支撑核燃料组件的制作方法_3

行需要1.0的krff，所以核燃料的浓化度可以在大于0.5"的反射体厚度(例如在4.5〃)下减小，由此提高效率。
[0046]在所说明的实施方案的一些方面中，反射体15可以由氧化铍制成。氧化铍(BeO)是一种陶瓷材料。氧化铍具有3.01g/cc的密度和500°C温度下的8.00x10 6的CTE。在所说明的实施方案中，由氧化铍制成的反射体15在大约0.5"厚度下具有1.0的krff，其增加至IJ大约4.5〃厚度下的大约1.026的krff。由于核反应堆100的稳定运行需要1.0的krff，所以核燃料的浓化度可以在大于0.5"的反射体厚度下减小，由此提高效率。
[0047]图2A-2B是分别展示核反应堆系统200的一部分中的循环路径的侧视图和俯视图的示意图。在一些方面，系统200可以是图1的所说明的系统100的一部分，或者是另一核反应堆系统(例如另一被动循环核反应堆系统)。在高水平处，系统200包含下向流布置，其中初级冷却剂250从反应堆容器210的顶端朝向容器210的底端循环(例如自然地循环)，以便冷却位置邻近于包含核燃料组件的堆芯220 (例如，在其周围)的反射体215。
[0048]如本实例中所说明，堆芯支撑结构包含上部支撑板205，其位于堆芯220上方(例如在顶端)(例如在堆芯220与未图示的上升管之间)。支撑结构还包含下部支撑板225，其位于堆芯220下方(例如在底端)，并且尺寸设计成围绕反应堆容器210的内表面的周边延伸。支撑结构还包含堆芯围筒230，其位置邻近于反应堆容器210的内表面，两者之间有一个相对较小的环形间隙255。例如在正常运行期间以及紧急运行(例如地震事件)期间，上部支撑板205和下部支撑板225以及堆芯围筒230 —起可以向堆芯220提供轴向和横向支撑。
[0049]板205和225中的一个或两个可以包含孔或孔口，以允许流体穿过其连通(例如初级冷却剂250的流体连通)。举例来说，如所说明，初级冷却剂250可以在反射体215与堆芯围筒230之间的环形间隙245中向下循环(例如自然地循环)。冷却剂250部分地由于反应堆容器210的辐射状底部部分，朝向容器210中心并且向上通过堆芯220流动。在初级冷却剂250循环通过堆芯220时，热量被传递(例如，来自分裂释放出的能量)到冷却剂250。这样的热量最终传递到在热交换器中循环的次级冷却剂，所述热交换器例如安装成邻近于核反应堆容器200的上升管(未图示)，正如上文所解释。
[0050]反射体215(其可以由氧化铝、氧化铍或另一材料制成)，如图2A-2B中所说明，可以包围堆芯220并且将从堆芯220泄漏的中子反射回到堆芯220中。因此，反射体215可以达到高温并且需要冷却。反射体215的内面235至少部分地通过初级冷却剂250流经堆芯220得到冷却。反射体215的外面240如所说明，通过反射体215与堆芯围筒230之间的环形间隙245中的初级冷却剂250的下向流得到冷却。如所说明，初级冷却剂流250的全部或相当大的部分循环通过堆芯220，而无需从堆芯220绕过以流经反射体215。因此，反射体215的全部或基本上全部冷却都可能来源于冷却剂250在环形间隙245中的下向流(外面240上)和初级冷却剂250通过堆芯220的上向流(内面235上)。
[0051]图3A-3C分别说明包含反射体335和堆芯支撑结构的核反应堆系统300的部分的实例实施方案的侧视图、俯视图和等距视图。大体而言，核反应堆系统300的实例实施方案有利于初级冷却剂穿过堆芯围筒330与反射体335之间的环形间隙370的下向流布置，其与图2A-2B中展示的下向流布置相似或相同。此外，如所说明，堆芯支撑结构包含安装在堆芯320 (例如在运行期间包含燃料组件)上方的上部板305、安装在堆芯320下方的下部板325和多个支柱350。
[0052]如所说明，支柱350从下部板325延伸，并且支撑燃料组件(例如每个支柱350支撑一个燃料组件)，并且将燃料组件抬离下部板325并抬到下部板325上方。在所说明的实施方案中，反射体335也搁置在支柱350上并且由支柱350支撑，由此将反射体335与下部板325分开。
[0053]在所说明的实施方案中，反射体335包含鳍片360，其从反应堆容器310的中心径向向外延伸，并且与堆芯围筒330接合。在一些方面，鳍片360可以向位于堆芯320中的燃料组件提供或帮助提供横向支撑。
[0054]尤其参照图3C，示出了核反应堆系统300的另一实例方面。在这个方面，支柱350联接到下部堆芯板355，其形成燃料组件的支撑区。因此，在这个方面，燃料组件可能不是直接支撑在支柱350上，而是可以通过下部堆芯板355直接支撑。
[0055]在核反应堆系统300的运行中，初级冷却剂可以例如在循环通过上升管和经过热交换器之后，从系统300的上部部分(未图示)在堆芯围筒330与反射体335之间的环形间隙370中向下循环(例如自然地循环)。当初级冷却剂经过降液管环形间隙370中的反射体335时，热量从反射体335 (例如从反射体335的外面)传递到冷却剂。初级冷却剂在反射体335 (例如，在支柱350上抬高的)下面、围绕支柱350和向上穿过堆芯320循环。当冷却剂循环通过堆芯320时，在冷却剂向上朝向系统300的上端循环的时候，热量从燃料组件和反射体335的内面传递到冷却剂。
[0056]在一些方面，堆芯围筒330与反应堆容器310之间的环形间隙中填充有初级冷却剂，但是通过这个区域时的流速极低。举例来说，堆芯围筒330中可以安设孔洞，以在系统中填充有初级冷却剂时允许截留的空气从这个环形间隙流出，并且在运行期间少量冷却剂可以穿过这个环形间隙。在一些方面，这个冷却剂流可以确保这个区域中的冷却剂不会沸腾。
[0057]4A-4C分别说明包含反射体435和堆芯支撑结构的核反应堆系统400的一部分的另一实例实施方案的侧视图、俯视图和等距视图，堆芯支撑结构包含支柱440和下部堆芯板445，但是不包含堆芯围筒。在一些方面，核反应堆系统400与系统300 —样包含下向流布置，其中初级冷却剂流从系统400的顶部部分(例如通过上升管(未图示)与反应堆容器410之间的环形间隙)通过环形间隙475向下循环，然后向上通过堆芯420。在一些方面，下向流循环可以冷却反射体435的外表面，同时上向流循环(例如通过堆芯420)可以冷却反射体435的内表面。
[0058]由于(例如)从系统400去除堆芯围筒，所以堆芯(例如堆芯中的燃料组件)的重量经由支柱440、下部堆芯板445和反射体435传递到反应堆容器410。举例来说，支柱440可以将来自下部堆芯板445的一部分载荷传递到反应堆容器410的辐射状底部部分。这个界面可以为堆芯420中的燃料组件提供向上和向下两种载荷。举例来说，向下载荷可以简单地通过支柱440得到支承，而向上载荷可以通过锁定机构得到支承，所述锁定机构将地震事件期间发生的燃料的向上加速力从上部堆芯支撑板通过反射体435传递。
[0059]回到图4A-4C，对堆芯420中的燃料组件的横向支撑可以从下部堆芯板445传递到反射体435并且传递到支撑鳍片455，支撑鳍片455联接(例如附接)到反应堆容器410。在一些方面，这种支撑系统能够在堆芯420下方提供大型体积。在一些方面，可以通过降低堆芯420来减小所述体积，这又会增加使初级冷却剂循环通过堆芯420 (例如在强制循环系统中)所必需的栗吸功率，但是减少了使初级冷却剂在自然循环系统中循环所必需的功率。
[0060]如所说明，下部堆芯板445可以包含多个穿过其中的孔口 450，诸如(例如)朝向下部堆芯板445中心的基本上正方形的孔口，和朝向下部堆芯板445周边的基本上椭圆形的孔口(但是其它形状也是可能的，并且涵盖在本发明内)。在一些方面，孔口 450可以提供堆芯420下方的反应堆容器410的下部部分的体积与堆芯420之间的流体连通。在一些方面，下部堆芯