[发明专利]一种铅基快堆氧化铅反射层组件及铅铋快谱堆堆芯布置

说明书

本发明属于核反应堆设计技术领域，具体涉及一种铅基快堆氧化铅反射层组件及铅铋快谱堆堆芯布置，包括：组件盒和设置在组件盒内部的若干个包壳、氧化铅和冷却剂；所述包壳全部沿组件盒轴向方向放置，且在组件盒的截面方向均匀布置，其中一个包壳的截面圆心与组件盒的截面圆心重合，即该包壳与组件盒同心同轴布置，其余包壳均匀分布在组件盒内，且所有相邻包壳的截面圆心之间的距离全部相等。本发明设计的反射层组件布置在堆芯燃料区域外后，大量溢出堆芯的中子将被反射回堆芯，可以大幅降低中子泄漏，提高堆芯的中子利用率，从而延长铅基快堆的运行周期，提高铅基快堆的经济性。

技术领域

本发明属于核反应堆设计技术领域，具体涉及一种铅基快堆氧化铅反射层组件及铅铋快谱堆堆芯布置。

背景技术

铅基快谱反应堆采用铅或铅铋合金作为冷却剂，铅或铅铋合金具有中子慢化作用弱、热传导性强、化学性质稳定等特性，使得铅基快谱反应堆具备优良的中子物理、热工水力、系统安全性质，并入选国际主流核能界认可的“第四代”先进核能系统。

与压水堆相比，快堆中子泄漏率较高，为减少泄漏，提高反应堆的运行周期，一般会在堆芯燃料区域周围布置大量的径向反射层组件，径向反射层组件能够将溢出堆芯或径向转换区的中子反射回堆芯或转换区，以提高中子利用率和增殖比，同时还能对伽马射线和中子起到一定的屏蔽作用，降低中子和伽马辐照对反应堆设备的不良影响。目前，快堆的中子反射层组件多采用不锈钢作为反射材料。该类型组件中子反射能力一般，对中子利用率的提升有限。

因此，需要设计一种性能更好，能够大幅提高反应堆运行周期的反射层组件，以改善上述现有中子反射层组件的不足。

发明内容

本发明针对现有技术中，提出一种铅基快堆氧化铅反射层组件，用于解决采用现有快堆中子反射层组件采用不锈钢作为反射材料，导致组件中子反射能力一般，对中子利用率提升有限的技术问题。

本发明的技术方案：

一种铅基快堆的氧化铅反射层组件，包括：组件盒和设置在组件盒内部的若干个包壳、氧化铅和冷却剂；所述包壳全部沿组件盒轴向方向放置，且在组件盒的截面方向均匀布置，其中一个包壳的截面圆心与组件盒的截面圆心重合，即该包壳与组件盒同心同轴布置，其余包壳均匀分布在组件盒内，且所有相邻包壳的截面圆心之间的距离全部相等。

所述氧化铅设置在包壳内部，由包壳和包壳内部的氧化铅共同组成反射体棒；包壳的外壁与组件盒内壁之间的间隙全部为冷却剂。

所述氧化铅设置在包壳的外壁与组件盒内壁之间的间隙，所述包壳内部为冷却剂。

所述组件盒整体为六棱柱管状结构，组件盒的材质为不锈钢。

所述的包壳的数量为7个、19个、37个，且相邻三个包壳的截面圆心距离成等边三角形布置。

所述的包壳的长度与组件盒3的长度相同，即所有包壳贯穿整个组件盒的长度方向。

所述的冷却剂为铅或铅铋合金。

一种铅铋快谱堆堆芯布置，堆芯活性区外围布置所述如上中任意其一所述的铅基快堆的氧化铅反射层组件；堆芯活性区中心设置有一个控制棒组件，围绕堆芯活性区中心的这一控制棒组件由内至外按照截面六边形结构分两层依次均匀布置富集度由低到高的六边形燃料组件，其余控制棒组件均匀布置在其中一种富集度的燃料组件之中。

堆芯活性区共布置114个六边形燃料组件，包括：由内至外分别按照截面六边形分两层均匀布置的富集度为15.5％的燃料组件、富集度为17.5％的燃料组件、富集度为19.5％的燃料组件；

其中，富集度为15.5％的燃料组件为18个、富集度为17.5％的燃料组件为36个、富集度为19.5％的燃料组件为60个。