[发明专利]一种采用棒状燃料组件的超临界二氧化碳冷却小堆

权利要求书

1.一种采用棒状燃料组件的超临界二氧化碳冷却小堆，包括压力容器，其特征在于：所述压力容器包括压力壳(8)以及置于压力壳(8)内的堆芯(12)和控制棒驱动机构(6)，所述压力壳(8)的上部和下部分别被上隔离板和下隔离板隔离出上腔室(19)和下腔室(11)，压力壳(8)与堆芯吊篮(7)之间的间隙形成下降段(10)，堆芯(12)内竖向垂直放置有多个棒状燃料组件以及控制棒组件，所述棒状燃料组件上方有裂变气体气腔(17)，裂变气体气腔(17)上面压着上隔离板，所述控制棒组件的控制棒棒束(14)向上延伸穿过上隔离板与上腔室(19)内的控制棒驱动机构(6)相连，在下隔离板和堆芯(12)内的棒状燃料组件相连处，对应于每个棒状燃料组件有进气孔，用于调节进气流量；

所述堆芯(12)呈1/6对称结构，每个1/6堆芯由多个棒状燃料组件、控制棒组件(C)、反射层组件(R)和屏蔽层组件(S)排列成截面为三角形形状；所述棒状燃料组件包括第一类棒状燃料组件(F1)和第二类棒状燃料组件(F2)两种类型，第一类棒状燃料组件(F1)放置在堆芯(12)内部，第二类棒状燃料组件(F2)放置在第一类棒状燃料组件F1外围位置，第二类棒状燃料组件(F2)外围放置反射层组件(R)，反射层组件(R)外围放置屏蔽层组件(S)，控制棒组件(C)分散布置在第一类棒状燃料组件(F1)中；所述棒状燃料组件的活性区高度为120cm，活性区上下分别有10cm厚的反射层与屏蔽层；第一类棒状燃料组件(F1)轴向分为三层，活性区的中间部位是48cm长的富集度为25％的燃料，活性区的上部和下部分别为36cm长的富集度为30％的燃料；第二类棒状燃料组件(F2)轴向不分区，其燃料富集度为35％；所述堆芯(12)的工作压力为14MPa，堆芯冷却剂进口温度300℃，出口温度为500℃，热功率为100MWt；所述堆芯(12)放置的棒状燃料组件之间留有间隙；

所述棒状燃料组件呈六边形，包括外部的组件壁(1)以及内部的超临界二氧化碳冷却的燃料区(2)；所述燃料区(2)内均匀分布有91个棒状燃料；

所述燃料区(2)的材料为UO₂燃料。

2.根据权利要求1所述的采用棒状燃料组件的超临界二氧化碳冷却小堆，其特征在于：所述棒状燃料由内向外由燃料棒(3)、气隙(4)和燃料棒包壳(5)组成。

3.根据权利要求2所述的采用棒状燃料组件的超临界二氧化碳冷却小堆，其特征在于：所述燃料棒包壳(5)的材料为ODS MA956不锈钢。

4.根据权利要求1所述的采用棒状燃料组件的超临界二氧化碳冷却小堆，其特征在于：所述组件壁(1)的材料为ODS MA956不锈钢。

5.根据权利要求1所述的采用棒状燃料组件的超临界二氧化碳冷却小堆，其特征在于：所述控制棒组件(C)包括控制棒组件外壁(32)、设置在控制棒组件外壁(32)上的多个壁面冷却通道(33)以及控制棒组件外壁(32)内插有的37根控制棒棒束(14)。

6.根据权利要求5所述的采用棒状燃料组件的超临界二氧化碳冷却小堆，其特征在于：所述控制棒棒束(14)的每个控制棒为圆形截面，由控制棒包壳(35)及置于控制棒包壳(35)内的碳化硼吸收体(34)组成。