支撑核燃料组件的制作方法

支撑核燃料组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开内容总体上涉及核反应堆，并且更具体说来涉及中子反射体和用于核反应堆堆芯的支撑结构。
【背景技术】
[0002]压水反应堆包括核燃料组件，在一些情况下，核燃料组件通过带有加强肋的挡板支撑在核反应堆模块的反应堆压力容器中，这种挡板通常被称为成型板(former plate)。挡板通常包围着燃料组件并且为燃料组件提供横向支撑。这种结构通常被称作堆芯围筒(core barrel)或挡板成型围筒组件(baffle-former-barrel assembly)或堆芯护筒(coreshroud) ο挡板可以组装在螺栓连接式组件中或焊接式组件中。燃料组件的竖直限制是用上部堆芯板和下部堆芯板实现的。在一些情况下，挡板还提供将高速中子反射回到燃料组件中的次级功能。

【发明内容】

[0003]在总体实施方案中，一种核反应堆系统包括:反应堆容器，具有内部体积；堆芯，其包括一个或多个核燃料组件；上升管，其从所述堆芯的顶部部分通过所述反应堆容器的所述内部体积朝向所述反应堆容器的上半部分延伸；中子反射体，其包括包围所述堆芯的横向侧面的内面和与所述内面相对的外面；堆芯支撑结构，其包括一个或多个支撑支柱，所述支撑支柱从所述反应堆容器的底部部分附近朝向所述堆芯延伸，以支撑所述一个或多个核燃料组件；以及初级冷却剂流动路径，其容纳在所述反应堆容器内，从所述上升管朝向所述反应堆容器的所述上半部分延伸，在朝向所述反应堆容器的所述底部部分的下向流(downflow)中从所述反应堆容器的所述上半部分通过所述中子反射体的所述外面与所述反应堆容器之间的环形间隙延伸，并且从所述反应堆容器的所述底部部分围绕所述一个或多个支撑支柱通过所述堆芯延伸到所述上升管。
[0004]在可与所述总体实施方案组合的第一方面中，所述堆芯支撑结构进一步包括堆芯围筒，所述堆芯围筒位于所述反射体与所述反应堆容器之间的环形间隙中。
[0005]在可与前述方面中的任一个组合的第二方面中，所述初级冷却剂流动路径在朝向所述反应堆容器的底部部分的下向流中通过所述中子反射体的外面与所述堆芯围筒的内表面之间的环形间隙延伸。
[0006]在可与前述方面中的任一个组合的第三方面中，所述堆芯支撑结构进一步包括下部支撑板，所述下部支撑板位于所述反应堆容器的所述底部部分中，并且朝向所述反应堆容器的内表面延伸。
[0007]在可与前述方面中的任一个组合的第四方面中，所述一个或多个支撑支柱从所述下部支撑板朝向所述堆芯延伸。
[0008]在可与前述方面中的任一个组合的第五方面中，所述一个或多个支撑板与所述反射体的底表面接触式接合。
[0009]在可与前述方面中的任一个组合的第六方面中，所述初级冷却剂流动路径从所述环形间隙延伸到在所述下部支撑板与所述反射体的底表面之间的、所述反应堆容器的底部部分。
[0010]可与前述方面中的任一个组合的第七方面进一步包括下部堆芯板，其支撑在所述一个或多个支撑支柱上，处在所述支柱与所述一个或多个燃料组件之间。
[0011 ] 在可与前述方面中的任一个组合的第八方面中，所述一个或多个支撑支柱从所述反应堆容器的辐射状(radiussed)内表面通过所述反应堆容器的底部部分朝向所述堆芯延伸。
[0012]在可与前述方面中的任一个组合的第九方面中，所述初级冷却剂流动路径从所述环形间隙延伸到所述反应堆容器的底部部分并且围绕所述一个或多个支撑支柱延伸。
[0013]可与前述方面中的任一个组合的第十方面进一步包括下部堆芯板，其支撑在所述一个或多个支撑支柱上，处在所述支柱与所述一个或多个燃料组件之间。
[0014]在可与前述方面中的任一个组合的第十一方面中，所述初级冷却剂流动路径从所述支柱周围通过所述下部堆芯板中的一个或多个孔口延伸到所述堆芯。
[0015]在可与前述方面中的任一个组合的第十二方面中，所述系统的一部分包括氧化铝或氧化铍中的一种。
[0016]在可与前述方面中的任一个组合的第十三方面中，所述反射体包括氧化铝或氧化铍中的一种。
[0017]在可与前述方面中的任一个组合的第十四方面中，所述反射体具有大约0.5英寸与5英寸之间的厚度。
[0018]在另一总体实施方案中，一种方法包括:提供核反应堆系统，所述核反应堆系统包括:反应堆容器，具有内部体积；堆芯，其包括一个或多个核燃料组件；上升管，其从所述堆芯的顶部部分通过所述反应堆容器的内部体积朝向所述反应堆容器的上半部分延伸；以及堆芯支撑结构；使初级冷却剂流从所述上升管向上朝向所述反应堆容器的上半部分循环；使所述初级冷却剂流从所述反应堆容器的所述上半部分通过包围所述堆芯的中子反射体的外面与所述反应堆容器之间的环形间隙向下循环到所述反应堆容器的底部部分；使所述初级冷却剂流从所述反应堆容器的所述底部部分围绕支撑所述燃料组件的所述堆芯支撑结构的一个或多个支撑支柱循环通过所述堆芯；以及使所述初级冷却剂流在所述燃料组件与所述反射体的与所述外面相对的内表面之间的区域中从所述堆芯循环到所述上升管。
[0019]在可与所述总体实施方案组合的第一方面中，所述堆芯支撑结构进一步包括堆芯围筒。
[0020]在可与前述方面中的任一个组合的第二方面中，使所述初级冷却剂流从反应堆容器的上半部分通过包围堆芯的中子反射体的外面与反应堆容器之间的环形间隙向下循环到反应堆容器的底部部分包括:使所述初级冷却剂流从所述反应堆容器的上半部分通过包围所述堆芯的中子反射体的外面与堆芯围筒之间的环形间隙向下循环到所述反应堆容器的底部部分，所述堆芯围筒位于所述反射体与所述反应堆容器之间的环形间隙中。
[0021]在可与前述方面中的任一个组合的第三方面中，所述堆芯支撑结构进一步包括:位于所述反应堆容器的底部部分中并且朝向反应堆容器的内表面延伸的下部支撑板，并且所述一个或多个支撑支柱从下部支撑板延伸成与反射体的底表面接触式接合。
[0022]在可与前述方面中的任一个组合的第四方面中，使所述初级冷却剂流从所述反应堆容器的底部部分围绕支撑燃料组件的堆芯支撑结构的一个或多个支撑支柱通过堆芯循环包括:使初级冷却剂流从环形间隙循环到在下部支撑板与反射体的底表面之间的反应堆容器的底部部分。
[0023]可与前述方面中的任一个组合的第五方面进一步包含使初级冷却剂流从下部支撑板与反射体的底表面之间通过支撑在一个或多个支撑支柱上的、在支柱与一个或多个燃料组件之间的下部堆芯板循环到堆芯。
[0024]在可与前述方面中的任一个组合的第六方面中，所述一个或多个支撑支柱从所述反应堆容器的辐射状内表面通过所述反应堆容器的底部部分朝向所述堆芯延伸。
[0025]在可与前述方面中的任一个组合的第七方面中，使所述初级冷却剂流从所述反应堆容器的底部部分围绕支撑燃料组件的堆芯支撑结构的一个或多个支撑支柱通过堆芯循环包括:使初级冷却剂流通过支撑在一个或多个支撑支柱上的、在支柱与一个或多个燃料组件之间的下部堆芯板循环到堆芯。
[0026]在可与前述方面中的任一个组合的第八方面中，所述反射体包括氧化铝或氧化铍中的一种。
[0027]在可与前述方面中的任一个组合的第九方面中，所述反射体具有大约0.5英寸与5英寸之间的厚度。
[0028]在另一总体实施方案中，一种冷却核反应堆系统中的中子反射体的方法包括:使初级冷却剂从上升管流到所述上升管与反应堆容器之间的环形间隙中；使所述初级冷却剂向下流经在包围所述核反应堆系统的堆芯的反射体与所述反应堆容器之间延伸的所述环形间隙；以及将热量从所述反射体传递到所述初级冷却剂的向下流动。
[0029]在另一总体实施方案中，一种核反应堆模块包括:反应堆容器；堆芯，其包括一个或多个核燃料组件；以及中子反射体，其包围所述堆芯并且包括氧化铝。
[0030]本公开内容中描述的核堆芯