阵列内的燃料管的运动的制作方法

文档序号:12288531阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种操作核裂变反应堆的方法,所述核裂变反应堆包括反应堆核和容纳冷却剂的冷却剂罐,所述反应堆核包括燃料组件的阵列,每一个燃料组件大致垂直地延伸且包括容纳可裂变燃料的一个或多个燃料管,所述燃料管被浸在所述冷却剂中,所述方法包括以下步骤:

对所述燃料组件中的每一个的燃料浓度和/或裂变速率进行监测和/或建模;和

根据监测和/或建模的结果,在不需要从所述冷却剂中提起所述燃料管的情况下,使所述燃料组件在所述阵列内水平移动,以控制所述反应堆核中的裂变速率。

2.根据权利要求1所述的方法,还包括以下步骤:

监测所述燃料组件内的可裂变材料的裂变反应速率和/或浓度;和

根据所述监测确定用于所述燃料组件的阵列的新的构造,

其中使所述燃料组件移动的步骤包括:

将所述燃料组件移动成所述新的构造。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,使所述燃料组件移动的步骤包括:

使用过的燃料组件移动到所述阵列的水平周边,

所述方法还包括以下步骤:

从所述阵列移除所述用过的燃料组件。

4.根据权利要求3所述的方法,其中,使所述用过的燃料组件移动到所述阵列的水平周边的步骤包括:

使所述用过的燃料组件沿着所述阵列内的一行用过的燃料组件移动。

5.根据权利要求3所述的方法,其中,使所述用过的燃料组件移动到所述阵列的水平周边的步骤包括:

使所述用过的燃料组件沿着所述阵列中的一个空闲行移动。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的方法,其中,从所述阵列移除所述用过的燃料组件的步骤包括:

在不需要从所述冷却剂中提起所述用过的燃料组件的情况下,使所述用过的燃料组件移动到所述冷却剂罐内的用过的燃料存储区域。

7.根据前述任一项权利要求所述的方法,其中,所述燃料组件具有大致平行四边形或三角形横截面。

8.根据前述任一项权利要求所述的方法,其中,使所述燃料组件移动的步骤包括以下步骤中的一个或多个:

使所述燃料组件的阵列中的一行或部分行朝向所述阵列的周边移动;和

使所述燃料组件的阵列中的部分行朝向所述阵列中的间隙移动,所述部分行具有在移动之前与所述间隙相邻的一个端部。

9.根据前述任一项权利要求所述的方法,还包括以下步骤:

将新的燃料组件引入到所述阵列的周边。

10.根据权利要求9所述的方法,其中,将新的燃料组件引入到所述阵列的周边的步骤包括:

在距离所述反应堆核足以防止或抑制所述新的燃料组件中的裂变反应的距离处使所述新的燃料组件下降到所述冷却剂中;和

在不需要从所述冷却剂中提起所述新的燃料组件的燃料管的情况下,使所述新的燃料组件水平移动到所述阵列的周边。

11.一种核裂变反应堆,所述核裂变反应堆包括核、容纳冷却剂的冷却罐、燃料组件移动单元和反应堆核控制器,其中:

所述核包括燃料组件的阵列,每一个燃料组件大致垂直地延伸且包括容纳可裂变燃料的一个或多个燃料管;

所述燃料管浸在所述冷却剂中;

所述燃料组件移动单元被构造为在不需要从所述冷却剂提起所述燃料管的情况下使所述燃料组件在所述阵列内水平移动;和

所述反应堆核控制器被构造为确定所述燃料组件单元的新的构造,并使所述燃料组件移动单元移动燃料组件以便获得所述新的构造。

12.根据权利要求11所述的核裂变反应堆,还包括传感器组件,所述传感器组件被构造成监测所述燃料组件内的可裂变材料的裂变反应速率和/或浓度,并且其中所述反应堆核控制器被构造成根据所述监测确定所述燃料组件的所述新的构造。

13.根据权利要求11或12所述的核裂变反应堆,其中,所述反应堆核控制器被构造为检测用过的燃料组件,并且使所述燃料组件移动单元将用过的燃料组件移动到所述阵列的水平周边。

14.根据权利要求13所述的核裂变反应堆,其中,所述反应堆核控制单元被构造成使所述燃料组件移动单元将所述用过的燃料组件从所述阵列的水平周边移动到所述冷却剂罐内的用过的燃料存储区,而不需要从所述冷却剂中提起所述用过的燃料组件。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的核裂变反应堆,其中,所述燃料组件具有大致平行四边形或三角形水平横截面。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的核裂变反应堆,其中,所述燃料组件移动单元被构造成在不需要从所述冷却剂中提起所述燃料管的情况下执行以下操作中的每一个:

使所述燃料组件的阵列中的一行或部分行朝向所述阵列的周边移动;和

使所述燃料组件的阵列中的另一行的一部分朝向所述阵列中的间隙移动,所述另一行的一部分具有在移动之前与所述间隙相邻的一个端部。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的核裂变反应堆,其中,所述燃料组件移动单元被构造为将新的燃料组件引入到所述阵列的周边。

18.根据权利要求17所述的核裂变反应堆,其中,所述燃料组件移动单元被构造成通过在距离核足以防止或抑制所述新的燃料组件中的裂变反应的距离处将所述新的燃料组件下降到所述冷却剂中并在不需要从所述冷却剂中提起所述新的燃料组件的燃料管的情况下使所述新的燃料组件水平移动到所述阵列的所述周边来引入所述新的燃料组件。

19.一种用于核裂变反应堆中的燃料组件,所述燃料组件大致垂直地延伸且包括:

一个或多个燃料管,所述一个或多个燃料管容纳可裂变材料;

第一连接单元,所述第一连接单元位于每一个所述燃料组件的顶端处并被构造成接合所述反应堆的燃料组件移动单元,以能够使所述燃料组件移动单元移动所述燃料组件;

第二连接单元,所述第二连接单元被构造成与另一个燃料组件或者所述核裂变反应堆的固定结构接合,以能够释放地将所述燃料组件固定到燃料组件的阵列中的适当位置;和

所述燃料组件被构造成使得当所述燃料组件被浸在冷却剂流体中时,所述冷却剂流体能够在所述燃料管之间流动。

20.根据权利要求19所述的燃料组件,还包括至少一个传感器,所述至少一个传感器被构造成确定所述燃料组件内的可裂变材料的一个或多个裂变反应速率和/或一个或多个浓度。

21.根据权利要求20所述的燃料组件,其中,每一个传感器被构造为确定所述燃料组件的各个燃料管内的可裂变材料的一个或多个裂变反应速率和/或一个或多个浓度。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的燃料组件,其中,所述第二连接单元为以下单元中的任一个:

机械连接单元,所述机械连接单元被构造为连接到所述固定结构或另一个燃料组件中的相应连接部;

电磁连接单元,所述电磁连接单元被构造为连接到所述固定结构或另一个燃料组件中的顺磁连接部、铁磁连接部或电磁连接部;

顺磁或铁磁连接单元,所述顺磁或铁磁连接单元被构造为连接到所述固定结构或另一个燃料组件中的顺磁连接部、铁磁连接部或电磁连接部;

燃料组件的基部,所述基部成形为装配到所述核裂变反应堆中的互补插口中;和

燃料组件的基部,所述基部成形为装配到所述核裂变反应堆中的互补插口中,其中所述燃料组件在所述冷却剂中被动地浮动。

23.根据权利要求19至22中任一项所述的燃料组件,其中,所述燃料组件包括上栅格和下栅格,所述上栅格和所述下栅格被构造成将所述燃料管保持在距离所述燃料组件的所述顶部和所述基部的预定距离处。

24.根据权利要求19至23中任一项所述的燃料组件,其中,所述燃料组件具有大致三角形或平行四边形水平横截面。

25.根据权利要求11至18中任一项所述的核反应堆,其中,所述燃料组件为根据权利要求19至25中任一项所述的燃料组件。

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