反应性控制系统、核反应堆和核反应堆的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及一种用于核反应堆的反应性控制系统、核反应堆和核反应堆的控制方法。
【背景技术】
[0002]目前常用的反应堆反应性控制方法是通过将控制棒插入反应堆堆芯并进行上下移动来控制中子反应性，其原理是通过控制棒中吸收体对反应堆中的中子进行吸收，调节反应堆内的中子平衡，从而达到反应性控制和停堆的目的。反应堆的控制棒材料通常选用B4C或者银-铟-镉等固体金属。
【发明内容】
[0003]本发明的实施例的目的是提供反应性控制系统、核反应堆和核反应堆的控制方法，由此例如，可以提高控制材料对中子的吸收率。
[0004]根据本发明的实施例，提供了一种用于核反应堆的反应性控制系统，该反应性控制系统包括:控制管道，所述控制管道的至少一部分适于设置在核反应堆的堆芯中；第一控制流体输入管道，所述第一控制流体输入管道与控制管道连接，用于将第一控制流体输入控制管道；第二控制流体输入管道，所述第二控制流体输入管道与控制管道连接，用于将第二控制流体输入控制管道；以及流体输出管道，用于从控制管道输出由第一控制流体和第二控制流体混合成的混合流体。
[0005]根据本发明的实施例，所述控制管道包括围绕核反应堆堆芯的中心线排列的多个分支控制管道，该多个分支控制管道中的每一个的一个端部与所述第一控制流体输入管道和第二控制流体输入管道连接并且另一个端部与所述流体输出管道连接。
[0006]根据本发明的实施例，第二控制流体输入管道包括环形主管道，所述多个分支控制管道中的每一个的一个端部与第二控制流体输入管道的环形主管道连接。
[0007]根据本发明的实施例，第一控制流体输入管道和第二控制流体输入管道中的每一个都包括环形主管道，所述多个分支控制管道中的每一个的一个端部与第一控制流体输入管道的环形主管道和第二控制流体输入管道的环形主管道连接。
[0008]根据本发明的实施例，第一控制流体输入管道和第二控制流体输入管道中的每一个都包括环形主管道，所述多个分支控制管道中的每一个的一个端部与第一控制流体输入管道的环形主管道和第二控制流体输入管道的环形主管道连接，并且流体输出管道包括环形主管道，所述多个分支控制管道中的每一个的另一个端部与流体输出管道的道环形主管道连接。
[0009]根据本发明的实施例，第二控制流体输入管道包括环形主管道，所述多个分支控制管道中的每一个的一个端部与第二控制流体输入管道的环形主管道连接，并且流体输出管道包括环形主管道，所述多个分支控制管道中的每一个的另一个端部与流体输出管道的道环形主管道连接。
[0010]根据本发明的实施例，控制管道包括围绕核反应堆堆芯的中心排列的多个分支控制管道，所述第二控制流体输入管道和流体输出管道由包括内部管道和外部管道的第一双层管道构成，其中第一双层管道的内部管道形成流体输出管道，而第一双层管道的外部管道形成所述第二控制流体输入管道，所述分支控制管道由包括内部管道和外部管道的第二双层管道构成，第一双层管道的外部管道和内部管道与第二双层管道的外部管道和内部管道在第二双层管道的一个端部处分别连接，第二双层管道的内部管道和外部管道在第二双层管道的另一个端部处相互连通。
[0011]根据本发明的实施例，在第二双层管道的所述另一个端部处，第二双层管道的外部管道是封闭的，且第二双层管道的内部管道是开口的，使得第二双层管道的内部管道与外部管道相连通。
[0012]根据本发明的实施例，第一双层管道包括环形主管道，作为第二控制流体输入管道的环形主管道的第一双层管道的环形主管道的外部管道与第二双层管道的外部管道在第二双层管道的一个端部处连接，作为流体输出管道的环形主管道的第一双层管道的环形主管道的内部管道与第二双层管道的内部管道在第二双层管道的所述一个端部处连接。
[0013]根据本发明的实施例，第一控制流体输入管道包括环形主管道，第一控制流体输入管道的环形主管道与第二双层管道的外部管道在第二双层管道的所述一个端部处连接。
[0014]根据本发明的实施例，所述分支控制管道具有大致C状形状。
[0015]根据本发明的实施例，所述控制管道的所述至少一部分竖直延伸。
[0016]根据本发明的实施例，所述第二双层管道的所述一个端部是所述第二双层管道的上端部，而所述第二双层管道的所述另一个端部是所述第二双层管道的下端部。
[0017]根据本发明的实施例，所述的用于核反应堆的反应性控制系统还包括:设置在第二控制流体输入管道的环形主管道内的第一栗，用于使混合流体在所述控制管道中循环。
[0018]根据本发明的实施例，所述的用于核反应堆的反应性控制系统还包括:设置在流体输出管道的环形主管道内的第二栗，用于使混合流体在所述控制管道中循环。
[0019]根据本发明的实施例所述的用于核反应堆的反应性控制系统还包括:用于使第一控制流体输入管道与多个分支控制管道连接和断开的阀门。
[0020]根据本发明的实施例，所述阀门设置在第一控制流体输入管道的下游。
[0021]根据本发明的实施例，第一控制流体包含的控制材料比第二控制流体包含的控制材料的浓度高，且第一控制流体能使反应堆停堆。
[0022]根据本发明的实施例，提供了一种核反应堆，该核反应堆包括:堆芯；以及上述的反应性控制系统，其中所述控制管道的至少一部分设置在所述堆芯中。
[0023]根据本发明的实施例，提供了一种核反应堆的控制方法，该控制方法包括:将第一控制流体和第二控制流体同时输入控制管道中，控制管道的至少一部分设置在核反应堆的堆芯中，以及使由第一控制流体和第二控制流体混合成的混合流体在所述管路中循环。
[0024]根据本发明的实施方式，例如可以提高控制材料对中子的吸收率。
【附图说明】
[0025]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0026]图1为根据本发明实施例的核反应堆反应性控制系统的示意图；
[0027]图2为根据本发明的一个示例的反应性控制系统的示意图；
[0028]图3为根据本发明的一个示例的反应性控制系统的示意框图；
[0029]图4为根据本发明的另一个示例的反应性控制系统的示意图；以及
[0030]图5为本发明的另一个示例的反应性控制系统的控制管道的截面示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合说明书附图来说明本发明的【具体实施方式】。
[0032]以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0033]图1示出了根据本发明的示例性实施例的核反应堆反应性控制系统，图2和3示出了根据本发明的一个示例的反应性控制系统，且图4示出了根据本发明的另一个示例的反应性控制系统。
[0034]参见图1至4，根据本发明的实施例的核反应堆包括:堆芯；以及反应性控制系统。反应性控制系统的控制管道的至少一部分设置在所述堆芯中。
[0035]如图1至4所示，根据本发明的实施例的用于核反应堆的反应性控制系统100包括:控制管道5，所述控制管道5的至少一部分适于设置在核反应堆的堆芯6中；第一控制流体输入管道10，所述第一控制流体输入管道10与控制管道5连接，用于将第一控制流体输入控制管道5 ;第二控制流体输入管道20，所述第二控制流体输入管道20与控制管道5连接，用于将第二控制流体输入控制管道5 ;以及流体输出管道30，用于从控制管道5输出由第一控制流体和第二控制流体混合成的混合流体。所述控制管道5的所述至少一部分竖直延伸。第一控制流体包含的控制材料比第二控制流体包含的控制材料的浓度高，且第一控制流体能使反应堆停堆。
[0036]如图1和3所示，反应性控制系统100还包括:反应性检测装置101、反应性控制装置102、补充装置103及废料回收装置104。该反应性控制系统可以安装在任意类型反应堆系统中，多个分支控制管道51可以围绕反应堆堆芯6的中心轴线对称分布。分支控制管道51的数量可以根据实际反应堆情况具体设置，可以选用与堆芯6相同的结构材料制成。分支控制管道51可以是如图2所示的单层C状管道，也可以是如图3所示的入口和出口在同一端的双层管道，分支控制管道51的方向既可如图2、图3所示设置，也可将上下颠倒设置。
[0037]如图1至3所示，所述控制管道5包括围绕核反应堆堆芯6的中心线排列的多个分支控制管道51，该多个分支控制管道51中的每一个的一个端部与所述第一控制流体输入管道10和第