，实现工作人员对设备模式的快速掌握。

技术特征：

1.一种球状反应堆布置方法，其特征在于：其方法包括以下步骤，

2.如权利要求1所述的球状反应堆布置方法，其特征在于：

3.如权利要求2所述的球状反应堆布置方法，其特征在于：

4.一种排料装置，其特征在于：包括权利要求1～3任一所述的球状反应堆布置方法，以及，

5.如权利要求4所述的排料装置，其特征在于：所述阻隔部件(106)包括设置在所述排料管(103)内部的第一弹簧(106a)、固定连接在所述第一弹簧(106a)底端的卡块(106b)，以及设置在所述排料管(103)内侧的圆球(106c)，所述卡块(106b)的顶端固定连接有绳索(106d)。

6.如权利要求5所述的排料装置，其特征在于：所述动力部件(107)包括固定连接在所述底板(101)顶端的安装架(107a)、设置在所述安装架(107a)顶端的电机(107b)，以及固定连接在所述电机(107b)输出端的齿轮(107c)。

7.如权利要求6所述的排料装置，其特征在于：所述转换部件(205)包括滑动连接在所述顶环(201)内侧的滑块(205a)、开设在所述滑块(205a)一端的凹槽(205b)，以及滑动连接在所述滑块(205a)内部的卡杆(205c)，所述卡杆(205c)的外侧开设有空腔(205d)，所述滑块(205a)的内部设置有第二弹簧(205e)，所述滑块(205a)的一端设置有往复组件(205f)。

8.如权利要求7所述的排料装置，其特征在于：所述往复组件(205f)包括转动连接在所述凹槽(205b)内侧的转轴(205f-1)、开设在所述转轴(205f-1)外侧的卡槽(205f-2)，以及固定连接在所述转轴(205f-1)外侧的杠杆(205f-3)；

9.如权利要求8所述的排料装置，其特征在于：所述显示部件(206)包括固定连接在所述滑块(205a)顶端的第一安装座(206a)、与所述第一安装座(206a)内侧铰接的外杆(206b)，以及滑动连接在所述外杆(206b)一端的内杆(206c)，所述顶环(201)的顶端固定连接有第二安装座(206d)，所述内杆(206c)的一端与所述第二安装座(206d)铰接，所述内杆(206c)的一端外侧固定连接有显示板(206e)。

10.如权利要求8或9所述的排料装置，其特征在于：所述输出部件(207)包括设置在所述排料管(103)外侧的转动环(207a)、固定连接在所述转动环(207a)内侧的环形板(207b)，以及固定连接在所述转动环(207a)外侧的齿条(207c)；

技术总结本发明涉及反应堆技术领域，特别是一种球状反应堆布置方法及排料装置，包括球状反应堆布置方法，以及安装机构，包括底板、固定连接在所述底板顶端的支撑架，以及设置在所述底板顶端的排料管，所述排料管的外侧固定连接有滑套；设备不仅可以具有间接排料，以确保剩余的反应堆可以继续进行核反应，实现不停堆换料，提升了核反应堆工作效率的同时，还可以更换模式，实现物料的快速排出，为工作人员提供不同的选择，通过观察显示板的状态对设备此时的排料模式进行快速了解，若显示板为摆动状态，则为快速排料模式，若为静止，则为间接排料模式，实现工作人员对设备模式的快速掌握。技术研发人员：李雪琳,周勤,罗勇,刘伟,王翥,郭若楠,刘嵩阳,王朗受保护的技术使用者：华能核能技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2