[发明专利]一种快谱反应堆堆芯设计方法及堆芯结构

权利要求书

1.一种快谱反应堆堆芯设计方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤(1)选择毒物材料抑制因中子慢化引入的正反应性；步骤(2)选择毒物材料的堆内布置方式。

2.根据权利要求1所述的一种快谱反应堆堆芯设计方法，其特征在于：所述步骤(1)中，选择热群吸收截面大于快群吸收截面的毒物材料，抑制蒸汽发生器传热管破裂事故增强堆芯中子慢化所引入的正反应性。

3.根据权利要求2所述的一种快谱反应堆堆芯设计方法，其特征在于：所述毒物材料为含¹⁰B、¹¹³Cd、¹⁴³Nd、¹⁴⁹Sm、¹⁵¹Eu、¹⁵⁵Gd、¹⁵⁷Gd、¹⁵⁹Tb、¹⁶¹Dy、¹⁶⁴Dy、¹⁶⁵Ho、¹⁶⁷Er、¹⁶⁹Tm、¹⁷⁶Lu、¹⁷⁷Hf、¹⁸¹Ta、Re、¹⁹¹Ir的化合物。

4.根据权利要求2所述的一种快谱反应堆堆芯设计方法，其特征在于：所述步骤(2)中，选择如下四种方式或四种方式的任意结合进行毒物材料的堆内布置：设置毒物棒，将毒物材料制作成为棒状元件取代部分燃料棒，布置在燃料组件中；设置燃料棒毒物涂层，在燃料棒包壳外均匀涂抹一层毒物材料；设置堆芯毒物包覆层，在堆芯活性区围板内层均匀涂抹一层毒物材料；设置均匀混合毒物的燃料棒，将一定量的毒物材料与燃料均匀混合制作成混杂毒物的燃料元件。

5.根据权利要求4所述的一种快谱反应堆堆芯设计方法的堆芯结构，其特征在于：包括燃料棒(1)和毒物棒(2)，在由燃料棒(1)构成的正六边形燃料组件中，在燃料组件六个顶点处设置六根毒物棒(2)替换燃料棒(1)。

6.根据权利要求5所述的一种快谱反应堆堆芯设计方法的堆芯结构，其特征在于：所述毒物棒(2)径向尺寸与燃料棒(1)一致。

7.根据权利要求4所述的一种快谱反应堆堆芯设计方法的堆芯结构，其特征在于：包括涂有毒物材料的燃料棒(1)，具体包括燃料棒毒物涂层(3)、燃料包壳(4)、气隙(5)、燃料芯块(6)、燃料中孔(7)，燃料芯块(6)位于燃料包壳(4)内部，燃料芯块(6)与燃料包壳(4)之间留有气隙(5)，燃料包壳(4)的中心位置开有燃料中孔(7)，燃料包壳(4)的外部涂有燃料棒毒物涂层(3)。

8.根据权利要求4所述的一种快谱反应堆堆芯设计方法的堆芯结构，其特征在于：包括围板(8)、堆芯毒物包覆层(9)、冷却剂(10)、堆芯活性区(11)，围板(8)内层均匀涂抹堆芯毒物包覆层(9)，围板(8)的内部设有堆芯活性区(11)，围板(8)与堆芯活性区(11)之间填充冷却剂(10)。

9.根据权利要求4所述的一种快谱反应堆堆芯设计方法的堆芯结构，其特征在于：包括燃料包壳(4)、气隙(5)、燃料芯块(6)、燃料中孔(7)、均匀混合毒物燃料芯块(12)，均匀混合毒物燃料芯块(12)与燃料包壳(4)之间留有气隙(5)，均匀混合毒物燃料芯块(12)的中心位置开有燃料中孔(7)。

10.根据权利要求5-9任意一项所述的一种快谱反应堆堆芯设计方法的堆芯结构，其特征在于：所述毒物燃料为Gd₂O₃。