CN111627571B - 以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆以及石墨球更换方法 - Google Patents

以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆以及石墨球更换方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆以及石墨球更换方法。该以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆包括一堆芯筒体和设于所述堆芯筒体内的燃料区；所述燃料区包括上层的石墨球与燃料盐的混合区域，和下层的纯燃料盐区域；所述堆芯筒体底部设有一进球口，且顶部设有一出球口，所述进球口用于向所述燃料区提供所述石墨球的进球通道，所述出球口用于提供从所述燃料区排出所述石墨球的出球通道；所述纯燃料盐区域占所述燃料区的体积百分比为2％以上。本发明中，通过在线更换石墨球实现了不停堆工况下的石墨慢化剂的更换，减少了停堆需求，延长了堆芯寿期，运行效率高；且石墨球更换过程无需借助外力，设备简单，操作简便。

Description

以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆以及石墨球更换方法
技术领域
本发明涉及以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆以及石墨球更换方法。
背景技术
熔盐堆作为第四代核能系统中唯一的液态燃料反应堆，以液态燃料盐为主冷却剂，工作于高温、常压，具有较高的安全性、可持续发展性、防核扩散性和实用性，适应发电、核能综合利用和模块化的先进反应堆。在燃料方面，与传统固态燃料反应堆不同，液态燃料熔盐堆无需专门制作固态燃料组件，而是将铀、钍等核燃料均匀熔融于液态载体盐中。在慢化剂方面，本技术领域通常选用核级石墨作为液态燃料熔盐堆的慢化剂。液态燃料熔盐堆具有在线添料和在线后处理的优势，可以实现不停堆换料，延长了堆芯换料周期和堆芯寿期，可以达到较深的燃耗深度。
传统的液态燃料熔盐堆的慢化剂由上百根均匀排列、无包壳且带有通道的棱柱形石墨构件组成，燃料盐通过石墨构件的通道，发生裂变反应并产生能量。由于在液态燃料熔盐堆的高温强辐照环境下，石墨材料本身存在较严重的肿胀问题，因此需要频繁更换。而将棱柱形石墨构件作为慢化剂时，必须停堆才能更换石墨构件，需要长时间冷却，这将降低熔盐堆的运行效率，增加堆芯运行成本，同时也会增加放射性物质泄漏风险。其次，棱柱形慢化剂必须整批更换，但是堆芯外围的石墨还没达到其寿命，会增加石墨的实际使用量，增加成本。此外，棱柱形石墨构件制备复杂，需要开槽或打孔以形成燃料盐通道，设计加工复杂，成本高。
专利文献CN108172318A公开了一种熔盐堆堆芯、熔盐堆系统、燃料循环系统及燃料循环方法，其以石墨球为慢化剂，简化了慢化剂构件的制造工艺，且能够不停堆的情况下更换所有的慢化剂石墨球。然而，其堆芯含两部分：一是中心的嬗变区，二是含石墨球慢化剂的增殖区；增殖区的燃料盐仅含增殖材料(即钍)，无法单独启堆，必须依靠中心的嬗变区(即点火区域)才能启堆，堆芯结构复杂。其增殖区的设置仅为超热能谱(1eV-0.5MeV)，主要是为了实现较好的增殖性能，但堆芯中子能谱范围较窄。并且，该设备将更换石墨球的进口设在增殖区顶部，出口设在增殖区底部，因此在更换新的石墨球时需要借助外力，才能将石墨球挤压进增殖区。
专利文献CN109509562A公开了堆芯结构、熔盐球床堆和熔盐球床堆的燃料管理与堆芯装载方法，其为了减小流体冲击造成的堆芯结构不稳定性及其造成的反应堆控制风险，补充石墨球密实填充整个活性区。但是该堆芯的装载(包括进料和出料)均需要在停堆工况下，且如果需要更换堆芯，则必须将整体(包括石墨球和燃料球)卸出，即无论石墨球和燃料球是否达到使用寿命，卸出的燃料球和石墨球不再返回堆芯使用，成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有的液态燃料熔盐堆堆芯中石墨慢化剂需要停堆更换或更换所需操作复杂，而提供了以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆以及石墨球更换方法。通过在线更换石墨球实现了不停堆工况下的石墨慢化剂的更换，减少了停堆需求，延长了堆芯寿期，运行效率高；且石墨球更换过程无需借助外力，设备简单，操作简便。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
本发明提供了一种以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，所述液态燃料熔盐堆包括一堆芯筒体和设于所述堆芯筒体内的燃料区；
所述燃料区包括上层的石墨球与燃料盐的混合区域，和下层的纯燃料盐区域；
所述堆芯筒体底部设有一进球口，且顶部设有一出球口，所述进球口用于向所述燃料区提供所述石墨球的进球通道，所述出球口用于提供从所述燃料区排出所述石墨球的出球通道；
所述纯燃料盐区域占所述燃料区的体积百分比为2％以上。
本发明中，本领域技术人员知晓，所述石墨球的密度一般均小于所述燃料盐的密度。因此，所述石墨球从所述堆芯筒体底部的所述进球口进入所述燃料区后，会借助所述燃料盐的浮力上浮，从所述纯燃料盐区域进入所述混合区域。在需要更换或补充石墨球时，先打开所述进球口，新的石墨球依靠所述燃料盐的浮力进入所述纯燃料盐区域上浮至所述混合区域，当新的石墨球补充完毕后(最多可将所述纯燃料盐区域填充满石墨球)，关闭所述进球口；随后，打开所述出球口，顶部的石墨球仅依靠浮力即可逐个排出，顶部以下所有石墨球在所述燃料盐的浮力下也会逐渐上升，直至所述纯燃料盐区域中所有新更换的石墨球上浮至所述混合区域，关闭所述出球口。在更换或补充石墨球的过程中，液态燃料盐的流动特性(所述燃料盐一般由所述堆芯筒体底部向所述堆芯筒体顶部流动)也有利于石墨球的进入和排出。本发明可进行不停堆更换石墨球，且无需借助外力，设备结构简单。
本发明中，为了给所述石墨球的进入留有一定空间，所述纯燃料盐区域占所述燃料区的体积百分比较佳地为10％以上。所述纯燃料盐区域的体积百分比可通过对于燃料盐的组分的测试，根据临界外推结果计算得到。
本发明中，所述混合区域一般由所述石墨球和所述燃料盐填充而成，所述石墨球堆积于所述混合区域内，所述燃料盐填充于所述石墨球的空隙。所述燃料区在正常工作过程中，不同的石墨球排列方式对应着不同的石墨占空比，石墨球之间存在空隙，燃料盐从石墨球之间的空隙穿过，从而把自身产生的热量带出堆芯。
其中，所述石墨球的体积之和占所述混合区域的体积比较佳地为52％～74％。所述石墨球的排列方式呈随机排列时，所述石墨球的体积之和占所述混合区域的体积比较佳地为57％～65％，更佳地为60％～62％。
一优选实施方式中，石墨球的直径为10cm，石墨球的个数为2250，所述石墨球的排列方式呈随机排列时，所述石墨球的体积之和占所述混合区域的体积比为60％～62％。
其中，所述石墨球的排列方式较佳地为三角形或四边形，如图4～5所示。
更佳地，所述堆芯筒体内设有多个三角形支架或六边形支架，使得所述石墨球呈三角形排列。
更佳地，所述堆芯筒体内设有多个四边形支架，使得所述石墨球呈四边形排列。
进一步更佳地，所述堆芯筒体内的支架的材料与所述包壳的材料相同。
本发明中，所述石墨球可为本领域常规。
较佳地，所述石墨球的材料为核级石墨。所述核级石墨又称核石墨，为液态燃料熔盐堆中常用的中子慢化材料。
其中，所述核级石墨的孔径较佳地小于1μm，此时燃料盐可视为不会浸渗入石墨球，从而增加石墨球的使用寿命。
其中，所述核级石墨的硼当量较佳地小于1ppm，即石墨球中杂质少，中子吸收比较小，使得石墨球具有较好的中子慢化性能。
较佳地，所述石墨球的密度大于1.70g/cm3，更佳地为1.70～2.50g/cm3，例如为2.30g/cm3。
较佳地，所述石墨球的直径为5cm～30cm，例如为10cm。
本发明中，较佳地，所述堆芯筒体的内部的形状为一圆柱体，所述圆柱体的底部设有所述进球口，所述圆柱体的顶部设有所述出球口。
其中，所述圆柱体的半径和高度的比例较佳地为1:(1.5～2.5)，例如为1:2。
其中，所述圆柱体的半径较佳地为30cm～160cm，例如为150cm。
其中，为了方便所述进球口和所述出球口顺利换球，较佳地，所述堆芯筒体的上围板和下围板为圆锥形，所述上围板的顶部为所述出球口，所述下围板的底部为所述进球口。
更佳地，所述上围板为具有弧度的圆锥形，所述弧度呈抛物线。
更佳地，所述下围板为具有弧度的圆锥形，所述弧度呈双曲线。
其中，较佳地，所述进球口设有第一控制挡板；所述出球口设有第二控制挡板；所述第一控制挡板或所述第二控制挡板可保证所述石墨球的顺利更换(包括进球和出球)。
更佳地，如图3所示，所述第一控制挡板或所述第二控制挡板上开有若干直径小于2cm的小孔，以保证石墨球更换过程中所需的燃料盐的及时排出和补充。
其中，较佳地，所述出球口与一个倾斜向下的石墨球导管连接，所述石墨球导管的内径大于所述石墨球的直径；用于石墨球的顺利卸出。
更佳地，所述石墨球导管的另一端与石墨球辐照检测装置连接，所述石墨球可经过所述石墨球辐照检测装置进行检测，若所述石墨球达到寿命，则不再使用；若所述石墨球未达到使用寿命，可将其输送返回所述堆芯筒体，使得慢化剂可以得到充分的利用。
本发明中，较佳地，所述堆芯筒体的外围设有侧反射层、上反射层和下反射层；所述侧反射层、所述上反射层和所述下反射层的外围设有包壳。
其中，所述包壳的材料一般为高温环境下抗辐照和抗腐蚀材料，较佳地为镍基合金或钼铼(Mo-Re)合金。
其中，所述堆芯筒体、所述侧反射层、所述上反射层和所述下反射层的材料一般为强中子反射能力材料，较佳地为石墨或氧化铍。
其中，较佳地，所述侧反射层中布置控制鼓。所述控制鼓可为本领域常规，一般均匀分布于所述侧反射层中。较佳地，所述侧反射层中均匀布置12个控制鼓。
较佳地，所述控制鼓为圆柱体，沿圆周布置弧度为120°的中子吸收体。
较佳地，所述控制鼓除中子吸收体的部分外，其余部分的材料与所述侧反射层的材料一致。
较佳地，所述中子吸收体的材料一般为强中子吸收材料，较佳地为碳化硼，碳化硼的厚度根据反应性控制需求做调整，一般情况下，所述碳化硼的厚度大于3.0cm。
其中，所述包壳的厚度较佳地为1.0cm～3.0cm。
其中，所述堆芯筒体的厚度较佳地为0.5cm～2.5cm，例如为2cm。
其中，所述侧反射层的厚度较佳地为20cm～50cm，例如为45.5cm
其中，所述上反射层靠近所述包壳处的厚度较佳地为15cm～50cm，例如为47.5cm。
其中，所述下反射层靠近所述包壳处的厚度较佳地为15cm～50cm，例如为47.5cm。
本发明中，所述燃料盐可为本领域常规，一般为熔融态的氟盐或氯盐，较佳地为氟盐。
较佳地，所述燃料盐中核燃料所占的摩尔百分含量低于28％。
较佳地，所述燃料盐中核燃料为钍、铀、钚和超铀元素的一种或多种。
本发明中，较佳地，所述液态燃料熔盐堆的堆芯的中子能谱涵盖热谱和超热谱。所述热谱和超热谱对应的中子能量范围为本领域常规，一般分别为＜1eV和1eV～0.5MeV。
本发明还提供了一种如前所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆的石墨球更换方法；
进球过程包括：打开所述进球口，所述石墨球依靠所述燃料盐的浮力进入所述纯燃料盐区域并上浮至所述混合区域，进球过程结束后，关闭所述进球口；
出球过程包括：打开所述出球口，顶部的所述石墨球逐个排出，出球过程结束后，关闭所述出球口。
本发明中，所述进球过程和出球过程一般均可在不停堆工况下进行。
本发明中，较佳地，将卸出的所述石墨球输送至石墨球辐照检测装置进行检测，若所述石墨球达到寿命，则不再使用；若所述石墨球未达到使用寿命，可将其输送返回所述堆芯筒体，使得慢化剂可以得到充分的利用。每次更换石墨球由石墨球辐照检测装置的检测能力(或个数)决定的。
本发明中，为降低辐照过的石墨球的堆外放射性风险，较佳地，所述纯燃料盐区域所能装载的石墨球的数量应小于所述石墨球辐照检测装置中能够检测的石墨球的数量，此时，下一批次换球时所排出的石墨球的个数能够小于石墨球辐照检测装置的检测数量，在同一批次进行检测。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明中所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
通过在线更换石墨球实现了不停堆工况下的石墨慢化剂的更换，减少了停堆需求，延长了堆芯寿期，降低了启停堆成本，提高了运行效率，降低了放射性物质泄漏的风险；且石墨球更换过程无需借助外力，设备、操作简单。此外，可通过调节堆内石墨球含量而维持堆燃料盐体积的稳定，从而可维持熔盐堆的堆芯结构稳定性以及堆内燃料盐的含量。
同时，在熔盐堆运行过程中可以只更换达到寿命的石墨球，其他尚未达到寿命的石墨球仍留在堆内继续服役，在一定程度上减少了石墨的实际使用量。本发明中的液态燃料熔盐堆的堆芯的中子能谱可涵盖热谱和超热谱，中子能量范围宽。
附图说明
图1为实施例1中的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆的纵截面示意图。
图2为实施例1中的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆的横截面示意图。
图3为实施例1的第一控制挡板或第二控制挡板示意图。
图4为石墨球按四角形排列的示意图。
图5为石墨球按三边形排列的示意图。
附图标记说明
燃料区1
堆芯筒体2
侧反射层3
控制鼓4
包壳5
上反射层6
下反射层7
石墨球8
燃料盐9
中子吸收体10
进球口11
出球口12
纯燃料盐区域13
第一控制挡板14
第二控制挡板15
石墨球导管16
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1
如图1～3所示，本实施例的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆中，液态燃料熔盐堆包括一堆芯筒体2和设于堆芯筒体2内的燃料区1；燃料区1包括上层的石墨球8与燃料盐9的混合区域，和下层的纯燃料盐区域13；堆芯筒体2底部设有一进球口11，且顶部设有一出球口12，进球口11用于向燃料区1提供石墨球8的进球通道，出球口12用于提供从燃料区1排出石墨球8的出球通道；纯燃料盐区域13占燃料区1的体积百分比为10％。
混合区域一般由石墨球8和燃料盐9填充而成，石墨球8堆积于混合区域内，燃料盐9填充于石墨球8的空隙。
石墨球8的直径为10cm，石墨球8的个数为2250，石墨球8的排列方式呈随机排列时，石墨球8的体积之和占混合区域的体积比约为61％。
当石墨球8的排列方式呈三角形或四边形时，如图4～5所示。此时，堆芯筒体2内设有多个三角形支架或六边形支架，使得石墨球8呈三角形排列；或者设有多个四边形支架，使得石墨球8呈四边形排列。堆芯筒体2内的支架的材料与包壳5的材料相同。
石墨球8的密度为2.30g/cm3。
石墨球8的材料为核级石墨，核级石墨的孔径小于1μm；硼当量小于1ppm。
堆芯筒体2的内部的形状为一圆柱体，圆柱体的底部设有进球口11，圆柱体的顶部设有出球口12。圆柱体的半径和高度的比例为1:2，圆柱体的半径为150cm。堆芯筒体2的上围板和下围板为圆锥形，上围板的顶部为出球口12，下围板的底部为进球口11。上围板为具有弧度的圆锥形，弧度呈抛物线。下围板为具有弧度的圆锥形，弧度呈双曲线。
进球口11设有第一控制挡板14；出球口12设有第二控制挡板15；第一控制挡板14或第二控制挡板15可保证石墨球8的顺利更换(包括进球和出球)。第一控制挡板14或第二控制挡板15上开有若干直径小于2cm的小孔，以保证石墨球8更换过程中所需的燃料盐9的及时排出和补充。
出球口12与一个倾斜向下的石墨球导管16连接，石墨球导管16的内径大于石墨球8的直径；用于石墨球8的顺利卸出。
石墨球导管16的另一端与石墨球辐照检测装置连接，石墨球8可经过石墨球辐照检测装置进行检测。
堆芯筒体2的外围设有侧反射层3、上反射层6和下反射层7；侧反射层3、上反射层6和下反射层7的外围设有包壳5。
包壳5的材料为镍基合金。
堆芯筒体2、侧反射层3、上反射层6和下反射层7的材料为石墨。
侧反射层3中布置控制鼓4。侧反射层3中均匀布置12个控制鼓4。
控制鼓4为圆柱体，沿圆周布置弧度为120°的中子吸收体10。控制鼓4除中子吸收体10的部分外，其余部分的材料与侧反射层3的材料一致。
中子吸收体10的材料为碳化硼，碳化硼的厚度为4.0cm。
包壳5的厚度为2cm。堆芯筒体2的厚度为2cm。侧反射层3的厚度为45.5cm。上反射层6靠近包壳5处的厚度为47.5cm。下反射层7靠近包壳5处的厚度为47.5cm。
燃料盐9为LiF-BeF2-ZrF4-UF4，UF4的摩尔比例为0.6％，Li-7丰度为99.95％，U-235富集度为19.75％。
对于本实施例中的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，石墨球8更换方法如下；
进球过程包括：打开进球口11，石墨球8依靠燃料盐9的浮力进入纯燃料盐区域13并上浮至混合区域，进球过程结束后，关闭进球口11；出球过程包括：打开出球口12，将顶部的石墨球8逐个卸出，出球过程结束后，关闭出球口12。进球过程和出球过程一般均可在不停堆工况下进行且无需借助外力。
具体地，石墨球8的密度小于燃料盐9的密度。因此，石墨球8从堆芯筒体2底部的进球口11进入燃料区1后，会借助燃料盐9的浮力上浮，从纯燃料盐区域13进入混合区域。在需要更换或补充石墨球8时，先打开进球口11，新的石墨球8依靠燃料盐9的浮力进入纯燃料盐区域13上浮至混合区域，当新的石墨球8补充完毕后(最多可将纯燃料盐区域13填充满石墨球8)，关闭进球口11；随后，打开出球口12，可将顶部的石墨球8仅依靠浮力即可逐个卸出，顶部以下所有石墨球8在燃料盐9的浮力下也会逐渐上升，直至纯燃料盐区域13中所有新更换的石墨球8上浮至混合区域，关闭出球口12。
另外，本实施例中将卸出的石墨球8输送至石墨球辐照检测装置进行检测，若石墨球8达到寿命，则不再使用；若石墨球8未达到使用寿命，可将其输送返回堆芯筒体2，使得慢化剂可以得到充分的利用。每次更换石墨球8由石墨球辐照检测装置的检测能力(或个数)决定的。
为降低辐照过的石墨球8的堆外放射性风险，纯燃料盐区域13所能装载的石墨球8的数量应小于石墨球辐照检测装置中能够检测的石墨球8的数量，此时，下一批次换球时所排出的石墨球8的个数能够小于石墨球辐照检测装置的检测数量，在同一批次进行检测。
上述以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆的运作过程如下：
次临界状态：转动控制鼓4，使得中子吸收体10靠近燃料盐9，使得熔盐堆处于次临界。
临界状态：粗调转动控制鼓4，使中子吸收体10远离燃料盐9，引入反应性使熔盐堆接近临界；随后微调转动控制鼓4引入反应性直至熔盐堆临界；最后将熔盐堆功率升至额定值，同时通过调节控制鼓4来补偿温度负反馈。
运行状态：熔盐堆满功率运行期间，通过精细调节控制鼓4进行燃耗补偿。运行过程中，石墨球8达到一定的辐照深度后，进行石墨球8的在线更换。
停堆状态：转动控制鼓4，使中子吸收体10靠近燃料盐9，引入负反应性，致使熔盐堆处于次临界，直至停堆。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (24)

1.一种以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述液态燃料熔盐堆包括一堆芯筒体和设于所述堆芯筒体内的燃料区；
所述燃料区包括上层的石墨球与燃料盐的混合区域，和下层的纯燃料盐区域；
所述堆芯筒体底部设有一进球口，且顶部设有一出球口，所述进球口用于向所述燃料区提供所述石墨球的进球通道，所述出球口用于提供从所述燃料区排出所述石墨球的出球通道；
所述纯燃料盐区域占所述燃料区的体积百分比为2％以上。
2.如权利要求1所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述石墨球的密度大于1.70g/cm3；
和/或，所述石墨球的直径为5cm～30cm；
和/或，所述纯燃料盐区域占所述燃料区的体积百分比为10％以上；
和/或，所述石墨球的体积之和占所述混合区域的体积比为52％～74％。
3.如权利要求2所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述石墨球的密度为1.70～2.50g/cm3。
4.如权利要求2所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述石墨球的直径为10cm。
5.如权利要求2所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述石墨球的排列方式呈随机排列，所述石墨球的体积之和占所述混合区域的体积比为57％～65％；
和/或，所述石墨球的排列方式为三角形或四边形。
6.如权利要求5所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述石墨球的排列方式呈随机排列，所述石墨球的体积之和占所述混合区域的体积比为60％～62％。
7.如权利要求5所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述堆芯筒体内设有多个三角形支架或六边形支架，使得所述石墨球呈三角形排列。
8.如权利要求5所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述堆芯筒体内设有多个四边形支架，使得所述石墨球呈四边形排列。
9.如权利要求1所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述石墨球的材料为核级石墨；
和/或，所述堆芯筒体的内部的形状为一圆柱体，所述圆柱体的底部设有所述进球口，所述圆柱体的顶部设有所述出球口；
和/或，所述进球口设有第一控制挡板；所述出球口设有第二控制挡板；
和/或，所述出球口与一个倾斜向下的石墨球导管连接，所述石墨球导管的内径大于所述石墨球的直径。
10.如权利要求9所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述核级石墨的孔径小于1μm；
和/或，所述核级石墨的硼当量小于1ppm；
和/或，所述圆柱体的半径和高度的比例为1:(1.5～2.5)；
和/或，所述圆柱体的半径为30cm～160cm；
和/或，所述第一控制挡板或所述第二控制挡板上开有若干直径小于2cm的小孔；
和/或，所述石墨球导管的另一端与石墨球辐照检测装置连接；
和/或，所述堆芯筒体的上围板和下围板为圆锥形，所述上围板的顶部为所述出球口，所述下围板的底部为所述进球口。
11.如权利要求10所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述上围板为具有弧度的圆锥形，所述弧度呈抛物线。
12.如权利要求10所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述下围板为具有弧度的圆锥形，所述弧度呈双曲线。
13.如权利要求5所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述堆芯筒体的外围设有侧反射层、上反射层和下反射层；所述侧反射层、所述上反射层和所述下反射层的外围设有包壳。
14.如权利要求13所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述包壳的厚度为1.0cm～3.0cm。
15.如权利要求13所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述堆芯筒体的厚度为0.5cm～2.5cm。
16.如权利要求13所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述侧反射层的厚度为20cm～50cm。
17.如权利要求13所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述上反射层靠近所述包壳处的厚度为15cm～50cm。
18.如权利要求13所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述下反射层靠近所述包壳处的厚度为15cm～50cm。
19.如权利要求13～18任一项所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述包壳的材料为镍基合金或钼铼Mo-Re合金；
和/或，所述堆芯筒体、所述侧反射层、所述上反射层和所述下反射层的材料为石墨或氧化铍；
和/或，所述侧反射层中布置控制鼓。
20.如权利要求19所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述堆芯筒体内设有支架，所述支架的材料与所述包壳的材料相同。
21.如权利要求19所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述侧反射层中均匀布置12个控制鼓；
和/或，所述控制鼓为圆柱体，沿圆周布置弧度为120°的中子吸收体；
和/或，所述控制鼓除中子吸收体的部分外，其余部分的材料与所述侧反射层的材料一致；
和/或，所述燃料盐为熔融态的氟盐或氯盐；
和/或，所述燃料盐中核燃料所占的摩尔百分含量低于28％；
和/或，所述燃料盐中核燃料为钍、铀、钚和超铀元素的一种或多种；
和/或，所述液态燃料熔盐堆的堆芯的中子能谱涵盖热谱和超热谱。
22.如权利要求21所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆，其特征在于，所述中子吸收体的材料为碳化硼；所述碳化硼的厚度大于3.0cm。
23.一种如权利要求1～22任一项中所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆的石墨球更换方法，其特征在于，
进球过程包括：打开所述进球口，所述石墨球依靠所述燃料盐的浮力进入所述纯燃料盐区域并上浮至所述混合区域，进球过程结束后，关闭所述进球口；
出球过程包括：打开所述出球口，顶部的所述石墨球逐个排出，出球过程结束后，关闭所述出球口。
24.如权利要求23所述的以石墨球为慢化剂的液态燃料熔盐堆的石墨球更换方法，其特征在于，所述进球过程和所述出球过程在不停堆工况下进行。
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