一种采用六棱柱包壳的热管反应堆燃料元件的堆芯结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111081391A(43)申请公布日2020.04.28(21)申请号201911414582.7G21C15/14(2006.01)(22)申请日2019.12.31G21C5/02(2006.01)(71)申请人中国核动力研究设计院地址610213四川省成都市双流区协和街道办事处长顺大道1段328号(72)发明人黄永忠李权柴晓明李文杰余红星李垣明唐昌兵高士鑫刘振海段振刚路怀玉王金雨马超齐飞鹏(74)专利代理机构核工业专利中心11007代理人王婷(51)Int.Cl.G21C3/06(2006.01)G21C13/032(2006.01)G21C15/06(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图7页(54)发明名称一种采用六棱柱包壳的热管反应堆燃料元件的堆芯结构(57)摘要本发明属于核燃料元件技术领域，具体涉及一种采用六棱柱包壳的热管反应堆燃料元件的堆芯结构，包括：燃料元件1、热管2、限位基体3、筒体容器4及堆芯上栅板5；其中所述燃料元件1和热管2呈蜂窝型排布设置于筒体容器4内部，所述燃料元件1和热管2的排列组合与筒体容器4内壁之间设有限位基体3，所述堆芯上栅板5设于筒体容器4上。CN111081391ACN111081391A权利要求书1/2页1.一种采用六棱柱包壳的热管反应堆燃料元件的堆芯结构，其特征在于：包括燃料元件(1)、热管(2)、限位基体(3)、筒体容器(4)及堆芯上栅板(5)；其中所述燃料元件(1)和热管(2)呈蜂窝型排布设置于筒体容器(4)内部，所述燃料元件(1)和热管(2)的排列组合与筒体容器(4)内壁之间设有限位基体(3)，所述堆芯上栅板(5)设于筒体容器(4)上。2.如权利要求1所述的一种采用六棱柱包壳的热管反应堆燃料元件的堆芯结构，其特征在于：所述燃料元件(1)和热管(2)均为外形相同的六棱柱结构，每个热管(2)外侧设有六个燃料元件(1)组成完美契合的蜂窝型结构。3.如权利要求2所述的一种采用六棱柱包壳的热管反应堆燃料元件的堆芯结构，其特征在于：所述燃料元件(1)包括：上端塞(11)、燃料元件六棱柱包壳管(12)、气腔弹簧(13)、燃料芯块(14)和下端塞(15)；所述燃料元件六棱柱包壳管(12)中空且两端开口，所述上端塞(11)设于燃料元件六棱柱包壳管(12)上端开口处，下端塞(15)设于燃料元件六棱柱包壳管(12)下端开口处；位于燃料元件六棱柱包壳管(12)内部设有燃料芯块(14)，所述燃料元件六棱柱包壳管(12)内部位于燃料芯块(14)和燃料元件上端塞(11)之间设有气腔弹簧(13)。4.如权利要求3所述的一种采用六棱柱包壳的热管反应堆燃料元件的堆芯结构，其特征在于：所述下端塞(15)整体呈“T”字形结构，所述下端塞(15)的下端外表面设置有螺纹，用于下端塞(15)的下端插入筒体容器(4)底部的定位孔后通过螺母连接固定；所述上端塞(11)的上部圆周开有环形凹台，上端塞(11)的中段内部开有圆柱形空腔，空腔下部直径大于空腔上部直径，圆柱形空腔充入惰性气体后进行堵孔焊；上端塞(11)与上栅板(5)之间通过压紧弹簧压紧。5.如权利要求4所述的一种采用六棱柱包壳的热管反应堆燃料元件的堆芯结构，其特征在于：所述燃料芯块(14)整体为圆柱体结构，燃料芯块(14)材质包括：UN、UO2或者其它适用的燃料材料，燃料芯块(14)与包壳内表面之间留有间隙。6.如权利要求5所述的一种采用六棱柱包壳的热管反应堆燃料元件的堆芯结构，其特征在于：所述热管(2)包括：热管六棱柱包壳(21)、环形多孔吸液芯(22)及蒸汽区空腔(23)；所述热管六棱柱包壳(21)中空，内部设有环形多孔吸液芯(22)，所述环形多孔吸液芯(22)内部为蒸汽区空腔(23)。7.如权利要求6所述的一种采用六棱柱包壳的热管反应堆燃料元件的堆芯结构，其特征在于：所述筒体容器(4)上端开口处设有筒体螺纹孔(42)；所述筒体容器(4)的底面上设有筒体定位孔(41)。8.如权利要求7所述的一种采用六棱柱包壳的热管反应堆燃料元件的堆芯结构，其特征在于：所述堆芯上栅板(5)上设有上栅板定位通孔(51)、上栅板定位盲孔(52)及上栅板连接孔(53)；所述上栅板定位通孔(51)、上栅板定位盲孔(52)呈蜂窝排列，排列形态与所述燃料元件(1)和热管(2)之间排布相同，且上栅板定位通孔(51)与热管(2)位置相对应，热管可以穿过堆芯上栅板(5)；上栅板定位盲孔(52)与燃料元件(1)位置相对应，所述上栅板定位盲孔(52)内放置有一个压紧弹簧，用于与上端塞(11)接触并压紧燃料棒；所述上栅板连接孔(53)与筒体容器(4)上的筒体螺纹孔(42)位置对应。9.如权利要求8所述的一种采用六棱柱包壳