柱塞、反应装置及核反应堆

1.本发明涉及核反应堆技术领域，尤其涉及一种柱塞、反应装置及核反应堆。

背景技术：

2.现有技术中，无论是核反应堆的反应装置，还是用于模拟核反应堆进行核反应模拟试验的反应装置，通常均包括棒材和安装板。不同的是，在核反应堆的反应装置中，棒材是燃料棒。而在进行核反应模拟试验的反应装置中，棒材为电加热棒。
3.其中，安装板设置为一对，一对安装板之间具有间距，两个安装板之间的空间形成能够容纳棒材的反应空间。棒材的两端分别与一对安装板连接。一对安装板分别设有供换热介质进入的进入孔和供换热介质排出的排出孔。在反应装置运行过程中，换热介质从进入孔进入到反应空间，在棒材与棒材之间的间隙流过，并与棒材的外壁进行换热，最终从排出孔排出。
4.由于棒材安装在安装板上，因此安装板的尺寸决定了反应空间的大小以及能够安装棒材的数量。在安装板的尺寸确定的情况下，在安装板上设置的进入孔和排出孔必然挤占棒材的安装空间，导致反应空间内的棒材数量减少，降低了反应装置的加热效果。

技术实现要素：

5.本发明提供一种柱塞、反应装置及核反应堆，用以解决现有技术中反应装置的安装板上的开孔挤占棒材的安装空间，导致反应空间内的棒材数量减少的缺陷，实现增加反应空间内的棒材的数量的效果。
6.本发明提供的一种柱塞，用于连接安装板与棒材，所述安装板设有螺纹通孔，所述柱塞包括用于与所述螺纹通孔连接的第一螺纹段和用于与所述棒材连接的连接段；
7.所述柱塞设有流道孔和连通孔，所述流道孔贯通所述柱塞设有所述第一螺纹段的一端并向所述连接段延伸，所述流道孔用于与所述安装板远离所述连接段的一侧的空间连通，所述连通孔设在所述柱塞的侧壁上并与所述流道孔连通，所述连通孔用于与所述安装板靠近所述连接段的一侧的空间连通。
8.根据本发明提供的一种柱塞，所述柱塞还包括端头，所述端头与所述第一螺纹段远离所述连接段的一端连接，所述流道孔贯通所述端头，所述端头的截面积大于所述第一螺纹段的截面积，所述端头用于与所述安装板远离所述连接段的一侧相抵。
9.根据本发明提供的一种柱塞，所述流道孔靠近所述端头的一端的内壁设有多边形孔；
10.和/或，所述端头的外侧壁设置有至少一对相互平行的平面。
11.根据本发明提供的一种柱塞，所述柱塞还包括轴环，所述轴环设置在所述连接段与所述第一螺纹段之间，所述轴环的一端用于与所述安装板相抵，所述轴环的另一端用于与所述棒材相抵。
12.根据本发明提供的一种柱塞，所述连接段远离所述第一螺纹段的一端设有多边形
孔；
13.和/或，所述轴环的外侧壁设有至少一对相互平行的平面。
14.根据本发明提供的一种柱塞，所述连接段为光杆段，用于伸入到所述棒材的光孔内。
15.根据本发明提供的一种柱塞，所述连接段为第二螺纹段，用于与所述棒材的螺纹内孔连接。
16.根据本发明提供的一种柱塞，所述连通孔为沿所述柱塞的长度方向延伸的长孔；
17.和/或，所述连通孔的数量为多个，多个所述连通孔沿所述柱塞的周向分布。
18.本发明还提供一种反应装置，包括安装板、棒材及如上所述的柱塞，所述棒材通过所述柱塞与所述安装板连接。
19.根据本发明提供的一种反应装置，所述棒材为燃料棒或者电加热棒。
20.根据本发明提供的一种反应装置，还包括检测装置，所述检测装置与所述电加热棒连接，用于检测所述电加热棒的参数信息，所述柱塞的所述流道孔贯通设置，所述检测装置设置在所述流道孔靠近所述连接段的一端，所述检测装置的线缆从所述流道孔引出。
21.本发明还提供一种核反应堆，包括如上所述的反应装置。
22.本发明提供的柱塞，通过第一螺纹段与安装板连接，通过连接段与棒材连接，从而能够完成对棒材与安装板的连接。同时，柱塞的第一螺纹段远离连接段的一端设有流道孔，流道孔向连接段延伸并与安装板远离连接段的一侧的空间连通。柱塞还设有用于连通流道孔以及安装板靠近连接段的一侧的空间的连通孔，如此使得换热介质可以通过柱塞上的流道孔和连通孔穿过安装板。
23.如此设置，换热介质可以通过柱塞上的流道孔和连通孔穿过安装板，从而无需在安装板上开孔供换热介质流通，进而能够在原来需要开孔的位置安装棒材，增加了棒材的安装数量，提高了反应装置的加热效果，解决了现有技术中在安装板上开孔对棒材安装空间造成占用，导致棒材安装数量减少的问题。
24.同时，由于无需在安装板上开孔供换热介质流通，安装板的开孔数量更少，因此能够提高安装板的结构强度。除此之外，由于无需开孔使得安装板的体积能够减小，从而使反应装置的结构更加紧凑。
25.同时，由于柱塞的第一螺纹段与安装板的螺纹通孔螺纹连接，通过旋拧柱塞，柱塞在沿螺纹通孔轴向移动时，连通孔的至少部分孔口能够进入到螺纹通孔内。即螺纹通孔的孔壁能够遮盖连通孔的部分孔口，使得换热介质的流通通道的通流截面减小，从而达到调整换热介质流量的效果。
26.另外，现有技术中的反应装置中反应空间内的每个棒材距离开孔的距离不同，靠近开孔的棒材散热效果较好，而远离开孔的棒材散热效果则相对较差，如此无法充分利用各个棒材的加热能力，限制了反应装置的加热速率和加热效果。而通过本发明中的柱塞连接棒材和安装板，则不存在棒材距离开孔远近不同的问题，每个棒材对应的柱塞均可供换热介质流通，使得每个棒材的外表面均有换热介质流经换热。如此，换热介质能够与每个棒材进行换热，从而充分利用每个棒材的加热能力，能够提高反应装置的加热速率和加热效果。
27.本发明提供的反应装置和核反应堆，由于包含了本发明中的柱塞，因此同时包含
了柱塞的上述所有优点。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1是本发明的一些实施例中提供的第一种柱塞的结构示意图；
30.图2是图1所示柱塞的俯视图；
31.图3是本发明的一些实施例中提供的第二种柱塞的结构示意图；
32.图4是图3所示柱塞的俯视图；
33.图5是本发明的一些实施例中提供的反应装置的结构示意图；
34.图6是图5中的ⅰ处的局部放大图；
35.图7是图5中的ⅱ处的局部放大图；
36.图8是本发明的一些实施例中提供的外壳的第一壳体的结构示意图；
37.图9是本发明的一些实施例中提供的外壳的第二壳体的结构示意图；
38.图10是本发明的一些实施例中提供的集流筒的结构示意图；
39.图11是图5中的ⅲ处的局部放大图。
40.附图标记：
41.1、柱塞；101、第一螺纹段；102、连接段；103、流道孔；104、连通孔；105、端头；106、多边形孔；107、轴环；
42.2、安装板；201、螺纹通孔；
43.3、棒材；301、光孔；302、螺纹内孔；
44.4、外壳；401、第一壳体；4011、筒体；4012、端盖；402、第二壳体；4021、第一环形结构；4022、第二环形结构；403、第一贯通口；404、第二贯通口；405、布线口；
45.5、集流筒；501、法兰；6、隔热层；7、密封件；8、套筒；9、螺母；10、垫片。
具体实施方式
46.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.现有技术中的反应装置通常包括棒材和安装板。其中，安装板设置为一对，一对安装板之间具有间距，两个安装板之间的空间形成能够容纳棒材的反应空间，棒材的两端分别与一对安装板连接。一对安装板分别设有供换热介质进入的进入孔和供换热介质排出的排出孔。在反应装置运行过程中，换热介质从进入孔进入到反应空间，在棒材与棒材之间的间隙流过，并与棒材的外壁进行换热，最终从排出孔排出。由于棒材安装在安装板上，因此安装板的尺寸决定了反应空间的大小以及能够安装棒材的数量。在安装板的尺寸确定的情况下，安装板上设置的进入孔和排出孔必然挤占棒材的安装空间，导致反应空间内的棒材
数量减少，降低了反应装置的加热效果。
48.因此，为了解决现有技术中反应装置的安装板上的开孔挤占棒材的安装空间，导致反应空间内的棒材数量减少的问题，实现在不增大安装板面积的前提下，增加安装板所能安装的棒材的数量的效果，本发明实施例中提供了一种柱塞、反应装置及核反应堆。
49.下面结合图1至图11描述本发明的实施例中提供的柱塞1。
50.具体而言，柱塞1用于连接安装板2和棒材3。其中，棒材3可以是燃料棒和电加热棒。安装板2上设有螺纹通孔201。
51.柱塞1包括第一螺纹段101和连接段102。其中，第一螺纹段101 用于与安装板2上的螺纹通孔201螺纹连接。连接段102用于与棒材 3连接，例如连接段102可以与棒材3插接。可选地，第一螺纹段101 和连接段102可以设置为一体式结构，或者第一螺纹段101和连接段 102可以分别加工后，再通过螺纹连接、焊接连接或者粘接连接的方式进行安装。
52.参考图6和图7所示，柱塞1上设有流道孔103和连通孔104。其中，流道孔103贯通柱塞1设有第一螺纹段101的一端，并且流道孔103向连接段102延伸。流道孔103用于与安装板2远离连接段 102的一侧的空间连通。连通孔104设置在柱塞1上的侧壁上，并且连通孔104与流道孔103连通。连通孔104用于与安装板2靠近连接段102的一侧的空间连通。即，连通孔104和流道孔103分别用于与安装板2的两侧连通，并且连通孔104和流道孔103相互连通。可选地，柱塞1为圆柱形结构，则流道孔103沿柱塞1的长度方向或者说轴向延伸，而连通孔104沿柱塞1的径向延伸设置。
53.本发明提供的柱塞1，通过第一螺纹段101与安装板2连接，通过连接段102与棒材3连接，从而能够完成对棒材3与安装板2的连接。同时，柱塞1的第一螺纹段101远离连接段102的一端设有流道孔103，流道孔103向连接段102延伸并与安装板2远离连接段102 的一侧的空间连通。柱塞1还设有用于连通流道孔103以及安装板2 靠近连接段102的一侧的空间的连通孔104，如此使得换热介质可以通过柱塞1上的流道孔103和连通孔104穿过安装板2。需要说明的是，换热介质可以为液体或气体。其中，液体包括但不限于水。气体包括但不限于空气和惰性气体。
54.如此设置，换热介质可以通过柱塞1上的流道孔103和连通孔 104穿过安装板2，从而无需在安装板2上开孔供换热介质流通，进而能够在原来需要开孔的位置安装棒材3，增加了棒材3的安装数量，提高了反应装置的加热效果，解决了现有技术中在安装板2上开孔对棒材3安装空间造成占用，导致棒材3安装数量减少的问题，达到了在不增加安装板的面积的前提下，增加了棒材的安装数量的效果。
55.同时，由于无需在安装板2上开孔供换热介质流通，安装板2的开孔数量更少，因此能够提高安装板2的结构强度。除此之外，由于无需开孔使得安装板2的体积能够减小，从而使反应装置的结构更加紧凑。
56.同时，由于柱塞1的第一螺纹段101与安装板2的螺纹通孔201 螺纹连接，通过旋拧柱塞1，柱塞1在沿螺纹通孔201轴向移动时，连通孔104的至少部分孔口能够进入到螺纹通孔201内。即连通孔 104的部分孔口被螺纹通孔201的孔壁遮盖，使得换热介质的流通通道的通流截面减小，从而能够通过旋拧柱塞1达到调整换热介质流量的效果。
57.另外，现有技术中的反应装置中反应空间内的每个棒材3距离开孔的距离不同，靠近开孔的棒材3散热效果较好，而远离开孔的棒材 3散热效果则相对较差，如此无法充分利
用各个棒材3的加热能力，限制了反应装置的加热速率和加热效果。而通过本发明中的柱塞1连接棒材3和安装板2，则不存在棒材3距离开孔远近不同的问题，每个棒材3对应的柱塞1均可供换热介质流通，使得每个棒材3的外表面均有换热介质流经换热。如此，换热介质能够与每个棒材3进行换热，从而充分利用每个棒材3的加热能力，能够提高反应装置的加热速率和加热效果。
58.参考图1、图6所示，在本发明提供的一些实施例中，柱塞1还包括端头105。其中，端头105与第一螺纹段101远离连接段102的一端连接，即端头105设置在第一螺纹段101远离连接段102的一端。流道孔103贯通端头105。端头105的截面积大于第一螺纹段101的截面积，此处所述的截面积均是指垂直于柱塞1的长度方向的横截面的面积。端头105用于与安装板2远离连接段102的一侧相抵。在利用柱塞1连接安装板2与棒材3的过程中，先将柱塞1的连接段102 穿过安装板2的螺纹通孔201，再将连接段102与棒材3连接，然后使第一螺纹段101与螺纹通孔201旋合，直至端头105与安装板2相抵。
59.如此设置，将柱塞1安装于螺纹通孔201时，使端头105与安装板2相抵，从而能够对柱塞1进行定位，使得柱塞1具有确定的安装位置。
60.进一步地，为了调整端头105与安装板2的间距，以使连通孔 104的至少部分孔口能够进入到螺纹通孔201，可以在端头105与安装板2之间设置垫片。通过增减垫片的数量或者更换不同厚度的垫片即可实现方便且准确地调整端头105与安装板2之间间距的效果。
61.参考图1所示，在发明提供的一些实施例中，流道孔103贯通连接段102。如此，可以在流道孔103靠近连接段102的一端内设置检测装置，从而使检测装置能够靠近棒材3的内部。检测装置的线缆可以经过流道孔103引出。检测装置包括但不限于温度传感器，例如热电偶。或者，在棒材3设置为电加热棒时，电加热棒的线缆也可以从流道孔103引出。如此设置，无需在安装板2上开设过线孔，从而能够避免过线孔挤占棒材3的安装空间，并且无需考虑过线孔密封的问题。可以理解的是，线缆也可以依次经连通孔104和流道孔103引出，效果与上相同。
62.在发明提供的一些实施例中，流道孔103靠近端头105的一端的内壁设有多边形孔106。如此设置，在将柱塞1旋拧于安装板2时，可以利用扳手伸入到多边形孔106内对柱塞1进行旋拧。例如，多边形孔106为六边形孔，扳手可以是内六角扳手。
63.在本发明提供的一些实施例中，端头105的外侧壁设置有至少一对相互平行的平面。通过设置至少一对相互平行的平面，在将柱塞1 旋拧于安装板2时，能够利用呆扳手或套筒扳手等卡在一对相互平行的平面上对柱塞1进行旋拧。如此设置，在多边形孔内需要走线而不便于将内六角扳手伸入到多边形孔时，可以利用呆扳手或者套筒扳手等对柱塞1进行旋拧。
64.参考图2、图7所示，在本发明提供的一些实施例中，柱塞1还包括轴环107。轴环107设置在连接段102与第一螺纹段101之间，轴环107的一端用于与安装板2相抵，轴环107的另一端用于与棒材 3相抵。如此设置，通过将轴环107与安装板2相抵，能够对柱塞1 进行定位，使得柱塞1具有确定的安装位置。通过棒材3与轴环107 相抵，能够对棒材3进行定位，使得棒材3具有确定的安装位置。
65.进一步地，棒材3的两端分别通过对应的柱塞1与对应的安装板 2连接。具体地，如图5-图7所示，棒材3的底部通过设有轴环107 的柱塞1与下部的安装板2连接，棒材3的顶部
通过设有端头105的柱塞1与上部的安装板2连接。安装过程中，先将设有轴环107的柱塞1安装在下部的安装板2上，再将棒材3与设有轴环107的柱塞1 连接，然后利用设有端头105的柱塞1连接上部的安装板2与棒材3。
66.在本发明提供的一些实施例中，设有轴环107的柱塞1的连接端远离第一螺纹段101的一端设有多边形孔106。如此设置，在将柱塞 1旋拧于安装板2时，可以利用扳手伸入到多边形孔106内对柱塞1 进行旋拧。例如，多边形孔106为六边形孔，扳手可以是内六角扳手。
67.在本发明提供的一些实施例中，轴环107的外侧壁设有至少一对相互平行的平面。通过设置至少一对相互平行的平面，在将柱塞1旋拧于安装板2时，能够利用呆扳手或套筒扳手等卡在一对相互平行的平面上对柱塞1进行旋拧。如此设置，在多边形孔内需要走线而不便于将内六角扳手伸入到多边形孔时，可以利用呆扳手或者套筒扳手等对柱塞1进行旋拧。
68.在本发明提供的一些实施例中，柱塞1的连接段102为第二螺纹段，用于与棒材3的螺纹内孔302连接。通过将棒材3与柱塞1螺纹连接，能够对棒材3起到更好的固定效果。
69.在本发明提供的一些实施例中，连接段102为光杆段，用于伸入到棒材3的光孔301内。通过将柱塞1伸入到棒材3的光孔301内，一方面能够利用柱塞1为棒材3提供径向定位，另一方面使得棒材3 在受热伸长时，能够沿光杆段伸缩，从而使得棒材3具有伸缩空间，避免棒材3伸长过程中产生应力导致连接结构或者棒材3本身被破坏的问题。
70.进一步地，如图5-图7所示，图中所示设有第二螺纹段的柱塞1 用于连接下部的安装板2与棒材3的下端，即棒材3的下端设有螺纹内孔302，螺纹内孔302与第二螺纹段螺纹连接，且棒材3与柱塞1 的轴环107相抵。同时，设有光杆段的柱塞1用于连接上部的安装板2与棒材3的上端。即，棒材3的上端设有光孔301，柱塞1的光杆段伸入到棒材3的光孔301内。
71.在本发明提供的一些实施例中，连通孔104为沿柱塞1的长度方向延伸的长孔。通过将连通孔104设置为沿柱塞1的长度方向延伸的长孔，在沿螺纹通孔201调节柱塞1的位置时，长孔被覆盖的面积的调节范围更大，从而能够增大对换热介质的流量的调节范围。例如，长孔可以是腰型孔。
72.在本发明提供的一些实施例中，连通孔104的数量为多个，多个连通孔104沿柱塞1的周向分布。如此设置，能够减小柱塞1对换热介质的流通阻力，使得换热介质流通更顺畅。例如，多个连通孔104 沿柱塞1的周向均匀分布。
73.本发明实施例中还提供一种反应装置。
74.其中，反应装置包括安装板2、棒材3及如上所述的柱塞1。棒材3通过所述柱塞1与安装板2连接。
75.需要说明的是，反应装置包含了柱塞1，同时也就包含了柱塞1 的所有优点，此处不再赘述。
76.进一步地，反应装置的安装板2的数量为两个，为了便于叙述，参考图5所示，将两个安装板2分别称为上部的安装板2和下部的安装板2，可以理解的是，在实际使用过程中，并不局限于将两个安装板2上下排布，例如水平排布亦可。
77.进一步地，参考图5-图7所示，两个安装板2之间具有间距，以形成用于容纳棒材3的反应空间。棒材3的顶端通过设有端头105的柱塞1与上部的安装板2连接，棒材3的底端通
过设有轴环107的柱塞1与下部的安装板2连接。参考图6所示，在运行过程中，通过从上部的安装板2远离反应空间的一侧通入换热介质，图中箭头代表换热介质流动路径。换热介质依次通过设有端头105的柱塞1的流道孔 103及连通孔104进入到反应空间，从而与棒材3换热。参考图7所示，图中箭头代表换热介质流动路径，在反应空间内，换热介质与棒材3换热后，经过设有轴环107的柱塞1的连通孔104与流道孔103 排出反应空间，排出到下部的安装板2的下方。当然，换热介质从下部的安装板2的下方通入亦可，原理相同，不再赘述。
78.在本发明提供的一些实施例中，棒材3为燃料棒或者电加热棒。棒材3设置为燃料棒时，反应装置可用于核反应堆。棒材3为电加热棒时，反应装置可以用于进行核反应模拟试验。
79.在本发明提供的一些实施例中，反应装置还包括检测装置。检测装置与电加热棒连接，用于检测电加热棒的参数信息。例如，检测装置可以是用于检测电加热棒的温度信息的温度传感器，例如温度传感器包括但不限于热电偶。例如，在利用反应装置进行核反应模拟试验时，通过沿电加热棒的长度方向设置多个检测装置，可以测量电加热棒表面温度分布情况，进而能够对棒束堆芯结构的气体流动特性和换热特性等问题进行分析研究。
80.柱塞1的流道孔103贯通设置，检测装置设置在流道孔103靠近连接段102的一端，检测装置的线缆从流道孔103引出。由于柱塞1 伸入到棒材3的端部的内部，将检测装置设置在柱塞1的流道孔103 内，能够检测棒材3的内部的温度信息。而将检测装置的线缆从流通孔引出，无需在安装板2上开设过线孔。一方面能够避免挤占棒材3 的安装空间，另一方面无需考虑走线通孔的密封问题，另外能够保证安装板2的结构简单，便于加工且强度更高。
81.当然，对于不设置在流道孔103内的检测装置，其线缆可以依次经过连通孔104和流道孔103引出。
82.同样地，电加热棒的线缆可以参照检测装置的线缆经柱塞1引出反应空间。
83.在本发明提供的一些实施例中，反应装置还包括集流筒5。集流筒5的两端分别与两个安装板2连接，棒材3设置在集流筒5内。通过设置集流筒5，在反应装置运行的过程中，换热介质能够在集流筒 5内与棒材3进行换热，集流筒5的存在减小了换热介质的扩散空间，使得换热介质能够更充分与棒材3接触换热。
84.参考图10所示，可选地，集流筒5的两端均设有法兰501，分别与两个安装板2连接。例如，法兰501与安装板2之间均通过螺纹紧固件连接。
85.在本发明提供的一些实施例中，集流筒5的两端与两个安装板2 之间均设有密封件7。具体地，集流筒5的两个法兰501与对应的安装板2之间设有密封件7。如此设置，能够避免换热介质从法兰501 与安装板2的结合面之间泄漏。可选地，密封件7包括但不限于石墨密封圈。
86.参考图10所示，在本发明提供的一些实施例中，反应装置还包括隔热层6。隔热层6套装在集流筒5的外侧。如此设置，能够避免集流筒5内的热量散失。可选地，隔热层6可以是保温棉，保温棉可以利用不锈钢卡箍固定。
87.参考图5所示，在本发明提供的一些实施例中，反应装置还包括外壳4。两个安装板2均安装在外壳4内，外壳4上设有供换热介质进出的第一贯通口403和第二贯通口404。第一贯通口403设置在上部的安装板2的上方，第二贯通口404设置在下部的安装板2的下方。如
此设置，能够利用外壳4起到保温隔热的作用。在使用过程中，可以从第一贯通口403内通入换热介质，换热介质从上部的柱塞1进入到反应空间，经与棒材3换热后，换热介质从下部的柱塞1排出反应空间，最终从第二贯通口404排出。当然，换热介质从第二贯通口 404通入，从第一贯通口403排出亦可。
88.进一步地，外壳4上设有布线口405。通过设置布线口405，使得检测装置的线缆和电加热棒的线缆能够从布线口405引出。进一步地，布线口405的数量为多个。通过设置多个布线口405便于将线缆就近引出。
89.可选地，反应装置还包括套筒8。套筒8穿设在布线口405内，且套筒8的一端伸入到外壳4内，套筒8的另一端从布线口405伸出外壳4。线缆可以通过套筒8引出。线缆与套筒8之间设有密封结构。例如，密封结构可以是填充于套筒8内的密封胶。如此设置，能够避免气流从套筒8内泄漏，而通过设置套筒8，使得线缆与套筒8之间的结合长度较长，在填充密封胶时能够提高密封效果。
90.可选地，套筒8可以通过焊接的方式与外壳4连接。当然套筒8 并不局限于通过焊接的方式与外壳4连接。例如，反应装置还可以包括螺母9。如图11所示，套筒8设置在外壳4内的一端设有凸缘，凸缘与外壳4的内壁相抵。套筒8设置在外壳4外的部分设有外螺纹，螺母9与套筒8的外螺纹连接，从而将套筒8固定于布线口405内。进一步，反应装置还包括垫片10，凸缘与外壳4的内壁之间，以及螺母9与外壳4的外壁之间均设有垫片10。通过设置垫片，能够对套筒8与布线口405之间的间隙进行密封。
91.参考图8、图9所示，在本发明提供的一些实施例中，外壳4包括第一壳体401和第二壳体402。第一壳体401和第二壳体402可拆卸连接，例如第一壳体401和第二壳体402通过螺纹紧固件连接。两个安装板2均安装在第二壳体402内，第一贯通口403设置在第一壳体401上，第二贯通口404设置在第二壳体402上。如此设置，便于将两个安装板2及棒材3安装到外壳4的内部。
92.参考图5所示，在本发明提供的一些实施例中，外壳4的内壁设有第一环形结构4021和第二环形结构4022。其中，第一环形结构4021 用于支撑上部的安装板2，例如第一环形结构4021可以焊接在外壳4 的内壁上。第二环形结构4022用于支撑下部的安装板2，例如第二环形结构4022可以焊接在外壳4的内壁上。上部的安装板2可以通过紧固件与第一环形结构4021连接固定。所述紧固件可以是螺纹紧固件，包括但不限于螺栓和螺钉。
93.参考图8所示，可选地，第一壳体401包括筒体4011和端盖4012，其中筒体4011的第一端用于与第二壳体402连接，筒体4011的第二端与端盖4012可拆卸连接。布线口405设置在筒体4011上，并且布线口405位于上部的安装板2的上方。如此设置，在将线缆从外壳4 内部引出至外壳4之外时，可以将端盖4012打开，然后对线缆进行布置穿引，如此更便于操作。
94.需要说明的是，在本发明提供的一些实施例中，可以将上述各个实施例中的特征进行结合，从而得到同时具有上述所有特征的反应装置。
95.例如，如图5所示的一种反应装置包括两个安装板2、如上所述的设有端头105的柱塞1、如上所述的设有轴环107的柱塞1、集流筒5、隔热层6、垫片、检测装置和外壳4。需要说明的是，如下描述中所采用的上下均是指图5中的上下，并不作为对使用过程的限定。
96.其中，两个安装板2具有间距形成用于容纳棒材3的反应空间。两个安装板2均设有螺纹通孔201。棒材3的一端通过设有端头105 的柱塞1与上部的安装板2连接，棒材3的另一
端通过设有轴环107 的柱塞1与下部的安装板2连接。其中，柱塞1与对应的安装板2的螺纹通孔201连接，以使连通孔104的至少部分孔口能够进入到螺纹通孔201内。端头105与对应的安装板2之间具有垫片，轴环107与对应的安装板2之间具有垫片。
97.集流筒5的两端分别与对应的安装板2连接，棒材设置在集流筒 5之内。集流筒5的两端与对应的安装板2之间均设有密封件7。
98.两个安装板2均安装在外壳4内，外壳4上设有供换热介质进出的第一贯通口403和第二贯通口404，第一贯通口403设置在上部的安装板2的上方，第二贯通口404设置在下部的安装板2的下方。外壳4包括第一壳体401和第二壳体402，第一壳体401和第二壳体402 可拆卸连接，两个安装板2均安装在第二壳体402内，第一贯通口 403设置在第一壳体401上，第二贯通口404设置在第二壳体402上。外壳4的内壁设有用于支撑上部的安装板2的第一环形结构4021和用于支撑下部的安装板2的第二环形结构4022，上部的安装板2通过螺纹紧固件与第一环形结构4021连接。第一壳体401包括筒体4011 和端盖4012，其中筒体4011的一端用于与第二壳体402连接，筒体 4011的第二端与端盖4012可拆卸连接。筒体4011上设有供线缆穿过的布线口405。
99.检测装置与棒材3连接，用于检测棒材3的参数信息，检测装置的线缆经过流道孔103或者依次经过连通孔104与流道孔103引出反应空间。将检测装置的线缆引出反应空间后，再从筒体4011上的布线口405引出外壳4之外。
100.棒材3为燃料棒或电加热棒，其中，电加热棒的线缆经过流道孔 103或者依次经过连通孔104与流道孔103引出反应空间。将检测装置的线缆引出反应空间后，再从筒体4011上的布线口405引出外壳 4之外。
101.上述实施例中的反应装置的安装步骤包括：
102.将设有轴环107的柱塞1旋拧在下部的安装板2靠近安装空间的一侧，并将棒材3的螺纹内孔302与设有轴环107的柱塞1的第二螺纹段连接。
103.将集流筒5套装在棒材3的外侧，并将集流筒5与下部的安装板 2连接。
104.将隔热层6套装在集流筒5的外侧。
105.将电加热棒和/或检测装置的线缆穿过上部的安装板2的螺纹通孔201。
106.将电加热棒和/或检测装置的线缆穿过对应的设有端头105的柱塞1。
107.将设有端头105的柱塞1旋拧在上部的安装板2远离安装空间的一侧，并使所述柱塞1的光杆段穿过螺纹通孔201插入到棒材3的光孔301内。
108.将上部的安装板2与集流筒5连接。
109.将上部的安装板2放置在第二壳体402的第一环形结构4021上，下部的安装板2同时置于第二环形结构4022上，并利用螺纹紧固件连接上部的安装板2和第一环形结构4021。
110.将筒体4011与第二壳体402连接。
111.将电加热棒和/或检测装置的线缆从筒体4011的布线口405引出。
112.将端盖4012与筒体4011连接。
113.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和
范围。

技术特征：

1.一种柱塞(1)，其特征在于，用于连接安装板(2)与棒材(3)，所述安装板(2)设有螺纹通孔(201)，所述柱塞(1)包括用于与所述螺纹通孔(201)连接的第一螺纹段(101)和用于与所述棒材(3)连接的连接段(102)；所述柱塞(1)设有流道孔(103)和连通孔(104)，所述流道孔(103)贯通所述柱塞设有所述第一螺纹段(101)的一端并向所述连接段(102)延伸，所述流道孔(103)用于与所述安装板(2)远离所述连接段(102)的一侧的空间连通，所述连通孔(104)设在所述柱塞(1)的侧壁上并与所述流道孔(103)连通，所述连通孔(104)用于与所述安装板(2)靠近所述连接段(102)的一侧的空间连通。2.根据权利要求1所述的柱塞(1)，其特征在于，所述柱塞(1)还包括端头(105)，所述端头(105)与所述第一螺纹段(101)远离所述连接段(102)的一端连接，所述流道孔(103)贯通所述端头，所述端头(105)的截面积大于所述第一螺纹段(101)的截面积，所述端头(105)用于与所述安装板(2)远离所述连接段(102)的一侧相抵。3.根据权利要求2所述的柱塞(1)，其特征在于，所述流道孔(103)靠近所述端头(105)的一端的内壁设有多边形孔(106)；和/或，所述端头(105)的外侧壁设置有至少一对相互平行的平面。4.根据权利要求1所述的柱塞(1)，其特征在于，所述柱塞(1)还包括轴环(107)，所述轴环(107)设置在所述连接段(102)与所述第一螺纹段(101)之间，所述轴环(107)的一端用于与所述安装板(2)相抵，所述轴环(107)的另一端用于与所述棒材(3)相抵。5.根据权利要求4所述的柱塞(1)，其特征在于，所述连接段(102)远离所述第一螺纹段(101)的一端设有多边形孔(106)；和/或，所述轴环(107)的外侧壁设有至少一对相互平行的平面。6.根据权利要求1-5任一项所述的柱塞(1)，其特征在于，所述连接段(102)为光杆段，用于伸入到所述棒材(3)的光孔(301)内。7.根据权利要求1-5任一项所述的柱塞(1)，其特征在于，所述连接段(102)为第二螺纹段，用于与所述棒材(3)的螺纹内孔(302)连接。8.根据权利要求1-5任一项所述的柱塞(1)，其特征在于，所述连通孔(104)为沿所述柱塞(1)的长度方向延伸的长孔；和/或，所述连通孔(104)的数量为多个，多个所述连通孔(104)沿所述柱塞(1)的周向分布。9.一种反应装置，其特征在于，包括安装板(2)、棒材(3)及如权利要求1-8任一项所述的柱塞(1)，所述棒材(3)通过所述柱塞(1)与所述安装板(2)连接。10.根据权利要求9所述的反应装置，其特征在于，所述棒材(3)为燃料棒或者电加热棒。11.根据权利要求10所述的反应装置，其特征在于，还包括检测装置，所述检测装置与所述电加热棒连接，用于检测所述电加热棒的参数信息，所述柱塞(1)的所述流道孔(103)贯通设置，所述检测装置设置在所述流道孔(103)靠近所述连接段(102)的一端，所述检测装置的线缆从所述流道孔(103)引出。12.一种核反应堆，其特征在于，包括如权利要求9-11任一项所述的反应装置。

技术总结

本发明涉及核反应堆技术领域，提供一种柱塞、反应装置及核反应堆。柱塞，用于连接安装板与棒材，安装板设有螺纹通孔，柱塞包括用于与螺纹通孔连接的第一螺纹段和用于与棒材连接的连接段；柱塞设有流道孔和连通孔，流道孔贯通柱塞设有第一螺纹段的一端并向连接段延伸，流道孔用于与安装板远离连接段的一侧的空间连通，连通孔设在柱塞的侧壁上并与流道孔连通，连通孔用于与安装板靠近连接段的一侧的空间连通。换热介质可以通过柱塞上的流道孔和连通孔穿过安装板，从而无需在安装板上开孔供换热介质流通，进而能够在原来需要开孔的位置安装棒材，增加了棒材的安装数量，提高了反应装置的加热效果。置的加热效果。置的加热效果。