CN104183277A

CN104183277A - 熔盐贫铀堆

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Publication number: CN104183277A
Application number: CN201310204051.1A
Authority: CN
Inventors: 董保国; 董沛; 谷济源
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2014-12-03

Abstract

熔盐贫铀堆，属熔盐堆技术领域，采用快中子谱、氯化物熔盐、铀钚循环和贫铀，能在启动后只用其自增殖的核燃料实现长期安全稳定运行，且不会发生超临界事故；具有负反馈能保持在临界状态；堆内完成整个铀钚循环；正常运行时只需要用贫铀，自身不需要铀浓缩和净化；能实现贫铀的高燃耗。结构简单、操作简易，还非常适合大规模推广应用。有多种类型、适用的熔盐配方和结构材料。技术、整套的系统技术、工程和产业化上可行。优选系统为：简化低温IV型+316不锈钢主容器+氮气冷却剂+318不锈钢管道泵热交换器等。能实现用裂变核能充分满足国家长期能源需求的同时，解决铀资源不足、核临界安全和低碳发展的问题。主要用于供热、电或机械动力。

Description

熔盐贫铀堆

技术领域

本发明涉及一种核能装置，尤其是能安全运行和核燃料自增殖且自足的熔盐堆。

背景技术

目前，世界上运行的反应堆，如热中子堆、钠冷快堆等，都存在发生超临界事故的风险，另外热中子堆类的铀资源利用率很低，钠冷快堆的钠化学活性也带来很多问题和困难。核临界安全问题和铀资源利用率问题，是当前世界面临的反应堆难题。

熔盐堆是指主冷却剂是熔盐的反应堆，核燃料可以是固体型的固体燃料元件组件，也可以是熔盐型的熔融在熔盐冷却剂中。熔盐堆以氟化钍热中子熔盐堆为代表。熔盐堆的主容器内有熔盐核燃料、熔盐冷却剂、熔盐增殖材料等。主容器可以有不同的形状和结构，一般分为燃烧区和增殖区，并分别对应有不同类型的熔盐。冷却方式有内冷和外冷型。以实现不同的功用。

普通熔盐堆的优点：

堆芯结构简单，没有控制棒及其相关系统、燃料元件装卸机制、燃料元件组件及相关结构；不用燃料包壳和结构材料能显著地改善反应堆的中子经济性；

在近大气压下运行，不需要轻水堆的厚壁压力容器，除去主容器内部的加压和压力相关部件，减少主容器故障的风险；

设计有很强的反应性负温度和空泡系数，增加了安全性；

运行控制非常简单，而且可以自动地负荷跟踪。如果想停堆，断开发动机开关即可。

熔盐是极好的冷却剂，高温性能优越，低温凝固，性能稳定，同体积热容量比加压水高25％，几乎是液态钠的5倍。

燃料的流体性表明不存在堆芯熔化事故。流体燃料可实现管道泵出泵入传输容易。紧急情况下，燃料盐自动排入非能动冷却、临界安全的燃料储罐内。

熔盐堆中的易裂变材料浓度很容易连续调整，许多裂变产物很快形成稳定的氟或氯化物，在任何泄漏或事故期间会停留在凝固的盐内，其它挥发性或不能熔解的裂变产物可非能动、连续地排出。

普通熔盐堆的主要缺点：

熔盐的热传导性能不如钠等液体金属的；

熔盐的高熔点(～560℃)使得在许多地方必须预热和保温；

熔盐的高熔点限制其通过热交换器的时间，以减少盐的凝固，因此必须增加质量流速；

熔盐中裂变产物的存在，有腐蚀作用，要求高标准的系统可靠性和密封性；

腐蚀和高温限制结构材料的选择范围。

发明内容

为了克服现有的热中子堆和钠冷快堆等都存在发生超临界事故的风险，热中子堆类的铀资源利用率很低，钠冷快堆的钠化学活性也带来很多困难的不足，本发明提供一种反应堆，熔盐贫铀堆，该反应堆不仅能彻底消除发生超临界事故的风险，而且能大幅度提高铀资源的利用率，实现高燃耗。

熔盐贫铀堆是用熔盐作为主冷却剂启动后只用其自增殖的核燃料实现长期安全稳定运行的反应堆；其核燃料包括固体型和熔盐型。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

熔盐贫铀堆，采用快中子谱、氯化物熔盐、铀钚循环、贫铀或天然铀。也可采用钍铀循环。按工作温度不同可分为低温，约600℃；中温，约800℃和高温型，约1000℃。按主容器形状分为球形和圆柱形。按应用目标不同，分为简化型和普通型两种。简化型主要用于供暖和工艺高温供热，普通型主要供电，也都可热电联供。小型堆也可用于直接提供机械动力。

在低温、中温和高温工作条件下，从发表的反应堆结构材料实验结果中，都已找到与所用的熔盐核燃料、熔盐冷却剂或气体冷却剂相容或耐腐蚀的材料，且可供选择的材料较多。UCl₃+PuCl₃+NaCl熔盐，能确定满足需要的合适的配方，技术可行，其性能可满足实际运行的要求。堆芯外系统的技术，整体上都较为成熟。实验堆优选系统为：简化低温IV型+316不锈钢主容器+氮气冷却剂+318不锈钢管道泵热交换器等。普通堆优选为：高温熔盐型+TZM主容器一回路管道主泵热交换器+氮气冷却剂+TZM管道闭布雷顿动力循环气轮发电机组。最有开发应用价值的是主容器已申请发明专利的简化IV型。

物理分析和理论计算及实验验证的技术结果都表明，熔盐贫铀堆从科学原理和工作原理上、技术工艺上、设计研发上、系统整体上、工程建设上和规模产业化上都是可行的。

一、熔盐贫铀堆特点

熔盐贫铀堆除了自身具有的突出优点外，还具有普通熔盐堆的优点，也有普通熔盐堆的一些不利因素。但这些不利因素对其商业价值的作用和影响不大。

1.熔盐贫铀堆的突出优点：

不会发生超临界事故或瞬发临界，能确保核临界安全；

具有自调节机制或负反馈，能保持在临界状态，实现长期安全稳定运行；

堆内完成整个铀钚循环，即在堆内形成闭合的铀钚循环链；

正常运行时只需要用贫铀，自身不必要有铀浓缩和裂变产物净化；

能实现贫铀的高燃耗，解决铀资源不足问题。

2.熔盐贫铀堆的安全分析：

因为熔盐贫铀堆的超临界安全性是建立在物理规律基础之上的，而不是外来控制，因而不存在控制失效的问题，是由物理原理确保其不会发生超临界事故，已经彻底解决了核临界安全问题；

堆芯熔化事故对熔盐已不存在或者无意义；

核燃料泄漏事故，直接泄漏到空气中时会凝固并固化除气体外的全部放射性物质，泄漏到另一种盐内引起的改变不大，少量泄漏到水中会溶解或沉淀而大量泄漏到水中会引发蒸汽爆炸事故，但熔盐堆堆芯内无水或无大量水；

紧急情况下，或熔盐温度超过凝固盐过热保护阀设定值时，熔盐排入几何形状非临界储存罐中，靠自然冷却和熔盐热容量吸收非能动的排出衰变余热；

堆芯低压运行，无内部高压力引起的爆裂事故及相关的安全问题；

熔盐直接暴露在空气中不会燃烧，只能冷却凝固。

综合结果，堆整体的安全性极高。完全可以安装运行在城市内或工业区中。

3.熔盐贫铀堆的经济性分析：

熔盐贫铀堆堆芯结构简单、球形的主容器内只有熔盐、不需要控制棒及其相关设备设施；

不需要为预防超临界事故的所有保障设施和设备；

主容器低压运行不需要厚重的耐压设备和容器；

运行控制简易；

贫铀和氯化钠丰富而低价；

能实现高燃耗；

基建要求和成本低；

没有增殖周期限制很适合大规模推广应用；

因而经济性很好，其商业价值很高。

二、熔盐贫铀堆的一些共同选择项：

1.燃料选型：首选熔盐型燃料。贫铀。三氯化铀。混合熔盐选为UCl₃(贫铀²³⁸U+²³⁵U)+PuCl₃+NaCl。添加的新料为UCl₃(贫铀)+NaCl。

2.燃料循环：采用铀钚循环。堆内实现整个铀钚燃料循环。也可采用快中子谱钍铀循环。

3.熔盐选择及性能：熔盐的载体盐首选为氯化钠，可与UCl₃或PuCl₃按任意比例相互熔解。燃料：三氯化铀、三氯化钚。化学稳定性，很好。热容量，很高，约为液态钠5倍。熔盐/熔点/沸点，NaCl/800/1465，UCl₃/835/1720，PuCl₃/767/1730℃。熔点和工作温度选择，依据熔盐相图、熔盐成分和配方。熔盐熔点，UCl₃+NaCl的最低熔点为520℃，PuCl₃+NaCl的最低熔点为453℃。UCl₃和PuCl₃的相熔性低，UCl₃熔盐中最多可熔解约12％的PuCl₃。熔盐工作温度，约600-1400℃。低工作温度可用低价的结构材料，可供选择的材料范围也更广。

4.冷却剂：主要有熔盐、气体、蒸汽型冷却剂。不用液体金属，活性高且价格贵。普通堆外冷型：一回路的冷却剂为主容器内的熔盐核燃料；二回路冷却剂为熔盐、气体或蒸汽。简化堆：主容器壁传热型的冷却剂为气体、熔盐或蒸汽；内冷型可用气体或熔盐；若用蒸汽主容器外可能需要熔盐过渡层以匹配工作温度。二回路熔盐可用成熟的低熔点混合盐，如NaF-BeF₂熔点340℃，NaF-ZrF₄熔点500℃等。气体包括N₂，CO₂，AlCl₃，He等。普通堆外冷型堆芯内无水。简化型用气体或熔盐不用蒸汽冷却时，堆芯内无水，增加反应堆安全性。

5.堆结构材料耐腐蚀性：堆芯主容器和管道材料、热交换器、主泵等，高温型首选材料为钼及其高熔点合金，如铊Ti/锆Zr/钼Mo(TZM)合金，耐腐蚀性好。钼或其合金可容许燃料盐的温度超过1000℃。此外石墨的抗化学侵蚀性好且耐高温。中低温型可选高镍合金、Hastelloy-N或不锈钢。铁、铬和镍与氯反应的活性较高，是不太适合直接接触熔盐的。但简化型的主容器可以承受一定量的表面侵蚀，也可采用定期更换制，以利于使用低价结构材料和提高商业价值及大规模推广应用。

三、简化型熔盐贫铀堆

简化型熔盐贫铀堆的主容器可以承受一定量的表面侵蚀，也可实行定期更换，以利于使用低价结构材料。简化I、II、III型，主容器为球形，分别在低温、中温、高温运行，需要不同的熔盐配方和结构材料。简化IV型为水平布置的圆柱形隔板结构，用间隔数厘米的薄隔板沿圆柱轴线的横向隔断，可以在熔盐核燃料中形成沿圆柱轴线传播的稳定的核燃烧波。

1.简化型堆概念方案小型、球形或圆柱形、堆内自然对流热交换、快中子谱、氯化物、低功率密度、熔盐贫铀堆。其核燃料全部在主容器内。不设一次回路及其堆外循环管道、热交换器及其主泵。主容器壁传导热量，其器壁可以部分或全部制成板式热交换器，这种器壁型板式热交换器可以是单层或多层，能用于各种形状的主容器如球形、圆柱形等，以利于提高导热性能。气体N₂，AlCl₃，CO₂，He等或熔盐或蒸汽传输热能到堆芯外。用超热蒸汽传热时可设温度匹配过渡层。屏蔽层。几何形状非临界储存罐。商用目标供热。

2.堆系统组成、整体结构和布局：简化I、II、III型组成：球形主容器+几何形状非临界储存罐+其间燃料输送泵+凝固盐过热保护阀+进出料口(+超热蒸汽温度匹配过渡层)+器壁型板式热交换器或热交换层+屏蔽层保温层+管道热交换器机械泵+备用盐存储罐+辅助加热设备等。结构和布局：围绕主容器壳外是气体或熔盐热交换壳层，再外是屏蔽层和保温层。见图1。用超热蒸汽传热时，主容器壳外可设一个温度匹配过渡壳层，起熔盐和蒸汽工作温度匹配和传热屏蔽作用，其外是与超热蒸汽热交换层。几何形状非临界储存罐设在主容器下面，并与其用燃料排出阀、输送泵和凝固盐过热保护阀相连接。与超热蒸汽或气体或熔盐热交换层连接的管道、热交换器和机械泵，输出热能。简化IV型组成为圆柱形主容器+隔板结构，其余与简化I、II、III型类似。主容器的器壁型板式热交换器。

3.简化I型运行温度：560,650℃。熔盐配方摩尔％：(a)66(＞95UCl₃(贫铀)+＜5PuCl₃)+34NaCl。熔盐熔点/沸点/工作温度，520/1700/560-600℃。结构材料：不锈钢耐高温600℃。(b)70(60)(＞95UCl₃(贫铀)+＜5PuCl₃)+30(40)NaCl。熔盐熔点/沸点/工作温度，557/1700/650-750℃。结构材料：Hastelloy-N耐高温700℃。

4.简化II型运行温度：800℃。熔盐配方摩尔％：65(＞95UCl₃(贫铀)+＜5PuCl₃)+35NaCl。熔盐熔点/沸点/工作温度，710/1700/800-900℃。结构材料：钼或其高熔点合金。镍合金耐高温900-1000℃。

5.简化III型运行温度：1000℃。熔盐配方摩尔％：(a)65(UCl₃(贫铀)+PuCl₃)+35NaCl。熔盐熔点/沸点/工作温度，710/1700/1000℃。(b)极端型，少或无NaCl。100(＞95UCl₃(贫铀)+＜5PuCl₃)。熔盐熔点/沸点/工作温度，835/1720/1000℃。结构材料：钼或其高熔点合金耐高温1000-1200℃、石墨1500℃。

表1简化型反应堆系统整体相容材料

6.简化IV型可以在低温、中温、高温运行，相应的要求也与简化I、II、III型类似。其主容器结构为水平置放的长圆柱体，沿圆柱轴线横向布置隔板，用间隔数厘米的薄隔板把熔盐隔断成等厚度或设定厚度的薄圆柱片，隔板与主容器内壁间的密封性要求不高，隔板能方便的沿圆柱轴线移动，以解决熔盐膨胀和换料时需要移动隔板的问题，并可根据辐照剂量或使用寿命的需要容易的更换，点火启动端设为半球形而另一端为平面，靠近启动端设有更换隔板和排出乏燃料机构，另一端有加料机构。熔盐在薄圆柱片中自然循环冷却，各熔盐薄片的核素密度分布、中子通量、功率密度、燃耗等有所不同且沿圆柱轴线近似连续变化，也很容易的以薄圆柱片为单位添加熔盐新料或移除乏燃料，这样就可以在贫铀或钍的熔盐型介质内，形成沿圆柱轴线传播的稳定的核燃烧波或移动的稳定临界的活性区。当然也能实现可转换材料比简化I-III型更高的燃耗和高放裂变产物更好的嬗变。大幅度增加的表面积，有利于堆芯热能更有效的导出。并可实验检验理论计算和预言结果的正确性。紧急情况下或熔盐温度超过设定值时，只需排出活性区及其附近的熔盐核燃料即可，乏燃料和新料区仍可保留在堆芯，或排出到另外的储罐中，即分区段排出。进一步发展，可将活性区及其附近的隔板演化发展成板式金属或碳碳复合物制造的耐高温紧凑型热交换器，以提高堆输出功率。不需要全部隔板都换成板式热交换器。这种内冷型的隔板热交换器比单纯的隔板厚，加之内通熔盐或气体冷却剂，会改变堆芯内各组分的占比和结构，相应的需要调整熔盐核燃料的配方等。因为堆芯低压运行，内通熔盐或气体冷却剂的薄壁热交换器技术上应该是可行的，包括管道连接部分，这会使堆芯结构变得复杂一些，但仍比固体核燃料元件堆芯的结构简单得多。气体冷却剂如AlCl₃，N₂，CO₂等。(注：IV型的圆柱形隔板式主容器和简化型的主容器器壁型板式热交换器已经申请发明专利，发明专利名称：熔盐堆圆柱形隔板式主容器。)

7.系统整体相容材料初步选出几组相容性好的材料，见表1。选择标准是优先选用性能稍差但价格低的材料。简化型的主容器要考虑与熔盐燃料和冷却剂都相容，管道、主泵和热交换器要与冷却剂相容。实验堆优选系统：简化低温IV型+316不锈钢主容器+N₂冷却剂+318不锈钢管道泵热交换器等。

四、普通型熔盐贫铀堆

普通型熔盐贫铀堆的主容器、一回路管道、主泵和热交换器因为低压运行均可承受一定量的表面侵蚀，也可实行定期更换，以利于使用低价材料。普通I、II、III型，分别在低温、中温、高温运行，需要不同的熔盐配方和结构材料。大型普通型熔盐贫铀堆或集中建造的堆群，设置共用裂变产物净化系统有利于提高燃耗和减少换料等。普通IV型由简化IV型发展而成，能不用裂变产物净化系统实现高燃耗。

1.普通型堆概念方案球形熔盐贫铀堆。紧凑型堆芯设计。堆芯外冷却。设二个或多个一次回路熔盐堆外循环管道及其主泵、热交换器。可设二回路匹配温度。屏蔽层。几何形状非临界储存罐。普通I、II型可采用兰金动力循环汽轮发电机组或布雷顿动力循环。普通II、III型可采用布雷顿动力循环。金属或碳碳复合物制造的紧凑型板式热交换器。三膨胀段再热氮气或氦气闭布雷顿动力循环气轮发电机组。氦气总量少且贵。高温型的整个系统的工作温度(约1000℃)匹配很好且热效率高，约54％。商用目标供电。

2.堆系统组成、整体结构和布局：组成：球形主容器+几何形状非临界储存罐+其间燃料输送泵+凝固盐过热保护阀+进出料口+多个一次回路熔盐堆外循环管道及其主泵、热交换器+二回路屏蔽保护温度匹配(可选)+屏蔽层+超热蒸汽或氮气或氦气管道泵热交换器+兰金动力循环汽轮发电机组或布雷顿动力循环气轮发电机组+备用盐存储罐+辅助加热设备等。结构和布局：围绕主容器壳外是屏蔽层和保温层。几何形状非临界储存罐设在主容器下面，并与其用燃料排出阀、输送泵和凝固盐过热保护阀相连接。多个一次回路熔盐堆外循环管道及其主泵、热交换器与主容器采用紧凑型布局设计，以减少堆芯外燃料盐的储用量。高温型用金属或碳碳复合物制造的紧凑型板式热交换器，并直接连接到三膨胀段再热氮气或氦气闭布雷顿动力循环气轮发电机组。低温型可设二回路温度匹配，再与超热蒸汽热交换器、泵和兰金动力循环汽轮发电机组连接，也可选用高温型的结构布局。中温型优先选择与高温型相同，也可选用低温型的。见图2。

3.普通I型运行温度：560,650℃。熔盐配方摩尔％：(a)66(＞95UCl₃(贫铀)+＜5PuCl₃)+34NaCl。熔盐熔点/沸点/工作温度，520/1700/560-600℃。结构材料：不锈钢耐高温600℃。(b)70(60)(UCl₃(贫铀)+PuCl₃)+30(40)NaCl。熔盐熔点/沸点/工作温度，557/1700/650-750℃。结构材料：Hastelloy-N耐高温700℃。

4.普通II型运行温度：800℃。熔盐配方摩尔％：65(＞95UCl₃(贫铀)+＜5PuCl₃)+35NaCl。熔盐熔点/沸点/工作温度，710/1700/800-900℃。结构材料：钼或其高熔点合金。镍合金耐高温900-1000℃。

5.普通III型运行温度：1000℃。熔盐配方摩尔％：(a)65(＞95UCl₃(贫铀)+＜5PuCl₃)+35NaCl。熔盐熔点/沸点/工作温度，710/1700/1000℃。(b)极端型，无NaCl。100(＞95UCl₃(贫铀)+＜5PuCl₃)。熔盐熔点/沸点/工作温度，835/1720/1000℃。结构材

料：钼或其高熔点合金耐高温＞1000-1200℃、石墨1500℃。

6.普通IV型在简化IV型圆柱形隔板结构主容器的基础上发展而成。以提高堆输出功率。将部分活性区及其附近的隔板间的熔盐核燃料，分别独立的形成一回路循环导出热能，以保持不同隔板间熔盐的核素密度等的不同。这样的堆芯结构优势在于不需要裂变产物净化系统，不仅能实现长期安全稳定的正常运行，而且能实现贫铀的高燃耗和高放裂变产物的高嬗变。但需要紧凑型的布局设计，以减少堆芯外熔盐核燃料的需要量及其对堆芯稳定性的影响。因为堆芯低压运行，有利于薄壁结构的采用，包括管道连接部分、薄壁板式热交换器等。这会使堆芯结构变得复杂一些，但仍比固体核燃料元件堆芯的结构简单得多。

表2普通型反应堆系统整体相容材料

7.系统整体相容材料初步选出几组相容性好的材料，见表2。优先选用性能稍差但价格低的材料。普通型的主容器、一回路管道和主泵材料要满足与熔盐燃料相容，热交换器与熔盐燃料和冷却剂都相容，二回路管道和主泵等与冷却剂相容。普通堆优选系统：高温熔盐型+TZM主容器一回路管道主泵热交换器+氮气冷却剂+TZM管道闭布雷顿动力循环气轮发电机组。

五、熔盐贫铀堆点火启动方法

1.熔盐贫铀堆的点火启动方法一：浓缩铀钚临界启动法。点火时，堆芯内加入适当浓度的浓缩铀或钚熔盐实现熔盐贫铀堆的临界，再过渡到正常运行，完成点火启动过程。

2.熔盐贫铀堆的点火启动方法二：运行堆启动新堆法。点火时，用取自正常运行的熔盐贫铀堆中给定量的熔盐核燃料，装入全部是贫铀装料的新熔盐贫铀堆中，实现新的熔盐贫铀堆的临界，再过渡到正常运行，完成点火启动过程。

本发明的有益效果是：熔盐贫铀堆不会发生超临界事故，能确保核临界安全；具有自调节机制能保持在临界状态，实现长期安全稳定运行；堆内完成整个闭合的铀钚循环链；正常运行时只需要用贫铀，自身不需要有铀浓缩和裂变产物净化；能实现贫铀的高燃耗；以及结构简单、运行操作简易、长寿命、高效低成本，还非常适合大规模推广应用，因此其在能源发展战略中具有极其重要的地位和价值，有巨大的产业发展优势和前景。能实现用裂变核能充分满足国家长期能源需求的同时，解决铀资源不足、核临界安全和低碳发展的问题。还具有彻底改变当前世界能源供应格局的巨大潜力。

附图说明

图1简化型熔盐贫铀堆的结构布局示意图。主容器的器壁可以是器壁型板式热交换器，也可以是普通的器壁。所示主容器为球形或圆柱形主容器的横断面简化示意图。冷却剂可用熔盐或气体如AlCl₃，N₂等。

图2普通型熔盐贫铀堆的结构布局示意图。所示主容器为球形或圆柱形主容器的横断面简化示意图。

具体实施方式

建造新反应堆时，要按照对反应堆的具体指标要求并同时按照熔盐贫铀堆的要求设计建造，才能满足熔盐贫铀堆的正常运行的特殊性能的要求。实现其优异性能如不会发生超临界事故、能实现高燃耗、长寿命等。

Claims

1.熔盐贫铀堆，一种熔盐堆，用熔盐型核燃料实现可控链式反应的反应堆，其特征是：只用其堆内自增殖的熔盐型核燃料实现其长期安全稳定的临界运行；在其堆芯主容器内用氯化物熔盐实现闭合的铀钚循环链或闭合的钍铀循环链；用熔盐型核燃料实现其不会发生超临界事故或不会瞬发临界，能确保其核临界安全；用熔盐型核燃料实现用自调节机制或负反馈保持在临界状态，实现其长期安全稳定运行；用熔盐型核燃料实现其在正常运行时只需要用贫铀或钍，自身不需要有铀浓缩和裂变产物净化；用熔盐型核燃料实现其堆内贫铀或钍的高燃耗，解决铀资源不足的问题。

2.根据权利要求1所述的熔盐贫铀堆，其特征是：熔盐型核燃料全部在主容器内，不设一回路及其堆外管道等，用主容器的器壁传导热量的熔盐贫铀堆的堆芯结构。

3.根据权利要求1所述的熔盐贫铀堆，其特征是：用正常运行的熔盐贫铀堆启动新的全部是贫铀装料的熔盐贫铀堆。全部是贫铀装料的新熔盐贫铀堆启动时，用取自正常运行的熔盐贫铀堆中给定量的熔盐核燃料，装入全部是贫铀装料的新熔盐贫铀堆中，实现新熔盐贫铀堆的临界，再过渡到正常运行，完成点火启动过程。

4.根据权利要求1所述的熔盐贫铀堆，其特征是：熔盐型核燃料全部在主容器内且熔盐工作温度1000℃及以上的熔盐贫铀堆堆芯+球形主容器及其器壁型板式热交换器/圆柱形隔板式主容器和内冷型隔板式或器壁型板式热交换器+氮气或氦气冷却剂+相容的TZM钼合金等材料+闭布雷顿循环气轮发电机组或工艺供热热交换器的整套系统。

5.根据权利要求1所述的熔盐贫铀堆，其特征是：熔盐型核燃料全部在主容器内且熔盐工作温度约600℃的熔盐贫铀堆堆芯+球形主容器及其器壁型板式热交换器/圆柱形隔板式主容器和内冷型隔板式或器壁型板式热交换器+氮气或二氧化碳气或熔盐冷却剂+相容的不锈钢等材料+热交换器或气轮机组的整套系统。

6.根据权利要求1所述的熔盐贫铀堆，其特征是：熔盐型核燃料全部在主容器内且熔盐工作温度约800℃的熔盐贫铀堆堆芯+球形主容器及其器壁型板式热交换器/圆柱形隔板式主容器和内冷型隔板式或器壁型板式热交换器+氮气或二氧化碳气冷却剂+相容的TZM钼合金等材料+热交换器或气轮机组的整套系统。

7.根据权利要求1所述的熔盐贫铀堆，其特征是：用熔盐型核燃料作为堆芯外一回路冷却剂的熔盐贫铀堆的球形主容器堆芯+板式热交换器的紧凑型系统。

8.根据权利要求1所述的熔盐贫铀堆，其特征是：用熔盐型核燃料作为堆芯外一回路冷却剂的熔盐贫铀堆的圆柱形隔板式主容器且具有独立多通道冷却系统的堆芯+板式热交换器的紧凑型系统。