[發明專利]熔鹽堆裝卸料系統

有效

• 申請號: 201810246586.8
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108511089B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 冀銳敏;嚴睿;鄒楊;于世和;李明海;周波
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: G21C3/54
• 分類號: G21C3/54;G21C19/02;G21C19/06
• 代理公司: 31283 上海弼興律師事務所
• 代理人: 薛琦;羅洋<國際申請>=<國際公布>=<

本發明公開了一種熔鹽堆裝卸料系統，其包括至少一個基鹽罐、至少一個加料鹽罐、反應堆罐和第一換熱器，所述反應堆罐的外壁面設有基鹽進口、燃料鹽進口和燃料鹽出口，所述基鹽罐連接于所述基鹽進口且所述基鹽罐與所述反應堆罐相連通，所述加料鹽罐連接于所述反應堆罐并與所述反應堆罐相連通，所述燃料鹽出口和所述燃料鹽進口分別連接于所述第一換熱器的進口和出口，且所述反應堆罐與所述第一換熱器形成有燃料鹽回路。本發明的熔鹽堆裝卸料系統，基鹽罐和加料鹽罐能夠分別將基鹽和加料鹽加入至反應堆罐內，通過燃料鹽回路的運轉使得燃料鹽回路內的基鹽和加料鹽實現均勻混合，均勻混合快速方便，操作簡單，同時，成本低。

技術領域

本發明涉及一種熔鹽堆裝卸料系統。

背景技術

在第四代核能系統國際論壇(Generation IV International Forum，GIF)上，國際知名核能系統專家對第四代堆型的技術方向形成共識，并選出了六種第四代堆的候選堆型，其目標是2030年達到商業化的程度，其主要特點是經濟性高、安全性好、核廢料產生量少，并能防止核擴散。在第四代堆六種候選堆型中，熔鹽堆是唯一的液態燃料反應堆。燃料鹽可采用熔融狀態氟鹽(如LiF-BeF₂-ZrF₄-UF₄、LiF-BeF₂-UF₄-ThF₄、NaF-ZrF₄-UF₄等)、熔融狀態氯鹽(如UCl₄-UCl₃-NaCl、NaCl-UCl₃、NaCl-UCl₄)或者熔融狀態其他熔鹽(如UCl₃F等)。在熔鹽堆中，燃料鹽兼做冷卻劑，反應堆工作在低壓，可大大降低事故風險；堆芯出口溫度可高達700℃，甚至1000℃，反應堆除供電外，還可以用于供熱、高溫制氫等；燃料鹽可做在線處理，靈活選擇燃料循環，有效利用核燃料資源并防止核擴散；提高了反應堆的經濟性和安全性；便于小型化和模塊化，可降低投資成本，實現靈活部署。

美國在上個世紀60年代開展了熔鹽實驗堆(MSRE)的研究工作，于1965年首次臨界，于1969年關閉。其加料流程簡述如下，首先將4560kg基鹽(64.75％LiF-30.09％BeF₂-5.16％ZrF₄)和236kg貧鈾加料鹽(73％LiF-27％²³⁸UF₄)前后從轉運罐注入儲鹽罐內，在兩個儲鹽罐內多次倒料將其混合均勻，混合均勻后將儲鹽罐內的熔鹽經過傳輸管道至反應堆容器內；待反應穩定后，記錄中子探測器的測量結果，將反應堆容器內的燃料鹽再經過傳輸管道排回到儲鹽罐內，完成臨界外推；根據計算結果，再向儲鹽罐中注入一定量的高濃鈾加料鹽(73％LiF-27％UF₄,²³⁵U 93wt％)，與之前從反應堆容器內注入的燃料鹽通過兩個儲鹽罐內多次倒料將其混合均勻，混合均勻后再次注入至反應堆容器中；重復上述過程多次，通過上述過程能夠實現在燃料鹽中加入大量的高濃鈾燃料，在外推結果顯示還需加入約1kg的高濃鈾燃料，即還需要加入小量的高濃鈾燃料時；通過泵中的加料口，逐步加入燃料膠囊，每個燃料膠囊內裝載150g高濃加料鹽(73％LiF-27％UF₄，²³⁵U 93wt％)，其中含²³⁵U 85g；燃料膠囊為銅材質，有孔，固態熔鹽經高溫融化后可從燃料膠囊的孔道中流出，通過泵的運轉，將其混入反應堆容器內的燃料鹽中，完成首次臨界。