[發明專利]在核裂變反應堆中的被動反應性控制

在審

• 申請號: 201780076680.7
• 申請日: 2017-05-01
• 公開（公告）號: CN110073443A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 杰西·R·奇塔姆三世;J·R·吉爾蘭;J·D·麥克沃特
• 申請（專利權）人: 泰拉能源公司
• 主分類號: G21C7/02
• 分類號: G21C7/02;G21C7/30
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 陳俞;楊明釗

1.一種用于核反應堆堆芯的被動反應性控制核燃料裝置，所述被動反應性控制核燃料裝置包括：

多壁燃料室，所述多壁燃料室包括：

內壁室，所述內壁室配置成將處于熔融燃料狀態的核燃料定位在所述核反應堆堆芯的高中子價值區域內，所述內壁室還被配置成當所述核燃料的溫度滿足負反應性反饋膨脹溫度條件時允許所述核燃料的至少一部分以熔融燃料狀態移動到所述核反應堆堆芯的較低中子價值區域內同時保持在所述內壁室內，在熔融燃料狀態下的所述核燃料到所述較低中子價值區域的移動增加了在所述核反應堆堆芯中的負反應性反饋，以及

外壁室，所述外壁室包含所述內壁室，在所述外壁室和所述內壁室之間的間隙熱隔離所述內壁室。

2.根據權利要求1所述的被動反應性控制核燃料裝置，進一步地，其中，所述內壁室的熱隔離有助于將所述核燃料保持在熔融狀態中。

3.根據權利要求1所述的被動反應性控制核燃料裝置，還包括：

導管，所述導管包含所述外壁室，并被配置成使導熱流體流過所述導管并與所述外壁室熱連通。

4.根據權利要求1所述的被動反應性控制核燃料裝置，其中，在熔融燃料狀態下的所述核燃料到所述核反應堆堆芯的所述較低中子價值區域的移動降低了在所述核反應堆堆芯內的反應性。

5.根據權利要求1所述的被動反應性控制核燃料裝置，其中，當所述核燃料的溫度不滿足核燃料熔化溫度條件時，所述核燃料以固態燃料狀態被存儲在所述內壁室內。

6.根據權利要求1所述的被動反應性控制核燃料裝置，其中，所述核燃料的所述熔化溫度超過在包含所述外壁室的導管內的導熱流體的流動溫度。

7.根據權利要求1所述的被動反應性控制核燃料裝置，其中，所述內壁室在所述內壁室的增加的內部溫度下是可膨脹的。

8.根據權利要求1所述的被動反應性控制核燃料裝置，其中，所述核燃料包括固態多孔增殖性的核燃料和結合材料。

9.根據權利要求1所述的被動反應性控制核燃料裝置，其中，所述核燃料包括固態多孔增殖性的核燃料、結合材料、和裂變核燃料。

10.根據權利要求1所述的被動反應性控制核燃料裝置，其中，在熔融燃料狀態下的所述核燃料包括裂變核燃料和核半透明載體介質的溶液，所述核半透明載體介質由熔化的結合材料形成。

11.根據權利要求1所述的被動反應性控制核燃料裝置，其中，當所述內壁室在所述內壁室的增加的內部溫度下沒有膨脹時，所述內壁室不與所述外壁室物理地接觸。

12.根據權利要求1所述的被動反應性控制核燃料裝置，其中，當所述內壁室在所述內壁室的增加的內部溫度下膨脹時，所述內壁室將熱從所述內壁室內輻射到在所述外壁室外部流動的導熱流體。

13.根據權利要求1所述的被動反應性控制核燃料裝置，其中，當所述內壁室在所述內壁室的增加的內部溫度下膨脹以物理地接觸所述外壁室時，所述內壁室將熱從所述內壁室內傳導至在所述外壁室外部流動的導熱流體。

14.根據權利要求1所述的被動反應性控制核燃料裝置，其中，當所述內壁室在所述內壁室的增加的內部溫度下已經膨脹到允許在所述外壁室和固定到所述內壁室的觸頭之間進行物理接觸時，所述內壁室將熱從所述內壁室內傳導至在所述外壁室外部流動的導熱流體。

15.根據權利要求1所述的被動反應性控制核燃料裝置，其中，從所述內壁室到在所述外壁室外部流動的導熱流體的熱傳遞降低了所述核燃料的溫度并將所述核燃料轉變為固態燃料狀態。