[發(fā)明專利]核材料處理

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580068013.5
• 申請(qǐng)日: 2015-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN107112054A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肯·切爾文斯基;喬舒亞·C·沃爾特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 泰拉能源公司
• 主分類號(hào): G21C1/03
• 分類號(hào): G21C1/03;G21C1/22;G21C3/22;G21C3/24;G21C3/54;G21C7/30;G21C15/28;G21C19/28;G21C19/30;G21C19/303;G21C19/50
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11262
• 代理人: 張瑞,鄭霞

1.一種核裂變反應(yīng)堆，包括：

反應(yīng)堆堆芯，其容納一定量的包含至少一些可裂變材料的燃料鹽，并且適于在所述燃料鹽中產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從而在所述燃料鹽中產(chǎn)生熱量和裂變產(chǎn)物；

至少一個(gè)熱交換器，其適于將熱量從所述燃料鹽傳遞到冷卻劑；

發(fā)電單元，其將所述冷卻劑中的熱量轉(zhuǎn)換為功率；和

超臨界流體分離系統(tǒng)，其適于從所述燃料鹽中除去至少一些量的裂變產(chǎn)物。

2.如權(quán)利要求1所述的核裂變反應(yīng)堆，其中所述超臨界流體分離系統(tǒng)包括：

超臨界流體接觸容器，其使燃料鹽與超臨界流體接觸；

燃料鹽轉(zhuǎn)移單元，其使燃料鹽在所述反應(yīng)堆堆芯和所述超臨界流體接觸容器之間循環(huán)；

超臨界流體源，其流體連接到所述超臨界流體接觸容器，所述超臨界流體包含至少一種配體，當(dāng)所述配體接觸至少一種裂變產(chǎn)物時(shí)將所述至少一種裂變產(chǎn)物溶解到所述超臨界流體中；和

控制器，其控制燃料鹽在所述反應(yīng)堆堆芯和超臨界流體接觸容器之間的轉(zhuǎn)移，并且控制超臨界流體從所述超臨界燃料源通過所述超臨界流體接觸容器的轉(zhuǎn)移。

3.如權(quán)利要求2所述的核裂變反應(yīng)堆，其中當(dāng)使所述燃料鹽在所述反應(yīng)堆堆芯和所述接觸容器之間轉(zhuǎn)移時(shí)，所述燃料鹽轉(zhuǎn)移單元將所述燃料鹽保持在熔融狀態(tài)。

4.如權(quán)利要求3所述的核裂變反應(yīng)堆，其中所述燃料鹽當(dāng)在與所述超臨界流體接觸期間在所述接觸容器中時(shí)保持熔融狀態(tài)。

5.如權(quán)利要求3所述的核裂變反應(yīng)堆，其中當(dāng)將所述燃料鹽從所述反應(yīng)堆堆芯轉(zhuǎn)移到所述接觸容器時(shí)，所述燃料鹽轉(zhuǎn)移單元將所述燃料鹽保持在熔融狀態(tài)，并且所述接觸容器還包括：

燃料鹽注入器；

接觸容器環(huán)境控制系統(tǒng)；并且

其中所述控制器操作所述注入器和所述環(huán)境控制系統(tǒng)，使得所述熔融燃料鹽在注入到所述接觸容器中后固化成燃料鹽顆粒。

6.如權(quán)利要求5所述的核裂變反應(yīng)堆，其中所述燃料鹽轉(zhuǎn)移單元在所述顆粒接觸所述超臨界流體之后從所述接觸容器中除去所述燃料鹽顆粒。

7.如權(quán)利要求6所述的核裂變反應(yīng)堆，其中所述燃料鹽轉(zhuǎn)移單元在將所述熔融燃料鹽返回到所述反應(yīng)堆堆芯之前將所述燃料鹽顆粒熔化成熔融燃料。

8.如權(quán)利要求5所述的核裂變反應(yīng)堆，其中所述燃料鹽注入器包括：

一個(gè)或更多個(gè)噴嘴，其適于將所述熔融燃料鹽分散成容納在所述接觸容器中的超臨界流體內(nèi)的液滴噴霧，其中所述接觸容器通過所述環(huán)境控制系統(tǒng)被保持在導(dǎo)致所分散的熔融燃料鹽固化成燃料鹽顆粒的溫度和壓力下。

9.如權(quán)利要求5所述的核裂變反應(yīng)堆，其中所述接觸容器環(huán)境控制系統(tǒng)包括以下中的一個(gè)或更多個(gè)：

壓力傳感器；

溫度傳感器；

加熱器；

熱交換器；

燃料鹽注入閥，其控制所述熔融燃料鹽進(jìn)入所述接觸容器的流量；

超臨界流體注入閥，其控制超臨界流體進(jìn)入所述接觸容器的流量；和

超臨界流體提取閥，其控制超臨界流體流出所述接觸容器的流量。

10.如權(quán)利要求2所述的核裂變反應(yīng)堆，其中從所述接觸容器流出的所述超臨界流體包含從所述燃料鹽中除去的一定量的裂變產(chǎn)物，并且其中所述超臨界流體分離系統(tǒng)還包括：

分離容器，其流體連接到所述接觸容器，以接收從所述接觸容器流出的所述超臨界流體并且將所述一定量的裂變產(chǎn)物中的至少一些與所述超臨界流體分開。