[发明专利]船用热管反应堆

说明书

本发明提供一种船用热管反应堆，包括：多个热管；二氧化碳循环结构，包括形成于各所述热管之间的二氧化碳流道；多个转鼓，设于各所述热管的周向，各所述转鼓包括壳体、设于所述壳体内的转动轴、以及设于所述壳体内的中子吸收体；以及，紧急停堆机构，包括连通件以及驱动叶片，所述连通件用于在开启时连通至少一个所述二氧化碳流道与所述壳体的内腔，以使二氧化碳流体进入所述壳体的内腔，所述驱动叶片设于各所述转动轴上，用于在二氧化碳流体的作用下驱动对应的所述转动轴转动。本发明提供的船用热管反应堆，旨在解决传统技术中，船用热管反应堆在发生全场断电事故时，无法及时停堆，影响系统安全的问题。

技术领域

本发明涉及热管反应堆技术领域，尤其涉及一种船用热管反应堆。

背景技术

在船用热管反应堆耦合超临界二氧化碳动力系统设计中，当发生全场断电事故时，反应堆能否及时停堆关系着整个系统的安全。通常情况下，通过控制反应堆的反应性进行反应堆的功率调节。对热管反应堆，通常采用控制棒及转鼓等方式改变反应堆的中子泄露率来达到反应性控制的目的。而对于船用核动力系统中，热管反应堆卧式布置，全场断电工况下，传统的控制棒靠重力自动掉落难以实现及时停堆，同时会需要较大的移动空间，不符合船用核动力紧凑性要求。转鼓利用其内中子吸收材料的位置变化来调节反应堆反应性，驱动机构简单，结构相对紧凑，在热管反应堆中广泛应用。但是转鼓的控制通过采用驱动机构进行转鼓角度的调整，全场断电情况下，转鼓驱动机构失去电源供应，存在无法及时停堆的可能，对于反应堆的安全停堆存在重大潜在风险。

发明内容

本发明提供一种船用热管反应堆，旨在解决传统技术中，船用热管反应堆在发生全场断电事故时，无法及时停堆，影响系统安全的问题。

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种船用热管反应堆，所述船用热管反应堆具有依次间隔设置的堆芯区、缓存区以及中间换热区，所述船用热管反应堆包括：

多个热管，依次穿过所述堆芯区、所述缓存区、以及所述中间换热区；

二氧化碳循环结构，设于所述中间换热区，包括形成于各所述热管之间的二氧化碳流道，所述二氧化碳流道内流动有二氧化碳流体；

多个转鼓，设于各所述热管的周向，各所述转鼓包括壳体、设于所述壳体内的转动轴、以及设于所述壳体内的中子吸收体，所述转动轴具有沿其轴向转动的活动行程，用于驱动所述壳体转动，所述壳体依次穿过所述堆芯区、所述缓存区、以及所述中间换热区，所述转动轴设于所述缓存区以及所述中间换热区，所述中子吸收体设于所述堆芯区；以及

紧急停堆机构，包括连通件以及驱动叶片，所述连通件用于在开启时连通至少一个所述二氧化碳流道与所述壳体的内腔，以使二氧化碳流体进入所述壳体的内腔，所述驱动叶片设于各所述转动轴上，用于在二氧化碳流体的作用下驱动对应的所述转动轴转动。

根据本发明提供的一种船用热管反应堆，所述连通件包括第一连通件以及第二连通件，所述第一连通件设于所述中间换热区与所述缓存区连接处，用于连通所述二氧化碳流道与所述缓存区，所述第二连通件设于各所述壳体上，用于连通所述缓存区与各所述壳体的内腔；

所述驱动叶片设于各所述转动轴位于所述缓存区处。

根据本发明提供的一种船用热管反应堆，所述第一连通件包括至少一个阀门、温度检测器以及控制器，所述阀门设于所述中间换热区与所述缓存区连接处，用于在打开时连通所述二氧化碳流道与所述缓存区，所述温度检测器设于所述中间换热区；

所述控制器与所述温度检测器以及所述阀门均电连接，所述控制器用于在预设温度时控制所述阀门打开或者关闭。

根据本发明提供的一种船用热管反应堆，所述第二连通件包括设于各所述壳体上的喷射器，各所述喷射器均与所述缓存区连通，各所述喷射器的喷射方向朝向对应的所述驱动叶片设置。