[发明专利]反应性控制装置

说明书

本发明提供了一种反应性控制装置，包括石墨活动块、石墨固定块、连接部、电磁装置和驱动部，其中，石墨活动块能够相对于石墨固定块移动，连接部能够带动石墨活动块沿靠近或远离反应堆堆芯底部的方向运动，驱动部和连接部通过电磁装置可发生连接，从而使当反应堆正常运行时，驱动部带动连接部从而带动石墨活动块运动到反应堆堆芯的底部；当发生紧急工况时，石墨活动块在自重作用下迅速下落离开反应堆堆芯底部。该反应性控制装置利用石墨活动块和石墨固定块不同的位置状态控制反应性，且依据中子泄露原理，有利于进一步提高反应堆紧急停堆的速度；该反应性控制装置具有结构简单、安全控制系数高、可靠性强、控制精度高等优点。

技术领域

本发明涉及核反应堆控制领域，尤其涉及一种反应性控制装置。

背景技术

零功率反应堆是在低功率水平下运行的可控链式核反应的装置，其为进行反应堆物理研究的重要实验装置之一。零功率反应堆具有运行功率低、结构简单、活性区灵活易变等特点，其用于开展以下工作：对具体反应堆进行物理模拟，从而改进堆设计；系统地研究各种栅格特性；测定材料的吸收截面，检验堆用材料；研究含裂变物质的材料达到临界状态的条件，为核燃料工业提供技术数据；培训堆物理实验人员和堆运行人员等。

加速器驱动次临界反应堆系统(ADS)是带有散裂中子靶的高能质子加速器与次临界反应堆耦合集成的新核能系统。如ADS铅冷却剂临界反应堆的堆芯结构用于实现质子束流轰击重金属散裂靶，引起散裂反应，为次临界堆提供外源中子以驱动反应堆内的核反应，从而实现核废料嬗变等功能。

反应性控制装置是关系反应堆运行安全的核心部分，常见的用于控制反应性的控制装置多为具有棒状或棒束状的结构，且设置于反应堆堆芯的上方区域。在反应堆启堆、功率转换和停堆过程中，通过控制控制棒的提升、插入和保持运动，从而控制反应堆的反应性，保证反应堆始终工作在受控状态。尤其在发生紧急工况的情况下，控制棒系统一般利用重力自由下落至堆芯从而使反应堆停堆，保证反应堆的安全性。该控制棒控制反应性是基于中子吸收作用实现的。

然而，为了确保反应堆的运行安全，进一步增加安全裕度，以及确保反应堆在发生紧急工况时能够实现紧急安全停堆，仅靠控制棒系统实现停堆具有安全系数低、紧急停堆速度慢等缺点，因而，有必要增加额外的反应性控制装置进行辅助安全停堆。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个方面，本发明的实施例的目的是提供一种反应性控制装置，在反应堆设置控制棒系统的基础上，该反应性控制装置能够在反应堆发生紧急工况下实现反应堆快速安全停堆，从而增加反应堆的运行安全系数。

本发明的实施例提供了一种反应性控制装置，包括：石墨活动块，所述石墨活动块设置成，当反应堆运行时，其运动到反应堆堆芯的底部；当所述反应堆停堆时，其离开反应堆堆芯的底部；石墨固定块，所述石墨固定块包围所述石墨活动块，所述石墨活动块设置成能够相对于所述石墨固定块移动；连接部，所述连接部设置成带动所述石墨活动块沿靠近或远离所述堆芯底部的方向运动；电磁装置，所述电磁装置包括第一部和第二部，在电磁装置通电时，所述第一部和第二部之间具有吸引力；驱动部，所述电磁装置的所述第一部设置在所述驱动部，所述驱动部设置成驱动所述第一部运动；其中，所述电磁装置的所述第二部设置在所述连接部，所述第一部与所述第二部之间具有电磁力的作用，当所述驱动部驱动所述第一部运动时，所述第一部带动所述第二部运动，所述第二部带动所述连接部运动，从而，所述连接部带动所述石墨活动块运动；其中，当反应堆意外断电或者需要紧急关闭而断电时，所述电磁装置断电，所述石墨活动块沿远离所述反应堆堆芯底部的方向运动。

根据本发明的实施例，反应性控制装置还包括容器，所述容器设置成当所述石墨活动块沿远离所述反应堆堆芯底部的方向运动时，落入所述容器内。

根据本发明的实施例，容器包括缓冲块和弹簧，所述弹簧的一端连接至所述缓冲块，另一端连接至所述容器的底部；所述缓冲块和弹簧设置成当所述石墨活动块落入所述容器接触所述缓冲块时，压缩所述缓冲块和弹簧。