具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，在本申请实施例中，“上”、“下”、“左”以及“右”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

在本申请实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本申请实施例提供一种核动力设备，包括高温气冷核反应堆结构。核动力设备是一种运用核燃料的核反应产生热能并将热能转化为电能或机械能等形式的能源的设备。运用高温气冷核反应堆的核动力设备采用冷却气如高温惰性冷却气或高温空气等冷却核反应堆内的核燃料，冷却气吸收核反应堆内的核燃料后温度升高，温度升高后的冷却气可以通过蒸汽发生器等进行降温以再次用于冷却核反应堆。吸收热量后的蒸汽发生器能够产生蒸汽，蒸汽可以通过汽轮发电机以带动汽轮发电机发电。温度升高后的冷却气也可以直接通过汽轮机将热能转化为汽轮机的机械能，汽轮机的机械能够直接用于带动飞机的螺旋浆旋转等。

请参照图1、图2和图3，本申请实施例提供的高温气冷核反应堆结构，包括壳体1、堆芯组件2和弹性支撑组件3。其中，堆芯组件2位于壳体1内，包括包含燃料的堆芯21和位于堆芯21外围的围板22，围板22与壳体1处处间隔，以使围板22与壳体1之间形成气冷通道5；弹性支撑组件3设置在围板22和壳体1之间，弹性支撑组件3的一侧至少有一部分与壳体1固定连接，另一侧与围板22抵靠。如此结构形式，堆芯21被两层容器即围板22与壳体1包容，围板22与壳体1处处间隔形成气冷通道5，使得冷却气在对堆芯21冷却的过程中，也会在气冷通道5内流动，围板22和壳体1会被在气冷通道5内流动的冷却气降温，能够满足对高温的堆芯21包容的要求。弹性支撑组件3设置在围板22和壳体1之间，当堆芯21受热膨胀，围板22会随之膨胀，弹性支撑组件3的能够另一侧能够在围板22的挤压作用下向远离围板22的方向移动；当堆芯21因温度下降而收缩，围板22会随收缩，弹性支撑组件3会回弹而向靠近围板22的方向移动。这样，弹性支撑组件3能够满足在堆芯21因温度变化而膨胀或收缩的情况下，对围板22和壳体1的稳固支撑。此外，当堆芯21的温度升高，弹性支撑组件3会在高温的影响下刚度变小，弹性支撑组件3会更容易发生形变。而且，当堆芯21的温度升高，冷却气的流量会变大，冷却气的流量会变大主要是为了对堆芯21进行降温，对此相关技术中已公开，具体细节不再赘述。当冷却气的流量变大，冷却气的气流压力会变大，冷却气的气流压力会对弹性支撑组件3产生较强作用力，在弹性支撑组件3因高温刚度变小的情况下，弹性支撑组件3会发生形变。又因为弹性支撑组件3的一侧与壳体1固定连接，另一侧与围板22抵靠，当弹性支撑组件3因冷却气的气流压力而形变，弹性支撑组件3的另一侧与围板22分离，在此基础上冷却气会从弹性支撑组件3的另一侧与围板22之间的间隙通过，这会使得冷却气在气冷通道5内的流动空间变大，进而使得冷却气在气冷通道5内的流量变大。因此，当堆芯21的温度升高，冷却气在气冷通道5内的流量会变大，能够增强对围板22和壳体1的冷却效果。

需要说明的是，弹性支撑组件3在围板22和壳体1之间的支撑效果使得围板22与壳体1处处间隔。

为了使得围板22具有较好的随堆芯21的温度变化而膨胀或收缩的效果，围板22的厚度相对壳体1较薄。

在一些实施例中，弹性支撑组件3的材质为镍基钢。

进一步地，请继续参照图1、图2和图3，弹性支撑组件3沿冷却气的流动方向a延伸，弹性支撑组件3沿气冷通道5内的冷却气的流动方向a的前端与壳体1固定连接。如此结构形式，弹性支撑组件3沿冷却气的流动方向a延伸，使得弹性支撑组件3的在围板22与壳体1之间的支撑区域较大，弹性支撑组件3能够对壳体1与围板22进行更加稳固的支撑，弹性支撑组件3沿冷却气的流动方向a的前端与壳体1固定连接，便于弹性支撑组件3在冷却气的流动压力的作用下与围板22之间产生间隙。

需要说明的是，弹性支撑组件3得延伸方向由弹性支撑组件3的沿冷却气的流动方向a的前端指向后端。

需要说明的是，若弹性支撑组件3沿冷却气的流动方向a的后端与壳体1固定连接，在冷却气的流动压力的作用下，弹性支撑组件3前端可能会向后端靠近，即弹性支撑组件3被压缩，而压缩的弹性支撑组件3可能会堵塞气冷通道5。

进一步地，请继续参照图1、图2和图3，弹性支撑组件3包括多个弹性件，多个弹性件(参照图中标号第一弹性支撑件31与第二弹性支撑件32，为其一种实施例)沿围板22周向分布，每个弹性件均沿冷却气的流动方向a延伸。如此结构形式，将弹性支撑组件3分离成多个弹性件，在围板22膨胀或收缩的过程中，多个弹性件之间不会发生干涉，使得弹性支撑组件3不会对围板22膨胀或收缩产生较大的阻碍。

需要说明的是，围板22周向与冷却气的流动方向a垂直。

在一些实施例中，为了使弹性件对壳体1与围板22的支撑更加稳固，多个弹性件沿围板22周向均匀分布。

进一步地，请继续参照图1、图2和图3，弹性件为板状结构，弹性件的两侧分别朝向围板22和壳体1，弹性件具有弯曲度，以使弹性件的一个侧面与壳体1抵靠，另一个侧面与围板22抵靠。如此结构形式，弹性件具有弯曲度，一方面能够使得弹性件对壳体1和围板22进行支撑，另一方面使得弹性件能够在冷却气气流的压力或围板22膨胀的挤压的作用下伸长，弯曲度变小，进而使得弹性件与围板22抵靠的一端向壳体1移动。此外，弹性件的弯曲度使得弹性件的两侧面与围板22或壳体1的接触面积较小，进而使得围板22与壳体1之间的传热效率较小，能够使得壳体1的温度较低。

需要说明的是，弹性件与围板22抵靠的侧面不与围板22连接在一起，即弹性件与围板22抵靠的侧面能够与围板22分离。而在弹性件与壳体1抵靠的侧面中，弹性件沿冷却气的流动方向的前端与壳体1固定连接，其余部分能够与壳体1分离。

需要说明的是，若板状结构为直线型，即板状结构不具有弯曲度，板状结构的两侧面会与围板22或壳体1完全贴合，围板22与壳体1之间的传热效率较大，壳体1的温度会较高。

为了使冷却气气流的压力对弹性件的作用较强，弹性件可以沿垂直于冷却气流动的方向弯曲。

进一步地，请继续参照图1、图2和图3，弹性件为波浪形板状结构，波浪形板状结构的每个波峰均与壳体1抵靠，波浪形板状结构的每个波谷均与围板22抵靠。如此结构形式，使得弹性件对围板22和壳体1支撑更加稳固。

在一些实施例中，弹性件也可以是螺旋弯曲的板状结构。如此结构形式，弹性件的一个侧面既与壳体1抵靠，又与围板22抵靠，而弹性件的另一个侧面可能与壳体1和围板22均不接触。螺旋弯曲的板状结构也能够在冷却气气流的压力或围板22膨胀的挤压的作用下伸长，使得螺旋弯曲的板状结构抵靠在围板22上的一侧向远离围板22的方向移动。此外，螺旋弯曲的板状结构与围板22和壳体1的接触面积也较小，也能够使得围板22与壳体1之间的传热效率较小。

需要说明的是，板状结构的两个侧面是指板状结构的多个侧面中，面积较大且相对的两个侧面。而板状结构的两侧是指在板状结构在壳体1径向上的两侧，板状结构的两侧分别抵靠于围板22和壳体1。板状结构的两个侧面与板状结构的两侧的指代并不相同。

需要说明的是，壳体1径向由指向围板22指向壳体1，壳体1径向与气冷通道5内的冷却气的流动方向a垂直。

在一些实施例中，弹性件也可以不是板状结构。弹性件可以是沿冷却气的流动方向延伸的片状结构、杆状结构或丝状结构等其它结构，只需保证弹性件具有弯曲度，并在弯曲的方向上对围板22和壳体1进行支撑即可。

在一些实施例中，请参照图4和图5，多个弹性件也可以是一个整体，多个弹性件依次连接形成筒形结构。即，弹性支撑组件3为由波浪形片弯折围成的筒形结构，堆芯组件2位于筒形结构内，筒形结构的延伸方向为冷却气的流动方向a。

在一些实施例中，请参照图1、图2和图3，围板22由波纹板弯折围成，波纹板的波纹纹路沿气冷通道延伸方向延伸。如此结构形式，波纹板波纹能够对在围板22的膨胀和收缩过程中进行补偿，使得围板22具有较大的形变能力。当然，在一些其他实施例中，波纹板的波纹纹路也可以向其他方向延伸。

需要说明的是，气冷通道延伸方向即冷却气的流动方向a。

进一步地，请继续参照图1、图2和图3，弹性支撑组件3包括第一弹性支撑件31和第二弹性支撑件32，第一弹性支撑件31的一侧与壳体1固定连接，另一侧与波纹板的波峰221的抵靠，第二弹性支撑件32的一侧与壳体1固定连接，另一侧与波纹板的波谷222抵靠，波纹板相邻的两个波谷222之间仅设置有一个第一弹性支撑件31，波纹板相邻的两个波峰221之间仅设置有一个第二弹性支撑件32。如此结构形式，弹性支撑组件3能够对围板22进行较为稳固的支撑。

为了使弹性支撑组件3对围板22进行更加稳固的支撑，一些实施例中，波纹板每相邻的两个波谷222之间均设置有一个第一弹性支撑件31，波纹板每相邻的两个波峰221之间均设置有一个第二弹性支撑件32。

需要说明的是，请参照图6，波纹板的波峰221与壳体1之间的间距较小，波纹板的波谷222与壳体1之间的间距较大，若第一弹性支撑件31的一侧与壳体1抵靠，另一侧与波纹板的波谷222抵靠，且第二弹性支撑件32的一侧与壳体1抵靠，另一侧与波纹板的波谷222抵靠，在壳体1径向上第二弹性支撑件32与第一弹性支撑件31的长度差距较大。当堆芯21温度升高，气冷通道5内的冷却气压力变大，第一弹性支撑件31与第二弹性支撑件32发生弹性形变，第一弹性支撑件31与第二弹性支撑件32在壳体1径向上较大的长度差距可能会导致第一弹性支撑件31与第二弹性支撑件32的形变距离差距较大，这会影响第一弹性支撑件31与第二弹性支撑件32对堆芯组件2支撑的稳定性。

因此，在一些实施例中，请参照图1、图2和图3，高温气冷核反应堆结构还包括补偿块4，补偿块4的一侧与壳体1内壁固定连接，补偿块4的数量为多个，补偿块4与第二弹性支撑件32一一对应设置，第二弹性支撑件32与对应的补偿块4的另一侧固定连接，补偿块4与壳体1连接的一侧和补偿块4与第二弹性支撑件32连接的一侧沿壳体1径向排列，第一弹性支撑件31两侧分别与壳体1和围板22抵靠。如此结构形式，可以通过补偿块4在壳体1径向上的长度来调节第二弹性支撑件32的在壳体1径向上的长度，使得第一弹性支撑件31与第二弹性支撑件32的在壳体1径向上长度差在一个合理的范围内，进而使得第一弹性支撑件31与第二弹性支撑件32形变时，仍能够对围板22和壳体1进行较为稳固的支撑。

需要说明的是，补偿块4的弹性远远小于第一弹性支撑件31与第二弹性支撑件32的弹性。

补偿块4与壳体1的固定连接的实现方式可以有多种，如螺钉连接、螺栓连接、双头螺柱连接、卡接、焊接和键连接等。为了使受力情况更好，采用键连接。具体地，一实施例中，每个补偿块4均设置有键槽，壳体1内壁对应多个键槽设置有多个连接键11，每个连接键11均与对应的键槽键连接，连接键11沿冷却气的流动方向a延伸。如此结构形式，连接键11沿气冷通道5延伸方向延伸，当冷却气的流动压力作用于补偿块4，连接键11与键槽之间能够发生相对滑动以进行缓冲，使得补偿块4与壳体1的连接处受力情况更好。当然，在一些其它实施例中，连接键11也可以设置在补偿块4上，而壳体1内壁对应多个连接键11设置有多个键槽。

需要说明的是，虽然连接键11与键槽之间能够发生相对滑动，但是连接键11与键槽之间的相对滑动距离较小，故连接键11与键槽之间的键连接仍可认为是一种固定连接。

在高温气冷核反应堆结构的装配过程中，先将堆芯组件2置于壳体1内，再将补偿块4与第二弹性支撑件32的组合件和第一弹性支撑件31沿气冷通道5的延伸方向插入气冷通道5内，最后将补偿块4与第一弹性支撑件31固定连接于壳体1。在补偿块4与壳体1通过连接键11连接，且连接键11沿气冷通道5的延伸方向延伸的基础上，补偿块4插入壳体1即完成了与壳体1的固定连接，安装过程方便。

需要说明的是，气冷通道5的延伸方向与冷却气的流动方向a相同。

在一些实施例中，第一弹性支撑件31与壳体1焊接，第二弹性支撑件32与补偿块4焊接。

进一步地，补偿块4连接第二弹性支撑件32的一端位于波纹板的波峰221与波谷222之间。如此结构形式，使得波纹板的波纹能够对补偿块4进行限位，使得补偿块4与壳体1的连接更加稳固。

在一些实施例中，请参照图1、图2和图3，第一弹性支撑件31和/或第二弹性支撑件32可以是类似于弹性件的结构。即第一弹性支撑件31和/或第二弹性支撑件32可以是沿冷却气的流动方向a延伸的条状结构。在此基础上，第一弹性支撑件31和/或第二弹性支撑件32也可以是波浪型结构、螺旋型结构或具有弯曲度的板状结构、具有弯曲度的杆状结构或具有弯曲度的丝状结构等。

进一步地，请参照图1、图2和图3，在第二弹性支撑件32沿冷却气的流动方向a延伸的基础上，补偿块4可以沿冷却气的流动方向a延伸，第二弹性支撑件32沿冷却气的流动方向a的前端与补偿块4固定连接。

进一步地，请参照图1、图2和图3，在第二弹性支撑件32呈波浪型结构、螺旋型结构或具有弯曲度的板状结构、具有弯曲度的杆状结构或具有弯曲度的丝状结构等的基础上，补偿块4沿冷却气的流动方向a延伸，第二弹性支撑件32的一侧抵靠在补偿块4上，另一侧抵靠在围板22上。当第二弹性支撑件32在冷却气气流的压力或围板22膨胀的挤压的作用下伸长，第二弹性支撑件32抵靠在围板22上的一侧向靠近壳体1的方向移动。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。