[發(fā)明專利]一種熔鹽燃料多堆系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811494801.2
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109273121B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于世和;鄒楊;嚴(yán)睿;劉亞芬;楊璞
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所
• 主分類號: G21D1/00
• 分類號: G21D1/00;G21D1/02
• 代理公司: 上海弼興律師事務(wù)所 31283
• 代理人: 薛琦;郭冉檸

1.一種熔鹽燃料多堆系統(tǒng)，所述熔鹽燃料多堆系統(tǒng)包括反應(yīng)堆模塊、換熱模塊、泵模塊和燃料處理模塊；其中，所述反應(yīng)堆模塊包括I類反應(yīng)堆模塊和II類反應(yīng)堆模塊，其使用同一種熔鹽燃料在其中流動；并且所述I類反應(yīng)堆模塊和II類反應(yīng)堆模塊之間為串聯(lián)和/或并聯(lián)布置；

所述的I類反應(yīng)堆模塊工作在過慢化區(qū)，用于產(chǎn)能，其包含一套反應(yīng)性控制系統(tǒng)，用于控制反應(yīng)堆反應(yīng)性變化；所述I類反應(yīng)堆模塊的熔鹽體積占總體積的比例為19％；

所述II類反應(yīng)堆模塊工作在欠慢化區(qū)和無慢化區(qū)，用于增殖和嬗變，其屬于次臨界堆，包含一套中子源系統(tǒng)，來驅(qū)動反應(yīng)堆；所述II類反應(yīng)堆模塊的熔鹽體積占總體積的比例為44％。

2.如權(quán)利要求1所述的熔鹽燃料多堆系統(tǒng)，其特征在于，

所述的I類反應(yīng)堆模塊的堆芯活性區(qū)半徑為2.5m，高度為5.0m；

和/或，所述I類反應(yīng)堆模塊的熱功率為2.0GW；

和/或，所述I類反應(yīng)堆模塊的轉(zhuǎn)化比為0.9；

和/或，當(dāng)所述的熔鹽燃料多堆系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時，所述I類反應(yīng)堆模塊(1)堆芯有效增殖系數(shù)為1.01。

3.如權(quán)利要求1所述的熔鹽燃料多堆系統(tǒng)，其特征在于，

所述II類反應(yīng)堆模塊的堆芯活性區(qū)半徑為2.2m，高度為4.4m；

和/或，所述II類反應(yīng)堆模塊的熱功率為1.0GW；

和/或，所述II類反應(yīng)堆模塊的增值比為1.2；

和/或，當(dāng)所述的熔鹽燃料多堆系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時，所述II類反應(yīng)堆模塊(2)堆芯有效增殖系數(shù)為0.98。

4.如權(quán)利要求1所述的熔鹽燃料多堆系統(tǒng)，其特征在于，

所述的熔鹽燃料多堆系統(tǒng)中，當(dāng)需要加大產(chǎn)能，則增加I類反應(yīng)堆模塊的數(shù)量；當(dāng)需要加大嬗變或者增殖，則增加II類反應(yīng)堆模塊的數(shù)量；具體地，所述的I類反應(yīng)堆模塊和II類反應(yīng)堆模塊的數(shù)量比為1:1；

所述的熔鹽燃料多堆系統(tǒng)中，所述的熔鹽燃料的熔鹽成分包括LiF、BeF₂、ThF₄和UF₄中的兩種或多種。

5.如權(quán)利要求4所述的熔鹽燃料多堆系統(tǒng)，其特征在于，所述的I類反應(yīng)堆模塊和II類反應(yīng)堆模塊的數(shù)量均為一個。

6.如權(quán)利要求4所述的熔鹽燃料多堆系統(tǒng)，其特征在于，所述的熔鹽燃料多堆系統(tǒng)中，所述的熔鹽燃料的熔鹽成分為LiF-BeF₂-ThF₄-UF₄。

7.如權(quán)利要求1所述的熔鹽燃料多堆系統(tǒng)，其特征在于，

所述的換熱模塊設(shè)為一個或兩個；

和/或，所述的泵模塊設(shè)為一個或兩個；

和/或，所述的燃料處理模塊設(shè)為一個。

8.一種串聯(lián)式熔鹽燃料多堆系統(tǒng)，該熔鹽燃料多堆系統(tǒng)包括1個I類反應(yīng)堆模塊(1)、1個II類反應(yīng)堆模塊(2)、2個換熱模塊(3)、2個泵模塊(4)和1個燃料處理模塊(5)；1個I類反應(yīng)堆模塊(1)和1個II類反應(yīng)堆模塊(2)使用同一種熔鹽燃料，并在不同模塊中流動，即I類反應(yīng)堆模塊(1)流出的熔鹽燃料直接流到下一個II類反應(yīng)堆模塊(2)中；I類反應(yīng)堆模塊用于產(chǎn)能；II類反應(yīng)堆模塊用于增殖；I類反應(yīng)堆模塊(1)，熱功率為2.0GW，轉(zhuǎn)化比為0.9；堆芯活性區(qū)半徑為2.5m，高度為5.0m；熔鹽體積占總體積的比例為19％；穩(wěn)態(tài)運行時，I類反應(yīng)堆模塊(1)堆芯有效增殖系數(shù)為1.01，需要設(shè)置一套反應(yīng)性控制系統(tǒng)，用于控制反應(yīng)堆反應(yīng)性變化；II類反應(yīng)堆模塊(2)，熱功率為1.0GW，增殖比為1.2；堆芯活性區(qū)半徑為2.2m，高度為4.4m；熔鹽體積占總體積的比例為44％，工作在欠慢化區(qū)，堆芯能譜偏硬；穩(wěn)態(tài)運行時，II類反應(yīng)堆模塊(2)堆芯有效增殖系數(shù)為0.98，需要設(shè)置一套中子源系統(tǒng)，來驅(qū)動反應(yīng)堆；采用的熔鹽為LiF-BeF₂-ThF₄-UF₄，其摩爾比為70.0％-17.5％-0.2％-12.3％。

9.一種并聯(lián)式熔鹽燃料多堆系統(tǒng)，該熔鹽燃料多堆系統(tǒng)包括1個I類反應(yīng)堆模塊(1)、1個II類反應(yīng)堆模塊(2)、1個換熱模塊(3)、1個泵模塊(4)和1個燃料處理模塊(5)；1個I類反應(yīng)堆模塊(1)和1個II類反應(yīng)堆模塊(2)使用同一種熔鹽燃料，并在不同模塊中流動，即分別進入I類反應(yīng)堆模塊(1)和II類反應(yīng)堆模塊(2)中，經(jīng)過各自反應(yīng)堆模塊，流出匯總后，流入換熱模塊(3)；I類反應(yīng)堆模塊用于產(chǎn)能；II類反應(yīng)堆模塊用于增殖；I類反應(yīng)堆模塊(1)，熱功率為2.0GW，轉(zhuǎn)化比為0.9；堆芯活性區(qū)半徑為2.5m，高度為5.0m；熔鹽體積占總體積的比例為19％；穩(wěn)態(tài)運行時，I類反應(yīng)堆模塊(1)堆芯有效增殖系數(shù)為1.01，需要設(shè)置一套反應(yīng)性控制系統(tǒng)，用于控制反應(yīng)堆反應(yīng)性變化；II類反應(yīng)堆模塊(2)，熱功率為1.0GW，增殖比為1.2；堆芯活性區(qū)半徑為2.2m，高度為4.4m；熔鹽體積占總體積的比例為44％，工作在欠慢化區(qū)，堆芯能譜偏硬；穩(wěn)態(tài)運行時，II類反應(yīng)堆模塊(2)堆芯有效增殖系數(shù)為0.98，需要設(shè)置一套中子源系統(tǒng)，來驅(qū)動反應(yīng)堆；采用的熔鹽為LiF-BeF₂-ThF₄-UF₄，其摩爾比為70.0％-17.5％-0.2％-12.3％。