一种核反应堆堆芯熔融物熔炼装置和熔炼方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116007373A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211617206.XF27B14/20(2006.01)(22)申请日2022.12.15F27D9/00(2006.01)(71)申请人中国核动力研究设计院地址610000四川省成都市双流区长顺大道一段328号(72)发明人宫厚军黎阳杨生兴昝元锋李朋洲杨祖毛(74)专利代理机构成都行之专利代理事务所(普通合伙)51220专利代理师王鹏程(51)Int.Cl.F27B14/06(2006.01)F27B14/14(2006.01)F27B14/08(2006.01)F27B14/10(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图5页(54)发明名称一种核反应堆堆芯熔融物熔炼装置和熔炼方法(57)摘要本发明公开了一种核反应堆堆芯熔融物熔炼装置和熔炼方法，包括惰化室、熔炼坩埚和电磁感应组件，惰化室的侧壁上设置有与其内部连通的进气接管和出气接管，熔炼坩埚设置在惰化室内，熔炼坩埚内部有熔炼填料，电磁感应组件设置在熔炼坩埚外侧，且对熔炼填料加热；熔炼坩埚包括铜管组件和冷却底座，冷却底座设置在铜管组件内，且冷却底座的上侧面与铜管组件的内侧面构成熔炼腔，熔炼填料设置在熔炼腔内；本发明通过冷却组件使得铜管组件温度较低，并通过电磁线圈对熔料填料进行加热，从而实现液态熔融物与熔炼坩埚边界之间形成了一层熔融物硬壳，硬壳的成分为熔融物成分避免对液体熔融物造成污染。CN116007373ACN116007373A权利要求书1/3页1.一种核反应堆堆芯熔融物熔炼装置，其特征在于，包括惰化室(1)、熔炼坩埚和电磁感应组件，所述惰化室(1)的侧壁上设置有与其内部连通的进气接管(17)和出气接管(18)，所述熔炼坩埚设置在所述惰化室(1)内，所述熔炼坩埚内部有熔炼填料，所述电磁感应组件设置在所述熔炼坩埚外侧，且对所述熔炼填料加热；所述熔炼坩埚包括铜管组件和冷却底座(9)，所述冷却底座(9)设置在所述铜管组件内，且所述冷却底座(9)的上侧面与所述铜管组件的内侧面构成熔炼腔，所述熔炼填料设置在所述熔炼腔内；所述电磁感应组件包括正电极(13)、负电极(14)和电磁线圈(6)，所述电磁线圈(6)套装在所述铜管组件的外侧，所述正电极(13)和所述负电极(14)设置在所述惰化室(1)的侧壁上且与所述电磁线圈(6)电连接；所述熔炼装置还包括冷却组件，所述冷却组件与所述铜管组件连通。2.根据权利要求1所述的一种核反应堆堆芯熔融物熔炼装置，其特征在于，所述铜管组件包括多个铜管(4)和固定组件，多个所述铜管(4)呈环形分布，且通过所述固定组件固定，相邻的两个所述铜管(4)之间设置环形间隙；所述冷却组件包括第一进水接管(12)和第一出水接管(15)，所述第一进水接管(12)和所述第一出水接管(15)均设置在所述惰化室(1)的侧壁上，所述第一进水接管(12)通过分水器(11)与多个所述铜管(4)的一端连通，所述第一出水接管(15)通过集水器(16)与多个所述铜管(4)的另一端连接；所述冷却底座(9)的进水端与所述分水器(11)连通，所述冷却底座(9)的出水端与所述集水器(16)连通。3.根据权利要求2所述的一种核反应堆堆芯熔融物熔炼装置，其特征在于，所述铜管(4)包括竖直段和两个水平段，所述水平段和所述竖直段呈直角分布，且两个所述水平段由所述铜管(4)的两端同向弯折形成；所述固定组件包括轴向限位环(2)和径向限位环(5)，所述轴向限位环(2)的内环面上设置有多个与所述水平段对应的径向通孔(42)，所述铜管(4)的水平段设置在所述径向通孔(42)内；所述径向限位环(5)的外环面上设置有多个与所述竖直段对应的轴向竖槽，所述铜管(4)的竖直段设置在所述轴向竖槽内，所述铜管(4)的外侧缠绕有密封固定带(7)，所述密封固定带(7)对所述铜管(4)施加向内的作用力。4.根据权利要求3所述的一种核反应堆堆芯熔融物熔炼装置，其特征在于，所述固定组件的数量为两个，且两个所述轴向限位环(2)分别固定两个所述水平段，两个所述径向限位环(5)分别固定所述竖直段的上端和下端；所述密封固定带(7)置于两个所述径向限位环(5)之间，且所述密封固定带(7)的下端位于所述冷却底座(9)的上侧面的下方；所述环形间隙小于2mm，所述冷却底座(9)的外环面与所述铜管(4)之间设置有间隙，且间隙小于0.5mm。5.根据权利要求3所述的一种核反应堆堆芯熔融物熔炼装置，其特征在于，所述熔炼装置还包括卸料组件(10)，所述卸料组件(10)设置在所述熔炼坩埚下方且与所述冷却底座(9)连接；2CN116007373A权利要求书2/3页所述卸料组件(10)包括水冷塞(22)和移动机构(23)，所