用于提供熔盐反应堆的系统和方法技术方案

技术编号:14895781 阅读:174 留言:0更新日期:2017-03-29 10:59
描述了用于提供熔盐反应堆的系统和方法。虽然所述系统可以包括任何适当的组件,但是在一些实施例中,它们包括限定内部空间的石墨反应堆堆芯,其中多个燃料块被接收在所述内部空间中,并且这些燃料块每个都限定从各燃料块的第一端延伸至第二端的燃料通道。在一些情况下,所述反应堆还包括限定内部燃料导管并且被布置在至少两个燃料块之间的燃料棒。在一些情况下,反应堆堆芯限定燃料入口端口和燃料出口端口。在一些这种情况下,反应堆堆芯以能够旋转的方式被接收在反应堆的外壳内,以使这些端口被构造成随着反应堆堆芯旋转而变为较为阻塞和较不阻塞至少其中之一。描述了其它实施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及熔盐反应堆。更具体地,所述专利技术的一些实施涉及提供一种钍熔盐反应堆的系统和方法。在这一点上,反应堆的一些实施被构造成旋转反应堆堆芯,从而改变流经反应堆的可裂变燃料的流速。此外,在一些实施中,反应堆堆芯容纳两个或者更多燃料块,每个燃料块限定穿过燃料块延伸的至少一个燃料通道。在一些实施中,一个或者更多燃料块、反应堆堆芯的组件和/或围绕堆芯的反射器被构造成相对易于替换。
技术介绍
全世界对电能的需求看来可能日益增长。在这一点上,全世界通过多种方法产生用于电网的电。在一个示例中,煤炭、天然气、石油、其它化石燃料、木材、废物和/或一种或者更多其它燃料源被燃烧以产生热,然后使用热来转动涡轮机(例如,通过由热产生的蒸汽和/或膨胀的空气对涡轮机施加压力),并且最终转动发电机。在另一示例中,风或者水被用于随着这种介质移过发电机(或者以其它方式与发电机相互作用)而发电。例如,已经发现穿过水电站坝的水、穿过水轮的水、穿过风力涡轮机的空气以及穿过潮汐能量转换器的潮汐水每个都是有效的发电方法。在又其它示例中,阳光(例如,通过太阳能电池、太阳能热能发电机)和/或地热能(例如,通过蒸汽为主的储器、液体为主的储器、增强型地热系统、地热热泵等等)被用于发电。此外,在另一示例中,核能被用于发电。在这一点上,铀或者另一可裂变材料通常被用于产生将水转换为蒸汽的热,蒸汽继而转动联接至一个或者更多个发电机的一个或者更多个涡轮机。虽然已经证明了许多传统发电方法非常有用,但是这些方法不是必然没有它们的缺点。例如,通过燃烧化石燃料而发电的一些方法也产生相对大量的污染物和二氧化碳气体,同时消耗地球的有限自然资源。另外,一些通过太阳能和/或风能系统发电的方法仅在它们被暴露于足够量的阳光和/或风(这些不是必然一天24小时以及一年365天可用的因素)时才能够发电。此外,由于一些地热和水电站发电系统依赖于自然条件,并且受限于这些系统所依赖的自然条件,所以许多这些系统都被最优地(并且有时是仅)置于具有必需条件的特定位置(例如,在构造板块边界、河流、水库、海岸线等处)。此外,一些核电站也具有缺点,这些缺点可包括与潜在的熔毁、事故、铀矿开采和电站产生的核废料相关联的环境损害。因而,虽然当前存在用于发电的多种系统和方法,但是仍存在挑战,包括上述那些挑战。因而,以其它技术补充或者甚至是替换当前技术将是本领域的一种改进。
技术实现思路
本专利技术涉及熔盐反应堆。更具体地,所述专利技术的一些实施涉及提供一种钍熔盐反应堆的系统和方法。在这一点上,反应堆的一些实施被构造成旋转反应堆堆芯,从而改变流经反应堆的可裂变燃料的流速。此外,在一些实施中,反应堆堆芯容纳两个或者更多燃料块,每个燃料块限定穿过燃料块延伸的至少一个燃料通道。在一些实施中,一个或者更多燃料块、反应堆堆芯的组件和/或围绕堆芯的反射器被构造成相对易于替换。一些实施包括一种熔盐反应堆,该熔盐反应堆包含石墨(例如,基本是纯的和/或其它适当的石墨),并且限定包括多个燃料块的内部空间,每个燃料块限定被构造成允许热核或者可裂变燃料从每个燃料块的第一端流动至第二端的燃料通道。一些实施还包括一种熔盐反应堆,该熔盐反应堆包括反应堆堆芯,所述反应堆堆芯被布置在反应堆的外壳内并且包含石墨,并且限定在反应堆堆芯的第一端和第二端之间延伸的多个燃料通道。在一些情况下,反应堆堆芯包括一个或者更多燃料入口端口(或者进口)以及出口端口(或者出口),并且反应堆堆芯以能够旋转的方式被接收在反应堆的外壳内,以使燃料入口端口和燃料出口端口被构造成随着反应堆堆芯在外壳内旋转而变为更多阻塞以及较少阻塞至少其中之一。另外,一些实施实施包括熔盐反应堆,该熔盐反应堆包括反应堆堆芯,该反应堆堆芯被布置在反应堆的外壳内并且包含石墨,并且限定内部空间,在所述内部空间内接收多个燃料块,其中燃料块每个都限定被构造成允许可裂变燃料从每个燃料块的第一端流动至第二端的燃料通道。在一些情况下,燃料棒被布置在至少两个燃料块之间,燃料棒限定内部燃料导管。另外,在一些情况下,反应堆堆芯还包括燃料入口端口和燃料出口端口,并且反应堆堆芯以能够旋转的方式被接收在反应堆的外壳内,以使燃料入口端口和燃料出口端口被构造成随着反应堆堆芯在外壳内旋转而变为(i)更多阻塞和(ii)较少阻塞至少其中之一。虽然本专利技术的方法和过程可能对发电特别有用,但是本领域技术人员应明白,所述系统和方法能够被用在多种不同的应用中,以及多种不同的制造领域中。例如,作为对包括发电机的代替,所述系统和方法的一些实施被构造成向一个或者更多建筑物、体育场、聚居区和/或其它结构和设施提供热。在一些其它情况下,所述系统被构造成用于脱盐,和/或蒸馏出水(例如,从盐水或者另一不可饮用和/或受污染水源产生饮用(或者相对清洁的)水)。在又其它情况下,所述系统和方法被构造成在移动式发电站可用的位置(例如,通过将熔盐反应堆附接至拖车、滑板、车辆等等)提供能量,以在油页岩和油砂开采中、熔池热电斯特林发动机、岸上和海上发电站、汽车、火车、轮船、潜艇、飞机、直升机、航天飞机、地球外应用(例如,月球上)、氢燃料的生产、生物质气生产应用中使用,提供地热液增强器、加热用于水产业的水、和/或用于多种其它适当的目的。将在下文的说明中以及在所附权利要求中提出本专利技术的这些和其它特征与优点,并且将在下文的说明中以及在所附权利要求中更充分地明白这些和其它特征与优点。可以通过所附权利要求中特别指出的器械和组合实现并且获得这些特征和优点。此外,可以通过本专利技术的实践学习,或者将通过下文提出的说明明白本专利技术的这些特征和优点。附图说明为了明白其中获得本专利技术的上述和其它特征和优点的方式,将通过参考在附图中示出的本专利技术的特定实施例呈现本专利技术的更具体说明。应理解,附图不必按比例或者以适当的百分比绘制,并且附图仅示出本专利技术的典型实施例,因此不应被视为限制本专利技术的范围,将通过使用附图另外具体且详细地描述和解释本专利技术,其中:图1A示出根据本专利技术的代表性实施例的熔盐反应堆系统的框图;图1B示出根据代表性实施例的熔盐反应堆系统的透视图;图1C示出根据代表性实施例的熔盐反应堆系统的示意图;图2A示出根据代表性实施例的反应堆堆芯外壳的横截面图;图2B示出部分装配的代表性实施例中的反应堆堆芯的顶示意图;图2C示出根据代表性实施例的反应堆堆芯外壳的横截面图;图3A示出反应堆堆芯外壳的代表性实施例的透视图;图3B示出反应堆堆芯外壳的代表性实施例的侧视图;图4A示出根据代表性实施例的反应堆堆芯的透视分解图;图4B-4C每个都示出根据代表性实施例的反应堆堆芯的横截面图,并且其中反应堆堆芯本身被构造成起慢化器的作用;图4D示出根据代表性实施例的反应堆堆芯的横截面图,其中反应堆堆芯包括被构造成起内部慢化器作用的圆柱形插入体;图4E示出根据代表性实施例的反应堆堆芯的横截面图;图4F示出根据代表性实施例的穿过反应堆堆芯的横截面图,其中堆芯包括被布置在多个燃料块之间的多个燃料棒;图4G示出根据代表性实施例的穿过具有多个燃料块和燃料棒的反应堆堆芯的横截面图;图4H示出根据代表性实施例的穿过具有多个燃料块的反应堆堆芯的横截面图;图4I示出根据代表性实施例的穿过具有多个弧形燃料块和燃料棒的反应堆本文档来自技高网
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用于提供熔盐反应堆的系统和方法

【技术保护点】
一种熔盐反应堆,包括:反应堆堆芯,所述反应堆堆芯包括石墨并且限定内部空间;多个燃料块,每个所述燃料块均限定燃料通道,其中所述燃料块被接收在所述反应堆堆芯的内部空间中,并且其中所述燃料通道被构造成允许可裂变燃料从每个所述燃料块的第一端流动至每个所述燃料块的第二端。

【技术特征摘要】
2015.09.18 US 14/859,1001.一种熔盐反应堆,包括:反应堆堆芯,所述反应堆堆芯包括石墨并且限定内部空间;多个燃料块,每个所述燃料块均限定燃料通道,其中所述燃料块被接收在所述反应堆堆芯的内部空间中,并且其中所述燃料通道被构造成允许可裂变燃料从每个所述燃料块的第一端流动至每个所述燃料块的第二端。2.根据权利要求1所述的反应堆,其中所述反应堆堆芯被布置在反应堆的外壳内,其中所述反应堆堆芯包括燃料入口端口和燃料出口端口,并且其中所述反应堆堆芯被构造成在所述外壳内旋转,以使所述燃料入口端口和所述燃料出口端口随着所述反应堆堆芯旋转而变为较为阻塞和较不阻塞至少其中之一。3.根据权利要求1所述的反应堆,还包括被布置在至少两个所述燃料块之间的燃料棒。4.根据权利要求1所述的反应堆,其中所述反应堆堆芯包括:具有第一开口和第二开口的反应堆堆芯管;盖住所述第一开口的第一反应堆端盖;和盖住所述第二开口的第二反应堆盖。5.根据权利要求4所述的反应堆,还包括被布置在所述第一反应堆端盖的一部分和所述反应堆堆芯的内部空间之间的扩散器。6.根据权利要求1所述的反应堆,其中所述燃料块中的至少一个燃料块限定被布置在所述燃料通道和所述至少一个燃料块的第一端之间的支柱空间。7.根据权利要求1所述的反应堆,其中所述反应堆堆芯以能够旋转的方式被接收在石墨反射器内,并且其中所述石墨反射器被布置在反应堆的外壳内。8.根据权利要求1所述的反应堆,其中所述反应堆堆芯和所述燃料块被构造成随着所述燃料块在所述反应堆堆芯内被加热,允许所述燃料块膨胀约0.5%至约10%。9.一种熔盐反应堆,包括:反应堆堆芯,所述反应堆堆芯包括石墨,并且限定在所述反应堆堆芯的第一端和第二端之间延伸的多个燃料通道;和反应堆的外壳,其中所述反应堆堆芯包括燃料入口端口和燃料出口端口,并且其中所述反应堆堆芯以能够旋转的方式被接收在所述反应堆的外壳内,以使所述燃料入口端口和所述燃料出口端口被构造成随着所述反应堆堆芯在所述外壳内旋转而变为较为阻塞和较不阻塞至少其中之一。10.根据权利要求9所述的反应堆,还包括被布置在所述反应堆堆芯内的多个燃料块,其中每个所述燃料块限定燃料通道。11.根据权利要求10所述的反应堆,...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·谢尔登·汉森
申请(专利权)人:M·谢尔登·汉森
类型:发明
国别省市:美国;US

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