本發(fā)明涉及核反應(yīng)堆，具體涉及一種模塊化反應(yīng)堆堆芯的制備方法、反應(yīng)堆堆芯。
背景技術(shù)：
1、在核反應(yīng)堆技術(shù)領(lǐng)域中，熱管堆堆芯分為一體化堆芯與模塊化堆芯兩種形式。其中西安交通大學(xué)公開(kāi)的取名為nuster-100的核反應(yīng)堆采用一體化設(shè)計(jì)方案，但一體化涉及的核反應(yīng)堆具有加工困難的問(wèn)題，加工過(guò)程中任何一道工藝出差，需全部從頭再來(lái)。而反應(yīng)堆模塊化設(shè)計(jì)的技術(shù)方案雖然具有可加工性好的優(yōu)點(diǎn)，但由于相鄰模塊之間存在間隙，進(jìn)而導(dǎo)致熱阻較大，不利于熱傳導(dǎo)，且劃分方法以及裝配工藝直接影響為了反應(yīng)堆模塊化程度。
2、現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于模塊化設(shè)計(jì)的堆芯有，專利cn117854753a，提出了一種適應(yīng)于八邊形堆芯的分塊方式，但不適應(yīng)于主流的六邊形堆芯；專利cn112117016a，提出將熱管與燃料組件置于液體導(dǎo)熱材料中，以降低相鄰模塊之間和熱管與燃料組件之間的熱阻，但液體導(dǎo)熱材料受熱后發(fā)生膨脹，給堆芯整體會(huì)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)；專利cn115148380a，提出基體、熱管、燃料組件通過(guò)點(diǎn)焊連接，但點(diǎn)焊熱阻較大，不利于傳熱。
3、因此，目前模塊化熱管堆亟待解決的兩個(gè)問(wèn)題是，一、如何解決，熱管、燃料組件與基體模塊之間的連接問(wèn)題以及基體模塊之間的連接問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)高效傳熱；二、如何在加工裝配過(guò)程中，避免裝配過(guò)程中可能發(fā)生的臨界問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中模塊化設(shè)計(jì)的堆芯，相鄰模塊單元之間、熱管與燃料組件之間熱阻較大的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：
2、一種模塊化反應(yīng)堆堆芯的制備方法，包括以下步驟：
3、s1：加工獲得多個(gè)帶有裝配孔的基體；
4、s2：在熱管的管壁上以及燃料組件的包殼壁上均勻涂滿釬料；
5、s3：將經(jīng)步驟s2制備后的熱管和燃料組件插入裝配孔中，釬焊固定；
6、s4：在基體外表面涂滿高導(dǎo)熱界面材料；
7、s5：拼裝所有基體并將基體擠壓緊湊，固定，獲得指定結(jié)構(gòu)的反應(yīng)堆堆芯。
8、其中，所述步驟s5包括以下制備步驟：
9、s5a：固定安裝中心控制棒；
10、s5b：以中心控制棒為中心，自中心向外逐圈裝配基體，每鋪設(shè)一圈基體，擠壓緊湊，通過(guò)點(diǎn)焊固定；
11、s5c：完成所有基體裝配，獲得指定結(jié)構(gòu)的反應(yīng)堆堆芯。
12、優(yōu)選的，所述模塊化反應(yīng)堆堆芯的制備方法適用于正六邊形堆芯。
13、優(yōu)選的，步驟s2中的釬料為agpd。
14、優(yōu)選的，步驟s4中的高導(dǎo)熱界面材料為石墨鉑。
15、進(jìn)一步的，步驟s3中的釬焊為真空感應(yīng)釬焊。
16、一種通過(guò)上述模塊化反應(yīng)堆堆芯的制備方法制備的反應(yīng)堆堆芯，包括中心控制棒和多個(gè)模塊單元，所述模塊單元圍繞所述中心控制棒逐層布置并形成正六邊形結(jié)構(gòu)。
17、進(jìn)一步的，所述模塊單元包括基體，所述基體上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)裝配孔，熱管和燃料組件中的任意一者或兩者穿過(guò)所述裝配孔安裝在所述基體上。
18、進(jìn)一步的，所述模塊單元的橫截面呈等腰梯形或類箭頭形，所有呈等腰梯形設(shè)置的模塊單元與所有呈類箭頭形設(shè)置的模塊單元排布形成正六邊形結(jié)構(gòu)。
19、進(jìn)一步的，所述中心控制棒臨近的模塊單元為六個(gè)橫截面為等腰梯形的模塊單元，六個(gè)所述模塊單元圍繞所述中心控制棒設(shè)置，其中，模塊單元靠近中心控制棒的邊長(zhǎng)共同形成正六邊形，任意一個(gè)模塊單元的底和另一相鄰模塊單元的腰部分接觸。
20、本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
21、(1)本發(fā)明中提供了一種模塊化反應(yīng)堆堆芯的制備方法，先通過(guò)預(yù)先給熱管的管壁上以及燃料組件的包殼壁上均勻涂滿釬料，再安裝至基體中，通過(guò)釬焊實(shí)現(xiàn)熱管和燃料組件與基體單元的連接，通過(guò)agpd釬料，在安裝熱管和燃料組件的階段，就實(shí)現(xiàn)熱管與燃料組件接觸，降低了熱阻，提高了熱管與燃料組件之間的傳熱效率；同時(shí)，通過(guò)熱界面材料，降低了模塊單元與相鄰模塊單元之間的縫隙，通過(guò)點(diǎn)焊實(shí)現(xiàn)模塊單元的連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效傳熱。
22、(2)在本發(fā)明提供的制備工藝中，通過(guò)先安裝固定控制棒，再圍繞所述控制棒安裝布置模塊單元，消除了反應(yīng)堆堆芯在裝配過(guò)程中可能發(fā)生的臨界問(wèn)題，提高了安裝工藝的安全性。
23、(3)本發(fā)明提供了一種反應(yīng)堆堆芯結(jié)構(gòu)，該堆芯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且符合現(xiàn)有技術(shù)中常見(jiàn)的正六邊形結(jié)構(gòu)，但是由于排列方式的不同，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的堆芯結(jié)構(gòu)無(wú)多個(gè)模塊單元頂點(diǎn)相交處的接觸點(diǎn)，方便焊接，排列方式更緊固。
1.一種模塊化反應(yīng)堆堆芯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的一種模塊化反應(yīng)堆堆芯的制備方法，其特征在于，所述步驟s5包括以下步驟：
3.如權(quán)利要求1所述的一種模塊化反應(yīng)堆堆芯的制備方法，其特征在于，所述制備方法適用于正六邊形堆芯。
4.如權(quán)利要求1所述的一種模塊化反應(yīng)堆堆芯的制備方法，其特征在于，步驟s2中的釬料為agpd。
5.如權(quán)利要求1所述的一種模塊化反應(yīng)堆堆芯的制備方法，其特征在于，步驟s4中的高導(dǎo)熱界面材料為石墨鉑。
6.如權(quán)利要求2所述的一種模塊化反應(yīng)堆堆芯的制備方法，其特征在于，步驟s3中的釬焊為真空感應(yīng)釬焊。
7.一種通過(guò)權(quán)利要求1-6所述的任意一種模塊化反應(yīng)堆堆芯的制備方法制備的反應(yīng)堆堆芯，其特征在于，包括中心控制棒和多個(gè)模塊單元，所述模塊單元圍繞所述中心控制棒逐層布置并形成正六邊形結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的反應(yīng)堆堆芯，其特征在于，所述模塊單元包括基體，所述基體上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)裝配孔，熱管和燃料組件中的任意一者或兩者穿過(guò)所述裝配孔安裝在所述基體上。
9.如權(quán)利要求8所述的反應(yīng)堆堆芯，其特征在于，所述模塊單元的橫截面呈等腰梯形或類箭頭形，所有呈等腰梯形設(shè)置的模塊單元與所有呈類箭頭形設(shè)置的模塊單元共同排布形成正六邊形結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所述的反應(yīng)堆堆芯，其特征在于，所述中心控制棒臨近的模塊單元為六個(gè)橫截面為等腰梯形的模塊單元，六個(gè)所述模塊單元圍繞所述中心控制棒設(shè)置，其中，模塊單元靠近中心控制棒的邊長(zhǎng)共同形成正六邊形，任意一個(gè)模塊單元的底和另一相鄰模塊單元的腰部分接觸。