支撐核燃料組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開內(nèi)容總體上涉及核反應堆，并且更具體說來涉及中子反射體和用于核反應堆堆芯的支撐結構。
【背景技術】
[0002]壓水反應堆包括核燃料組件，在一些情況下，核燃料組件通過帶有加強肋的擋板支撐在核反應堆模塊的反應堆壓力容器中，這種擋板通常被稱為成型板(former plate)。擋板通常包圍著燃料組件并且為燃料組件提供橫向支撐。這種結構通常被稱作堆芯圍筒(core barrel)或擋板成型圍筒組件(baffle-former-barrel assembly)或堆芯護筒(coreshroud) ο擋板可以組裝在螺栓連接式組件中或焊接式組件中。燃料組件的豎直限制是用上部堆芯板和下部堆芯板實現(xiàn)的。在一些情況下，擋板還提供將高速中子反射回到燃料組件中的次級功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在總體實施方案中，一種核反應堆系統(tǒng)包括:反應堆容器，具有內(nèi)部體積；堆芯，其包括一個或多個核燃料組件；上升管，其從所述堆芯的頂部部分通過所述反應堆容器的所述內(nèi)部體積朝向所述反應堆容器的上半部分延伸；中子反射體，其包括包圍所述堆芯的橫向側面的內(nèi)面和與所述內(nèi)面相對的外面；堆芯支撐結構，其包括一個或多個支撐支柱，所述支撐支柱從所述反應堆容器的底部部分附近朝向所述堆芯延伸，以支撐所述一個或多個核燃料組件；以及初級冷卻劑流動路徑，其容納在所述反應堆容器內(nèi)，從所述上升管朝向所述反應堆容器的所述上半部分延伸，在朝向所述反應堆容器的所述底部部分的下向流(downflow)中從所述反應堆容器的所述上半部分通過所述中子反射體的所述外面與所述反應堆容器之間的環(huán)形間隙延伸，并且從所述反應堆容器的所述底部部分圍繞所述一個或多個支撐支柱通過所述堆芯延伸到所述上升管。
[0004]在可與所述總體實施方案組合的第一方面中，所述堆芯支撐結構進一步包括堆芯圍筒，所述堆芯圍筒位于所述反射體與所述反應堆容器之間的環(huán)形間隙中。
[0005]在可與前述方面中的任一個組合的第二方面中，所述初級冷卻劑流動路徑在朝向所述反應堆容器的底部部分的下向流中通過所述中子反射體的外面與所述堆芯圍筒的內(nèi)表面之間的環(huán)形間隙延伸。
[0006]在可與前述方面中的任一個組合的第三方面中，所述堆芯支撐結構進一步包括下部支撐板，所述下部支撐板位于所述反應堆容器的所述底部部分中，并且朝向所述反應堆容器的內(nèi)表面延伸。
[0007]在可與前述方面中的任一個組合的第四方面中，所述一個或多個支撐支柱從所述下部支撐板朝向所述堆芯延伸。
[0008]在可與前述方面中的任一個組合的第五方面中，所述一個或多個支撐板與所述反射體的底表面接觸式接合。
[0009]在可與前述方面中的任一個組合的第六方面中，所述初級冷卻劑流動路徑從所述環(huán)形間隙延伸到在所述下部支撐板與所述反射體的底表面之間的、所述反應堆容器的底部部分。
[0010]可與前述方面中的任一個組合的第七方面進一步包括下部堆芯板，其支撐在所述一個或多個支撐支柱上，處在所述支柱與所述一個或多個燃料組件之間。
[0011 ] 在可與前述方面中的任一個組合的第八方面中，所述一個或多個支撐支柱從所述反應堆容器的輻射狀(radiussed)內(nèi)表面通過所述反應堆容器的底部部分朝向所述堆芯延伸。
[0012]在可與前述方面中的任一個組合的第九方面中，所述初級冷卻劑流動路徑從所述環(huán)形間隙延伸到所述反應堆容器的底部部分并且圍繞所述一個或多個支撐支柱延伸。
[0013]可與前述方面中的任一個組合的第十方面進一步包括下部堆芯板，其支撐在所述一個或多個支撐支柱上，處在所述支柱與所述一個或多個燃料組件之間。
[0014]在可與前述方面中的任一個組合的第十一方面中，所述初級冷卻劑流動路徑從所述支柱周圍通過所述下部堆芯板中的一個或多個孔口延伸到所述堆芯。
[0015]在可與前述方面中的任一個組合的第十二方面中，所述系統(tǒng)的一部分包括氧化鋁或氧化鈹中的一種。
[0016]在可與前述方面中的任一個組合的第十三方面中，所述反射體包括氧化鋁或氧化鈹中的一種。
[0017]在可與前述方面中的任一個組合的第十四方面中，所述反射體具有大約0.5英寸與5英寸之間的厚度。
[0018]在另一總體實施方案中，一種方法包括:提供核反應堆系統(tǒng)，所述核反應堆系統(tǒng)包括:反應堆容器，具有內(nèi)部體積；堆芯，其包括一個或多個核燃料組件；上升管，其從所述堆芯的頂部部分通過所述反應堆容器的內(nèi)部體積朝向所述反應堆容器的上半部分延伸；以及堆芯支撐結構；使初級冷卻劑流從所述上升管向上朝向所述反應堆容器的上半部分循環(huán)；使所述初級冷卻劑流從所述反應堆容器的所述上半部分通過包圍所述堆芯的中子反射體的外面與所述反應堆容器之間的環(huán)形間隙向下循環(huán)到所述反應堆容器的底部部分；使所述初級冷卻劑流從所述反應堆容器的所述底部部分圍繞支撐所述燃料組件的所述堆芯支撐結構的一個或多個支撐支柱循環(huán)通過所述堆芯；以及使所述初級冷卻劑流在所述燃料組件與所述反射體的與所述外面相對的內(nèi)表面之間的區(qū)域中從所述堆芯循環(huán)到所述上升管。
[0019]在可與所述總體實施方案組合的第一方面中，所述堆芯支撐結構進一步包括堆芯圍筒。
[0020]在可與前述方面中的任一個組合的第二方面中，使所述初級冷卻劑流從反應堆容器的上半部分通過包圍堆芯的中子反射體的外面與反應堆容器之間的環(huán)形間隙向下循環(huán)到反應堆容器的底部部分包括:使所述初級冷卻劑流從所述反應堆容器的上半部分通過包圍所述堆芯的中子反射體的外面與堆芯圍筒之間的環(huán)形間隙向下循環(huán)到所述反應堆容器的底部部分，所述堆芯圍筒位于所述反射體與所述反應堆容器之間的環(huán)形間隙中。
[0021]在可與前述方面中的任一個組合的第三方面中，所述堆芯支撐結構進一步包括:位于所述反應堆容器的底部部分中并且朝向反應堆容器的內(nèi)表面延伸的下部支撐板，并且所述一個或多個支撐支柱從下部支撐板延伸成與反射體的底表面接觸式接合。
[0022]在可與前述方面中的任一個組合的第四方面中，使所述初級冷卻劑流從所述反應堆容器的底部部分圍繞支撐燃料組件的堆芯支撐結構的一個或多個支撐支柱通過堆芯循環(huán)包括:使初級冷卻劑流從環(huán)形間隙循環(huán)到在下部支撐板與反射體的底表面之間的反應堆容器的底部部分。
[0023]可與前述方面中的任一個組合的第五方面進一步包含使初級冷卻劑流從下部支撐板與反射體的底表面之間通過支撐在一個或多個支撐支柱上的、在支柱與一個或多個燃料組件之間的下部堆芯板循環(huán)到堆芯。
[0024]在可與前述方面中的任一個組合的第六方面中，所述一個或多個支撐支柱從所述反應堆容器的輻射狀內(nèi)表面通過所述反應堆容器的底部部分朝向所述堆芯延伸。
[0025]在可與前述方面中的任一個組合的第七方面中，使所述初級冷卻劑流從所述反應堆容器的底部部分圍繞支撐燃料組件的堆芯支撐結構的一個或多個支撐支柱通過堆芯循環(huán)包括:使初級冷卻劑流通過支撐在一個或多個支撐支柱上的、在支柱與一個或多個燃料組件之間的下部堆芯板循環(huán)到堆芯。
[0026]在可與前述方面中的任一個組合的第八方面中，所述反射體包括氧化鋁或氧化鈹中的一種。
[0027]在可與前述方面中的任一個組合的第九方面中，所述反射體具有大約0.5英寸與5英寸之間的厚度。
[0028]在另一總體實施方案中，一種冷卻核反應堆系統(tǒng)中的中子反射體的方法包括:使初級冷卻劑從上升管流到所述上升管與反應堆容器之間的環(huán)形間隙中；使所述初級冷卻劑向下流經(jīng)在包圍所述核反應堆系統(tǒng)的堆芯的反射體與所述反應堆容器之間延伸的所述環(huán)形間隙；以及將熱量從所述反射體傳遞到所述初級冷卻劑的向下流動。
[0029]在另一總體實施方案中，一種核反應堆模塊包括:反應堆容器；堆芯，其包括一個或多個核燃料組件；以及中子反射體，其包圍所述堆芯并且包括氧化鋁。
[0030]本公開內(nèi)容中描述的核堆芯