[实用新型]不停堆添加核燃料球床型反应堆

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种核反应堆，特别是不停堆添加核燃料球床型核反应堆。

背景技术

核能是未来不可替代的能源之母，然而现有的传统核能技术存在严重的设计观念错误。不可避免的会造成各种严重核事故，尽管人们采取各种措施来补救，企图避免发生核事故。但是由于设计理念未能从根本上突破现有的传统系统设计和结构设计的束缚，不可能完全彻底的根除所有核事故隐患。必然还会存在发生核事故的隐患。

传统反应堆的核燃料是由核燃料棒组件一次装填到反应堆内，然后封闭反应堆，启动控制系统调控反应堆的控制棒，使反应堆芯中的核燃料在超临界状态，因中子相互碰撞激发，发生链式反应产生热能。核热能经由一、二回路热循环交换，加热二回路循环水使之产生高压蒸汽，再由高压高温蒸汽推动汽轮发电机组发电产生电能，供工农业生产及居民生活用电。传统的反应堆，不论是二代，三代甚至四代核反应堆，要么是使用核燃料棒组件，要么是使用核燃料球，但一般都是采用一次加足核燃料。由控制棒来控制核燃料的反应度；一次加的核燃料越多，反应堆连续运行的时间越长，往往为了提高反应堆的运行效率，延长换料周期，会往反应堆中装填尽可能多的核燃料，待核燃料不能满足热功率需求时停堆，打开反应堆，取出核燃料棒或核燃料球。再重新装填核燃料，再重新启动核反应堆，这样做有以下五大弊端：

1.装填核燃料越多，发生核事故的危险越大。后果越严重，污染危害范围越广。处理起来越难。

2.每次换装核燃料都必须停堆，需要很长时间才能冷却，每次换料都会释放出大量放射性污染物质。不但会降低反应堆运行效率，还会因释放出的放射性物质，对环境造成放射性污染。

3.由于结构设计不合理，抗御强地震，海啸等强自然灾害的能力很差。极易遭受强地震等自然灾害的损坏，泄漏的放射性污染物质长期无法清除。造成无法挽回的严重后果。

4.建传统核电站对地质、地理条件要求很高，造成选址困难。大大限制核电的广泛普及和发展，并大大延长核电站的建设周期。

5.由于长期经常换料造成放射性污染，对放射性安全防护壳的累积污染。即使不发生核事故，停堆废弃后也不能立即拆除。需要等待数十年甚至上百年时间，等放射性污染衰减到安全值之后才能拆除。还有可能留下有害的放射性建筑垃圾遗害环境。使宝贵的土地不能立即得到再利用。

发明内容

本实用新型的的目的就是针对上述问题，提供的一种全新的核反应堆技术解决方案。提出了一系列突破性技术改进措施，提出一种全新的不停堆添加核燃料球，不停堆排出乏燃料球，无放射性泄漏的第五代超安全不停堆添加核燃料球床型反应堆。

本实用新型的技术方案为：不停堆添加核燃料球床型反应堆，是一由反应堆内壳和反应堆外壳组成的圆柱体。位于反应堆内壳的中心设有球床型的核反应堆芯。反应堆外壳的顶端外装有一个铀燃料球供给箱，铀燃料球供给箱为密闭箱体，内装备用核燃料球。铀燃料球供给箱底部的进料闸门通过依次连通的进料压力过渡仓、球形核燃料进料缓冲管道与核反应堆芯上面安装的球形核燃料分配器相接。核反应堆芯的底部设有反应堆核燃料球排料闸门，排料控制闸门下方与核燃料球排出管道相连。排出管道通过其下方的排料压力过渡仓连接到乏燃料装纳箱。在核反应堆芯的当中为中心区一回路冷却导流管，中心区一回路冷却导流管周围填满了核燃料球。沿中心区一回路冷却导流管周围向外和核反应堆芯内壁之间均匀分布有多根反应堆控制棒导管。紧靠反应堆芯外壁是圆筒形控制板，圆筒形控制板外为一回路冷却层，一回路冷却层外为一回路钠冷中间热交换器，一回路钠冷中间热交换器紧靠近反应堆内壳。反应堆内壳和反应堆外壳之间设有一、二回路热交换器并充满二回路循环水；一、二回路热交换器和反应堆外壳之间设有内保温层。

在由反应堆内壳和反应堆外壳组成的圆柱体底部，一回路主循环阀门B、一回路主循环泵A，以及一回路主循环阀门A组成第一套一回路主循环系统；一回路主循环阀门C、一回路主循环泵B，以及一回路主循环阀门D组成第二套一回路主循环系统。二回路循环水充满反应堆外壳和反应堆内壳之间的全部空间。

本实用新型的效果是：

可以完全避免上述现有核反应堆的五项严重弊端，让核能真正成为一种超安全，高效，环保，清洁，持久，充足，可靠，方便廉价的理想能源。彻底消除世界对核能的恐惧心理。特别是在化石燃料价格飞涨和对环境造成的污染越来越严重的情况下，第五代超安全不停堆添加核燃料反应堆更具有长久但迫切的经济实用价值。

本实用新型采用了不同于现有反应堆的下述措施：

1.改用核燃料棒为采用核燃料球。