[发明专利]池式供热反应堆及低温核供热系统

说明书

技术领域

本发明涉及核反应堆技术领域，特别涉及一种池式供热反应堆及低温核供热系统。

背景技术

核能供热(utilization of nuclear energy in district heat supply)，以核裂变产生的能量为热源的城市集中供热方式。它是解决城市能源供应，减轻运输压力和消除烧煤造成的环境污染的一种新途径。

其中，低温核供热系统，也即低温核供热反应堆，可以分为两种：一种为壳式加压型，如西德、苏联设计建造的自然循环沸水堆，堆芯装在耐压壳内，其堆内结构与动力堆相近；另一种为池式加压型，如瑞典设计的低压压水堆，堆芯装在一个大水池内，水池由承压予应力混凝土壳构成。并且，上述两种低温堆都是利用未辐照过的“新鲜”燃料组件作反应堆的燃料。

具体地，现有技术中，池式供热反应堆，主要包括：混凝土屏蔽层，设置在混凝土屏蔽层内的堆芯水池，以及设置在堆芯水池内的反应堆堆芯和控制棒驱动机构。

然而，本申请发明人发现现有的池式供热反应堆，通常无法较好地保证控制棒驱动机构的高可靠性以及低温、常压状态和反应堆堆芯的自然循环通路，以避免堆芯的融化事故发生，因此现有的池式供热反应堆的安全性和可靠性还有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种池式供热反应堆及低温核供热系统，以解决现有的池式供热反应堆的安全性和可靠性有待提高的技术问题。

本发明提供一种池式供热反应堆，包括：控制棒驱动机构罩体，所述控制棒驱动机构罩体的底端与堆芯围筒的顶端连接、并构成密闭空间用于容纳控制棒驱动机构；所述密闭空间内充有空气或氮气，且所述空气或所述氮气的压力为4－6个大气压。

实际应用时，所述空气或所述氮气的压力为5个大气压。

其中，所述空气或所述氮气通过穿设过所述堆芯围筒的不锈钢管道接入所述控制棒驱动机构罩体。

具体地，所述不锈钢管道为双层套管；所述双层套管的外层套管用于流通所述空气或所述氮气，所述双层套管的中心套管用于容纳所述控制棒驱动机构的电缆。

进一步地，所述不锈钢管道由堆芯的底部沿所述堆芯围筒的内壁向上延伸，并进入所述控制棒驱动机构罩体内；或，所述不锈钢管道穿设过回路冷却剂出口进入所述堆芯围筒，并向上进入所述控制棒驱动机构罩体内。

更进一步地，所述不锈钢管道包括进气管道和排气管道。

实际应用时，所述池式供热反应堆还包括：水池联通阀门，所述水池联通阀门的电源与一回路冷却剂泵的电源并联；所述水池联通阀门在通电时关闭、断电时开启。

其中，所述水池联通阀门为电磁阀。

具体地，所述电磁阀设置有多个，且多个所述电磁阀分布在所述堆芯围筒的顶部或所述回路冷却剂的管道上。

实际应用时，所述池式供热反应堆还包括：燃料储存格架，所述燃料储存格架设置在反应堆深井的内部底端区域，且所述燃料储存格架的底部设有厚度为1－2米的水反射层。

其中，所述燃料储存格架临近堆芯设置有多个，且多个所述燃料储存格架分别位于所述堆芯的不同侧设置。

具体地，所述燃料储存格架与所述反应堆深井的侧壁之间的距离为0.5－1米。

进一步地，所述燃料储存格架为正方形栅格，且所述正方形栅格的栅距为0.1－0.25米。

更进一步地，所述燃料储存格架由包含中子吸收体的不锈钢板制成。

再进一步地，所述中子吸收体包括硼。

实际应用时，所述池式供热反应堆的运行参数为入口温度：70－77℃、出口温度：99℃。

其中，所述入口温度优选为72℃。

相对于现有技术，本发明所述的池式供热反应堆具有以下优势：

本发明提供的池式供热反应堆中，包括：控制棒驱动机构罩体，该控制棒驱动机构罩体的底端与堆芯围筒的顶端连接、并构成密闭空间用于容纳控制棒驱动机构；密闭空间内充有空气或氮气，且空气或氮气的压力为4－6个大气压。由此分析可知，本发明提供的池式供热反应堆中，由于通过控制棒驱动机构罩体与堆芯围筒构成密闭空间用于容纳控制棒驱动机构，且密闭空间内充有压力为4－6个大气压的空气或氮气，因此该压力为4－6个大气压的空气或氮气能够保证密闭空间的水密性，从而保证控制棒驱动机构的可靠性，，进而有效避免堆芯的融化事故发生，进而有效提高池式供热反应堆的安全性。

本发明还提供一种低温核供热系统，包括：如上述任一项所述的池式供热反应堆。

相对于现有技术，本发明所述的低温核供热系统具有以下优势：