一种池式熔盐堆及其运行方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108806805A(43)申请公布日2018.11.13(21)申请号201810573062.X(22)申请日2018.06.06(71)申请人中国科学院上海应用物理研究所地址201800上海市嘉定区嘉罗公路2019号(72)发明人于世和严睿邹杨冀锐敏刘亚芬(74)专利代理机构上海弼兴律师事务所31283代理人薛琦邹玲(51)Int.Cl.G21C3/54(2006.01)G21C15/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种池式熔盐堆及其运行方法(57)摘要本发明公开了一种池式熔盐堆及其运行方法，所述池式熔盐堆包括一位于地坑中的熔盐池，所述熔盐池设有功能模块，所述功能模块包含沿所述熔盐池的顶端内侧壁设置的换热模块；所述熔盐池的底部设有一堆芯活性区，熔盐从所述堆芯活性区的中心流出，侧边流进；所述堆芯活性区由石墨块围设而成，所述石墨块之间至少留有径向缝隙通道以供熔盐流通；所述石墨块包括三类，即固定在所述熔盐池的底部的I类石墨块，未固定在所述熔盐池的底部而使用合金销与I类石墨块连接的II类石墨块，和未固定在所述熔盐池的底部而与外部驱动装置连接的可上下移动的III类石墨块。本发明提供的池式熔盐堆，简化了结构，提高了安全可靠性和实用性，便于紧急停堆。CN108806805ACN108806805A权利要求书1/1页1.一种池式熔盐堆，其特征在于，所述池式熔盐堆包括一位于地坑中的熔盐池，所述熔盐池设有功能模块，所述功能模块包含沿所述熔盐池的顶端内侧壁设置的换热模块；所述熔盐池的底部设有一堆芯活性区，熔盐从所述堆芯活性区的中心流出，侧边流进；所述堆芯活性区由石墨块围设而成，所述石墨块之间至少留有径向缝隙通道以供熔盐流通；所述石墨块包括三类，即固定在所述熔盐池的底部的I类石墨块，未固定在所述熔盐池的底部而使用合金销与I类石墨块连接的II类石墨块，和未固定在所述熔盐池的底部而与外部驱动装置连接的可上下移动的III类石墨块。2.如权利要求1所述的池式熔盐堆，其特征在于，在所述堆芯活性区的上方围设有套筒，所述套筒在所述熔盐池中隔出中心的熔盐上升通道和四周的熔盐下降通道。3.如权利要求1所述的池式熔盐堆，其特征在于，所述II类石墨块的体积占所述石墨块总体积的5％～20％；和/或，所述III类石墨块的体积占所述石墨块总体积的1％～30％。4.如权利要求1所述的池式熔盐堆，其特征在于，所述石墨块为细长实心石墨块或侧向开孔石墨块，所述开孔的形状为圆形、椭圆形或跑道形，所述开孔的孔道沿所述堆芯活性区的径向。5.如权利要求4所述的池式熔盐堆，其特征在于，所述缝隙通道占所述堆芯活性区的体积之比为1％～30％，所述堆芯活性区的体积包括所述石墨块的实体体积和所述缝隙通道的体积；所述缝隙通道还包括所述开孔的孔道。6.如权利要求1所述的池式熔盐堆，其特征在于，所述换热模块的个数为至少两个；所述功能模块还包括加料卸料模块、熔盐净化模块和除气模块中的一种或多种，所述除气模块用于除去反应过程中产生的不溶气体；所述熔盐为LiF、BeF2、ThF4、UF4中的一种或多种；所述熔盐池和所述套筒的结构材料为高温耐腐蚀耐辐照材料。7.如权利要求1所述的池式熔盐堆，其特征在于，其热功率为1～50GW，所述熔盐池为圆柱形，所述堆芯活性区为环形，所述套筒为圆柱形，所述熔盐池、所述堆芯活性区和所述套筒同轴，其中，所述熔盐池的内径为6m～20m，高度为18m～52m；所述堆芯活性区的内径为1m～6m，外径为5m～15m，高度为5m～30m；所述石墨块为侧向开孔石墨块，所述开孔的等效半径为0.05cm～20cm；所述套筒的高度为10m～20m，内径不小于所述堆芯活性区的内径且不大于所述堆芯活性区的外径。8.一种熔盐堆运行方法，其采用如权利要求1～7任一项所述的池式熔盐堆，其特征在于，包括如下步骤：在熔盐堆在运行过程中，所述堆芯活性区的中心熔盐上升，至位于所述换热模块处，所述换热模块将熔盐的热量带出，熔盐从侧边下降，至少通过所述径向缝隙通道，返回至所述堆芯活性区的中心，熔盐池上下温差存在产生自然循环。9.如权利要求8所述的熔盐堆运行方法，其特征在于，当熔盐温度超过所述合金销的熔点时，所述合金销断裂，所述II类石墨块分离并上浮，实现非能动紧急停堆。10.如权利要求8所述的熔盐堆运行方法，其特征在于，熔盐堆在正常运行时，通过提升或下插所述III类石墨块来改变堆芯反应性大小，实现熔盐堆的正常启堆、运行、停堆。2CN108806805A说明书1/4页一种池式熔盐堆及其运行方法技术领域[0001]本发明属于熔盐堆设计领域，具体涉及一种池式熔盐堆及其运行方法。背景技术[0002]本世纪初，第四代