【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进的熔融燃料反应堆热管理构造相关申请本申请于2017年5月1日作为PCT国际专利申请提交,并要求2016年5月2日提交的美国临时申请第62/330,726号的优先权的权益,所述临时申请特此通过引用并入。引言与固体燃料相比,在核反应堆中利用熔融燃料来产生功率提供了显著的优点。例如,与固体燃料反应堆相比,熔融燃料反应堆通常提供更高的功率密度,而同时由于相对高的固体燃料制造成本而具有降低的燃料成本。已经使用与其他氟化物盐例如UF6和UF3混合的四氟化铀(UF4)开发了适合于在核反应堆中使用的熔融氟化物燃料盐。熔融氟化物盐反应堆已经在600℃和860℃之间的平均温度运行。铀的二元、三元和四元氯化物燃料盐以及其他可裂变元素已经在标题为MOLTENNUCLEARFUELSALTSANDRELATEDSYSTEMSANDMETHODS的、共同转让(co-assign)的美国专利申请序号14/981,512中描述,该申请特此通过引用并入本文中。除了含有PuCl3、UCl4、UCl3F、UCl3、UCl2F2和UClF3中的一种或更多种的氯化物燃料盐之外,该申请还公开了具有改变的量的37Cl的燃料盐、溴化物燃料盐例如UBr3或UBr4、氯化钍(例如ThCl4)燃料盐以及用于在熔融燃料反应堆中使用燃料盐的方法和系统。氯化物盐反应堆的平均操作温度预计在300℃和600℃之间,但是可以甚至更高,例如>1000℃。附图简述构成本申请的一部分的以下附图例证了所描述的技术,并且不意指以任何方式限制如所要求保护的本专利技术的范围,该范围应基于本文所附的权利要求。图1以框图形 ...
【技术保护点】
1.一种熔融盐核反应堆,包括:基本上平截头体形状的反应堆芯,所述反应堆芯包含可裂变燃料盐,所述反应堆芯具有加热的燃料盐出口、冷却的燃料盐入口和在所述冷却的燃料盐入口上方的热中心;至少一个热交换器,所述至少一个热交换器在位于所述反应堆芯的加热的燃料盐出口下方的热交换器燃料盐入口处接收加热的燃料盐,将来自所述燃料盐的热传递至冷却剂,并且在被流体地连接至所述反应堆芯的冷却的燃料盐入口的热交换器燃料盐出口处排出冷却的燃料盐;并且其中所述反应堆芯的所述热中心处在所述热交换器燃料盐出口下方的水平;并且其中当所述反应堆处于临界状态时,在强制流动损失的情况下,所述热中心的位置引起自然循环。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.02 US 62/330,7261.一种熔融盐核反应堆,包括:基本上平截头体形状的反应堆芯,所述反应堆芯包含可裂变燃料盐,所述反应堆芯具有加热的燃料盐出口、冷却的燃料盐入口和在所述冷却的燃料盐入口上方的热中心;至少一个热交换器,所述至少一个热交换器在位于所述反应堆芯的加热的燃料盐出口下方的热交换器燃料盐入口处接收加热的燃料盐,将来自所述燃料盐的热传递至冷却剂,并且在被流体地连接至所述反应堆芯的冷却的燃料盐入口的热交换器燃料盐出口处排出冷却的燃料盐;并且其中所述反应堆芯的所述热中心处在所述热交换器燃料盐出口下方的水平;并且其中当所述反应堆处于临界状态时,在强制流动损失的情况下,所述热中心的位置引起自然循环。2.如权利要求1所述的熔融盐核反应堆,其中所述反应堆芯具有一深度,所述深度是在所述反应堆芯中的所述燃料盐的顶部水平和所述反应堆芯中的所述燃料盐的底部之间的距离,所述反应堆还包括:其中在所述热中心的所述热交换器燃料盐出口下方的距离与所述热中心的所述反应堆芯的所述深度的比率在0.1和0.45之间。3.如权利要求1或2所述的熔融盐核反应堆,其中所述反应堆芯的形状选自圆锥的平截头体、棱锥的平截头体、梯形棱柱体或双曲线体。4.如权利要求1所述的熔融盐核反应堆,还包括:安全壳容器,所述安全壳容器容纳所述反应堆芯和所述至少一个热交换器。5.如权利要求1所述的熔融盐核反应堆,还包括:由马达驱动的至少一个叶轮,所述叶轮位于所述热交换器燃料盐入口和所述反应堆芯的加热的燃料盐出口之间的通道中,并且适于将燃料盐流驱动入所述热交换器中。6.如权利要求1所述的熔融盐核反应堆,其中当所述反应堆处于亚临界状态时,在强制流动损失的情况下,所述热中心的位置引起自然循环。7.如权利要求1所述的熔融盐核反应堆,还包括:至少一个导流挡板,所述至少一个导流挡板在所述反应堆芯和所述至少一个热交换器之间引导燃料盐流。8.如权利要求1所述的熔融盐核反应堆,还包括:上部中子反射器,所述上部中子反射器界定所述反应堆芯的顶部;下部中子反射器,所述下部中子反射器界定所述反应堆芯的底部;以及至少一个内部中子反射器,所述至少一个内部中子反射器界定所述反应堆芯的侧面,所述至少一个内部中子反射器位于所述至少一个热交换器和所述反应堆芯之间。9.如权利要求8所述的熔融盐核反应堆,其中所述反应堆芯的加热的燃料盐出口是在所述上部中子反射器和至少一个内部中子反射器之间的管道。10.如权利要求8或9所述的熔融盐核反应堆,其中所述反应堆芯的冷却的燃料盐入口是在所述下部中子反射器和至少一个内部中子反射器之间的管道。11.如权利要求1所述的熔融盐核反应堆,其中所述至少一个热交换器是壳管式热交换器,其中所述燃料盐流过所述壳管式热交换器的管。12.如权利要求1、2、3-9或11所述的熔融盐核反应堆,其中所述至少一个热交换器是壳管式热交换器,其中所述燃料盐流过所述壳管式热交换器的壳。13.如权利要求4所述的熔融盐核反应堆,其中进入的冷的冷却剂在所述冷却剂流入所述至少一个热交换器中之前冷却所述安全壳容器的第一部分。14.如权利要求4所述的熔融盐核反应堆,其中从所述热交换器燃料盐出口排出的所述冷却的燃料盐在经由所述反应堆芯的冷却的燃料盐入口进入所述反应堆芯之前冷却所述安全壳容器的第二部分。15.一种用于主动地冷却在熔融燃料盐核反应堆中的安全壳容器和燃料盐的方法,包括:使主冷却剂邻近所述安全壳容器的第一部分流入所述安全壳容器中,从而冷却所述第一部分;使主冷却剂流入在所述安全壳容器内并与所述安全壳容器间隔开的热交换器中,所述热交换器排出冷却的燃料盐;将排出的冷却的燃料盐按路线发送通过邻近所述安全壳容器的第二部分的通道,从而冷却所述第二部分;将冷却的燃料盐按路线发送通过邻近中子反射器的通道,从而冷却所述中子反射器;以及其中冷却的中子反射器邻近所述安全壳容器的第三部分,使得冷却所述中子反射器间接地冷却所述第三部分。16.如权利要求15所述的方法,其中使所述主冷却剂流入所述安全壳容器中还包括:使所述冷却剂流过在所述安全壳容器内部的冷却剂入口管道,所述冷却剂入口管道被热连接至所述安全壳容器的所述第一部分。17.如权利要求15或16所述的方法,其中使所述主冷却剂流入所述安全壳容器中还包括:使所述冷却剂通过在所述安全壳容器内部的冷却剂入口管道流动到邻近热交换器的冷却的燃料盐出口的热交换器冷却剂入口。18.如权利要求15或16所述的方法,其中使所述主冷却剂流入所述安全壳容器中还包括:使所述冷却剂流过在所述安全壳容器内部的冷却剂入口管道,所述冷却剂入口管道被热连接至所述安全壳容器的所述第一部分。19.如权利要求15或16所述的方法,其中所述燃料盐是至少一种裂变盐和至少一种非裂变盐的混合物。20.如权利要求15或16所述的方法,其中所述燃料盐包括以下裂变盐中的一种或更多种:UF6、UF4、UF3、T...
【专利技术属性】
技术研发人员:瑞恩·阿博特,小安塞尔莫·T·西斯内罗斯,丹尼尔·弗劳尔斯,查尔斯·格雷戈里·弗里曼,马克·A·哈弗斯塔德,克里斯托弗·J·约翰斯,布莱恩·C·凯莱赫,凯文·克雷默,杰弗里·F·拉特科夫斯基,J·D·麦克沃特,
申请(专利权)人:泰拉能源公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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