本發(fā)明涉及反應(yīng)堆，尤其涉及可降低運行噪聲的反應(yīng)堆和反應(yīng)堆運行噪聲的控制方法。

背景技術(shù)：

潛艇反應(yīng)堆是個非常復(fù)雜特殊的系統(tǒng)，其不僅要求反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，噪聲低，還需要反應(yīng)堆操作簡單，功率調(diào)節(jié)范圍大，功率變化頻繁等特點。

現(xiàn)有的潛艇反應(yīng)堆大多采用壓水堆，由于壓水堆固有的特點使其小型化比較困難，結(jié)構(gòu)體積龐大，且壓水堆運行一般帶主泵強迫循環(huán)，而主泵在運行時帶來了噪聲問題。

因而，有必要采取措施對反應(yīng)堆主泵的運行噪聲進行控制。本發(fā)明提出的切換反應(yīng)堆運行模式的措施，能很好的解決上述的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提出一種雙循環(huán)模式反應(yīng)堆，以在主泵強迫冷卻劑循環(huán)的強迫循環(huán)模式基礎(chǔ)上提供其他的運行模式。

本發(fā)明的目的還在于提供一種反應(yīng)堆運行噪聲的控制方法，以通過切換運行模式來降低反應(yīng)堆運行噪聲。

為此，本發(fā)明提供了一種雙循環(huán)模式反應(yīng)堆，包括主容器、堆芯、換熱器、主泵、閥門和汽輪機組，還包括與所述泵并聯(lián)第一支路，所述第一支路上設(shè)有用于控制支路通斷的閥門，其中，所述閥門與所述主泵二者之間的切換關(guān)系包括：在強迫循環(huán)時，所述閥門關(guān)閉，冷卻劑通過所述主泵；在自然循環(huán)時，所述閥門打開，冷卻劑通過支路。

進一步地，上述反應(yīng)堆在設(shè)定功率以下采用強迫循環(huán)，在所述設(shè)定功率以上關(guān)閉主泵，并采用自然循環(huán)模式運行。

進一步地，上述反應(yīng)堆采用液態(tài)金屬作為冷卻劑。

進一步地，上述第一支路上設(shè)有單向閥，或所述閥門選用止回閥門。

進一步地，上述泵與所述閥門二者之間形成聯(lián)動關(guān)系，在所述主泵運行時所述閥門自動關(guān)閉，自然循環(huán)模式下所述閥門自動打開。

進一步地，上述汽輪機組為單機雙缸結(jié)構(gòu)，包括選擇性地運行的第一氣缸和第二氣缸、以及能量輸出系統(tǒng)。

進一步地，上述能量輸出系統(tǒng)用于產(chǎn)生電力和/或動力。

進一步地，上述反應(yīng)堆為池式一體化設(shè)計結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種反應(yīng)堆運行噪聲的控制方法，該反應(yīng)堆包括主容器、堆芯、換熱器、主泵、閥門和汽輪機組，其特征在于，所述反應(yīng)堆還包括與所述主泵并聯(lián)的第一支路，所述第一支路上設(shè)有閥門，所述控制方法包括在需要低噪聲運行時，由所述主泵強迫冷卻劑循環(huán)的強迫循環(huán)模式切換為自然循環(huán)模式，即關(guān)閉所述主泵，打開所述閥門，使冷卻劑通過所述第一支路自然循環(huán)。

進一步地，上述汽輪機組為單機雙缸結(jié)構(gòu)，所述控制方法包括根據(jù)外界功率需要切換雙缸或單機單缸運行。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

所述反應(yīng)堆具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，噪聲低，反應(yīng)堆操作簡單，功率調(diào)節(jié)范圍大，且功率可根據(jù)需要頻繁調(diào)節(jié)，雙循環(huán)模式運行的優(yōu)點。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的雙循環(huán)模式反應(yīng)堆的示意圖。

附圖標(biāo)記說說明

1、主容器； 2、堆芯；

3、換熱器； 4、主泵；

5、閥門； 6、汽輪機發(fā)電系統(tǒng)；

7、第一氣缸； 8、第二氣缸；

9、能量輸出系統(tǒng)。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

本發(fā)明在主泵強迫冷卻劑循環(huán)的強迫循環(huán)模式基礎(chǔ)上增加了利用支路令冷卻劑自然循環(huán)的自然循環(huán)模式，當(dāng)切換到自然循環(huán)模式時，主泵關(guān)閉，進而從根本上消除了主泵運行噪音。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例。

如圖1所示，雙循環(huán)模式反應(yīng)堆包括主容器1、堆芯2、換熱器3、主泵4、閥門5、汽輪機發(fā)電系統(tǒng)6，在一回路系統(tǒng)中，與主泵4并聯(lián)一個第一支路，通過閥門5控制，強迫循環(huán)時，閥門5關(guān)閉，冷卻劑通過主泵4，自然循環(huán)時，閥門5打開，冷卻劑通過支路。

根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)堆可在高功率下采用強迫循環(huán)，在低功率下關(guān)閉主泵，并采用自然循環(huán)模式運行。其可根據(jù)潛艇的運行狀態(tài)選擇反應(yīng)堆運行在強迫循環(huán)或自然循環(huán)模式下，大大減小潛艇潛航時的噪聲。

在一實施例中，反應(yīng)堆采用液態(tài)金屬作為冷卻劑。液態(tài)金屬作為冷卻劑的優(yōu)點是其可使反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)更加緊湊，體積減小，同時可大大提高自然循環(huán)能力。

在一實施例中，閥門5采用止回閥，主泵4運行時閥門5自動關(guān)閉，自然循環(huán)模式下閥門5自動打開。采用止回閥設(shè)計，自然循環(huán)狀態(tài)下冷卻劑直接流過管道，減小因停泵給回路帶來的阻力，大大增加了反應(yīng)堆系統(tǒng)的自然循環(huán)能力。在一變型實施例中，所述第一支路上設(shè)有單向閥，以替換閥門5的止回功能。

在一實施例中，上述反應(yīng)堆還包括與所述泵并聯(lián)第二支路，所述第二支路上設(shè)有用于控制該支路的閥門，該第二支路作為備用支路，以增加自然循環(huán)模式運行的安全性，并且該第二支路與第一支路配合，還能夠用于調(diào)節(jié)冷卻劑流量。在其他實施例中，具有三條或三條以上的支路。

在一實施例中，反應(yīng)堆汽輪機發(fā)電系統(tǒng)6由第一氣缸7、第二氣缸8和能量輸出系統(tǒng)9組成，采用單機雙缸設(shè)計，可根據(jù)一回路功率進行單機雙缸或單機單缸切換運行。所述反應(yīng)堆采用該汽輪機發(fā)電系統(tǒng)，可根據(jù)潛艇的需要方便迅速的調(diào)節(jié)功率，滿足潛艇的戰(zhàn)略需求。

在一實施例中，所述反應(yīng)堆采用池式一體化設(shè)計，大大提高了自然循環(huán)能力。池式一體化設(shè)計，不僅使整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊，而且去除了管道、彎道等回路式設(shè)計，減小了整個一回路循環(huán)阻力，大大提高了自然循環(huán)能力。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

反應(yīng)堆具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，噪聲低，反應(yīng)堆操作簡單，功率調(diào)節(jié)范圍大，且功率可根據(jù)需要頻繁調(diào)節(jié)，雙循環(huán)模式運行的優(yōu)點。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。