熔盐堆堆芯及熔盐堆系统技术方案

本发明专利技术公开了一种熔盐堆堆芯及熔盐堆系统。熔盐堆堆芯包括堆芯活性区、反射层、冷却剂进口和冷却剂出口，反射层围绕堆芯活性区的外侧设置，反射层内设置有控制鼓；堆芯活性区设置有冷却剂管道区和燃料熔盐区，冷却剂管道区设置有多根冷却剂管道，冷却剂管道内流通有氦氙混合气或超临界二氧化碳；燃料熔盐区内填充有燃料熔盐；冷却剂管道区与燃料熔盐区的体积比为(6～9):10；冷却剂管道的顶端与冷却剂出口相连，所述冷却剂管道的底端与所述冷却剂进口相连。本发明专利技术的熔盐堆堆芯结构简单、提升了堆芯的换热效率、降低了堆芯的建造成本和建造门槛、运行更加安全，同时极大程度上提高了熔盐堆系统的电功率。盐堆系统的电功率。盐堆系统的电功率。

【技术实现步骤摘要】
熔盐堆堆芯及熔盐堆系统


[0001]本专利技术涉及一种熔盐堆堆芯及熔盐堆系统。

技术介绍

[0002]核电具有能量密度大、工作性能稳定、环境适应性好等优势，可为深空、深海探测以及偏远地区的能源稳定供应提供有力保障。不同于常规大型商业堆，小型反应堆在建设周期、建设成本风险、运行安全性以及部署灵活性方面更具优势。小型反应堆已受到世界各国广泛关注，特别是核能发达的国家，如美国与俄罗斯。美国从上世纪六十年代开始已启动空间堆研究项目，发展了多种空间堆，包括SNAP系列空间堆、710空间堆和SP
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100空间堆等；2000年后，提出了普罗米修斯计划，推出了用于木星探索的200KWe的空间堆；2015年，美国国家航空和宇宙航行局NASA启动了Kilopower计划，设计的空间堆在1kWe到10kWe之间可调，采用斯特林电机，热管冷却。俄罗斯在空间堆发展方面几乎与美国同步，提出了Romashka、BUK、TOPAZ等系列小型堆。
[0003]小型堆根据用途可分为空间堆、深海堆、车载堆、动力堆等，功率为千瓦到兆瓦级。为推动小型堆的应用，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种熔盐堆堆芯，其特征在于，其包括堆芯活性区、反射层、冷却剂进口和冷却剂出口，所述反射层围绕所述堆芯活性区的外侧设置，所述反射层内设置有控制鼓；所述堆芯活性区设置有冷却剂管道区和燃料熔盐区，所述冷却剂管道区设置有多根冷却剂管道，所述冷却剂管道内流通有冷却剂，所述冷却剂为氦氙混合气或超临界二氧化碳；所述燃料熔盐区内填充有燃料熔盐；所述冷却剂管道区与所述燃料熔盐区的体积比为(6～9):10；所述冷却剂管道的顶端与所述冷却剂出口相连，用于将所述冷却剂导出所述熔盐堆堆芯，所述冷却剂管道的底端与所述冷却剂进口相连，用于将所述冷却剂导入所述熔盐堆堆芯。2.如权利要求1所述的熔盐堆堆芯，其特征在于，所述冷却剂管道的直径为2～5cm，较佳地为3～4cm，例如3.2cm；和/或，所述冷却剂管道的根数为80～150根，较佳地为120～130根，例如121根；和/或，所述冷却剂管道的材料为碳化硅；和/或，所述冷却剂管道的壁厚为1～3mm；和/或，所述冷却剂在所述冷却剂管道内的流速为25m/s～45m/s；和/或，所述冷却剂管道区与所述燃料熔盐区的体积比为(7～9):10，例如8:10或9:11。3.如权利要求1所述的熔盐堆堆芯，其特征在于，所述冷却剂管道区还设置有汇集管道，所述冷却剂管道的顶端与所述汇集管道相连，用于将所述冷却剂汇集后导出所述熔盐堆堆芯；和/或，所述冷却剂管道区还设置有分配管道，所述冷却剂管道的底端与所述分配管道相连，用于将外界的冷却剂导回所述熔盐堆堆芯；和/或，所述冷却剂出口和所述冷却剂进口设置在所述熔盐堆堆芯的侧壁，较佳地设置在所述熔盐堆堆芯的同侧的侧壁，并沿竖直方向排列。4.如权利要求1所述的熔盐堆堆芯，其特征在于，所述氦氙混合气中氙气所占摩尔比为7～30％，较佳地为7～15％，例如9％；和/或，所述氦氙混合气的运行压力为2～7MPa。5.如权利要求1所述的熔盐堆堆芯，其特征在于，所述超临界二氧化碳的运行压力为10～30MPa。6.如权利要求1所述的熔盐堆堆芯，其特征在于，所述燃料熔盐为熔盐和燃料的混合熔融物，所述熔盐为FLiBe熔盐或FLi熔盐，所述FLiBe熔盐较佳地包括如下摩尔比的组分：60～80％的LiF、10～30％的BeF和8～20％的UF4，更佳地为70～75％的LiF、15～20％的BeF和10～15％的UF4，例如71.7％的LiF、16％的BeF和12.3％的UF4；所述FLi熔盐较佳地包括如下摩尔比的组分：60～80％的LiF和10～40％的UF4，例如72％的LiF和28％的UF4；和/或，所述燃料为富集铀，所述富集铀中U
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235的富集度较佳地为50％～95％，例如93％；和/或，所述反射层的材料为氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍建辉，蔡翔舟，陈金根，邹春燕，余呈刚，邹杨，赵宏凯，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：