CZ308993B6 - Energetický zdroj využívající k výrobě tepla nízko-obohacené jaderné palivo - Google Patents
Energetický zdroj využívající k výrobě tepla nízko-obohacené jaderné palivo Download PDFInfo
- Publication number
- CZ308993B6 CZ308993B6 CZ2020253A CZ2020253A CZ308993B6 CZ 308993 B6 CZ308993 B6 CZ 308993B6 CZ 2020253 A CZ2020253 A CZ 2020253A CZ 2020253 A CZ2020253 A CZ 2020253A CZ 308993 B6 CZ308993 B6 CZ 308993B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- energy source
- pressure vessel
- source according
- nuclear fuel
- heat
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C1/00—Reactor types
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C1/00—Reactor types
- G21C1/04—Thermal reactors ; Epithermal reactors
- G21C1/06—Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated
- G21C1/08—Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated moderator being highly pressurised, e.g. boiling water reactor, integral super-heat reactor, pressurised water reactor
- G21C1/086—Pressurised water reactors
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C13/00—Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
- G21C13/02—Details
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
- G21C15/28—Selection of specific coolants ; Additions to the reactor coolants, e.g. against moderator corrosion
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/10—Structural combination of fuel element, control rod, reactor core, or moderator structure with sensitive instruments, e.g. for measuring radioactivity, strain
- G21C17/112—Measuring temperature
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C9/00—Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
- G21C9/02—Means for effecting very rapid reduction of the reactivity factor under fault conditions, e.g. reactor fuse; Control elements having arrangements activated in an emergency
- G21C9/033—Means for effecting very rapid reduction of the reactivity factor under fault conditions, e.g. reactor fuse; Control elements having arrangements activated in an emergency by an absorbent fluid
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21D—NUCLEAR POWER PLANT
- G21D5/00—Arrangements of reactor and engine in which reactor-produced heat is converted into mechanical energy
- G21D5/02—Reactor and engine structurally combined, e.g. portable
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C13/00—Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
- G21C13/10—Means for preventing contamination in the event of leakage, e.g. double wall
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21D—NUCLEAR POWER PLANT
- G21D3/00—Control of nuclear power plant
- G21D3/001—Computer implemented control
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
Abstract
Energetický zdroj využívající k výrobě tepla nízkoobohacené jaderné palivo obsahuje kompaktní transportovatelnou tlakovou nádobu (3) obsahující válec (2), ve kterém je aktivní zóna (1) s topným tělesem (5) tvořeným jaderným palivem (4) a kontinuálně promíchávaná usměrněným prouděním teplosměnné kapaliny. K tlakové nádobě (3) je připojena druhá tlaková nádoba s uzavřeným okruhem vodní lázně a výměníkem (7) tepla pro výrobu páry, přičemž kompaktní transportovatelná tlaková nádoba (3) je umístitelná do prostoru vybraného ze skupiny podzemní betonový prostor opatřený oblícovkou z nerezavějící oceli, mořsko-říční plavidlo a kontejnerová úprava pro silniční a/nebo železniční přepravu.
Description
Energetický zdroj využívající k výrobě tepla nízko-obohacené jaderné palivo
Oblast techniky
Vynález se týká energetického zdroje využívajícího k výrobě tepla nízko-obohacené jaderné palivo s předpokládanou výrobou elektrického rozsahu 2 až 100 MW
Dosavadní stav techniky
Z technické praxe jsou známa různá řešení jaderných reaktorů, které jsou tlakovodního typu, avšak většinou nemají nucené ochlazování aktivní zóny a palivo je vyměňováno standartním způsobem jako u velkých reaktorů.
Nebylo nalezeno řešení, které by umožňovalo rozsáhlou unifikaci výkonových řad.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny energetickým zdrojem využívajícím k výrobě tepla nízko-obohacené jaderné palivo podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že se skládá z kompaktní transportovatelné tlakové nádoby, která obsahuje aktivní zónu s jaderným palivem, přičemž výměnu paliva je možné provádět pouze na vyhrazeném pracovišti. V celkové koncepci energetického zdroje EZ tvoří tato část prakticky topné těleso TT s kontinuálně promíchávanou teplosměnnou kapalinou, která může být v podobě kyseliny borité. Vnitřní proudění kapaliny je usměrňováno a tím zajišťováno chlazení válce, který současně slouží jako stínění proti volným neutronům a zabraňuje zrychlené degradaci materiálu tlakové nádoby.
Z výše popsaného tělesa se předává teplo vytvořené štěpným procesem atomového jádra přes ocelovou stěnu do druhé tlakové nádoby s uzavřeným okruhem vodní lázně, kde popsaným způsobem ohřátá voda nuceným způsobem proudí do výměníku tepla, kde takto přenesené teplo se využívá standardním způsobem k výrobě páry, jež se použije k výrobě elektrické energie nebo užitkového tepla standardním způsobem. Tento způsob ohřevu zajišťuje dvojí oddělení radioaktivního paliva od užitkové páry.
Konstrukce aktivní zóny je plně v kompetenci výhradního dodavatele paliva. Bezpečnost činnosti zařízení je dále zajištěna stavebním umístěním v podzemním betonovém prostoru opatřeném oblícovkou z nerezavějící oceli nebo na mořsko-říčním plavidle nebo v kontejnerové úpravě pro silniční nebo železniční přepravu.
Koncepce uspořádání hlavních částí energetického zdroje EZ umožňuje bezpečnou manipulaci pro výměnu topného tělesa TT a další transport již známým a technicky celosvětově zpracovaným způsobem. Měřením teploty v aktivní zóně s čidly na bázi diamantu je dalším informačním parametrem pro aplikační software zajišťujícím bezpečný provoz po celou dobu předpokládané výměny topného tělesa TT.
Konstrukční uspořádání aktivní zóny je pro daný kontrahovaný výkon v plné kompetenci dodavatele paliva.
Koncepční řešení využívá materiálů a chlazení aktivní zóny osvědčeným dlouholetým způsobem.
Uvedené řešení poskytuje výrobní unifikaci ve výkonových řadách zdroje nebo konečného užití
- 1 CZ 308993 B6
Objasnění výkresů
Energetický zdroj podle tohoto vynálezu bude podrobněji popsán na konkrétních příkladech provedení s pomocí přiložených výkresů, kde na obr. 1 je znázorněn schematicky v nárysu a na obr. 2 v půdorysu.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příkladný energetický zdroj využívající k výrobě tepla nízkoobohacené jaderné palivo obsahuje kompaktní transportovatelnou tlakovou nádobu 3, která obsahuje válec 2 s aktivní zónou 1 s jaderným palivem 4, přičemž výměnu paliva je možné provádět pouze na vyhrazeném pracovišti. V celkové koncepci energetického zdroje EZ tvoří tato část prakticky topné těleso 5 s kontinuálně promíchávanou teplosměnnou kapalinou, která může být v podobě kyseliny borité. Vnitřní proudění kapaliny je usměrňováno a tím zajišťováno chlazení válce 2, který současně slouží jako stmění proti volným neutronům a zabraňuje zrychlené degradaci materiálu tlakové nádoby 3. Kompaktní transportovatelná tlaková nádoba 3 je umístitelná do prostoru vybraného ze skupiny podzemní betonový prostor opatřený oblícovkou z nerezavějící oceli, mořsko-říční plavidlo a kontejnerová úprava pro silniční a/nebo železniční přepravu. Dno 6 tlakové nádoby 3 je vyplněné olovem jako zabezpečujícím prvkem případné nepředpokládané havárie.
Z výše popsané tlakové nádoby 3 se předává teplo vytvořené štěpným procesem atomového jádra přes ocelovou stěnu do druhé tlakové nádoby s uzavřeným okruhem vodní lázně, kde popsaným způsobem ohřátá voda nuceným způsobem pomocí čerpadla 8 proudí do výměníku 7 tepla, kde se takto přenesené teplo využívá standardním způsobem k výrobě páry, jež se použije k výrobě elektrické energie v turbíně 10 s třífázovým generátorem 11 nebo užitkového tepla standardním způsobem s kondenzátorem 9. Tento způsob ohřevu zajišťuje dvojí oddělení radioaktivního paliva od užitkové páry.
Energetický zdroj je opatřen měřičem teploty v aktivní zóně s čidly na bázi diamantu.
Energetický zdroj je opatřen dalším informačním zařízením pro aplikační software zajišťující bezpečný provoz po celou dobu předpokládané výměny topného tělesa 5.
Topné těleso 5 se přepravuje do místa demontáže aktivní zóny 1 v přepravním kontejneru 12.
Všechny díly jsou ze stejných ocelí, jaké se používají u jaderných zařízení typu VVER 440 MW a VVER 1000 MW.
Průmyslová využitelnost
Energetický zdroj podle tohoto vynálezu nalezne uplatnění především jako záložní zdroj elektrické energie v komunální energetice při výrobě elektrické energie a tepla jako stabilní ekologický zdroj tepla a energie.
Claims (7)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Energetický zdroj využívající k výrobě tepla nízko-obohacené jaderné palivo, obsahující kompaktní transportovatelnou tlakovou nádobu (3), vyznačující se tím, že tlaková nádoba (3) obsahuje válec (2), ve kterém je aktivní zóna (1) s topným tělesem (5) tvořeným jaderným palivem (4) a kontinuálně promíchávaná usměrněným prouděním teplosměnné kapaliny, ke kteréžto tlakové nádobě (3) je připojena druhá tlaková nádoba s uzavřeným okruhem vodní lázně a výměníkem (7) tepla pro výrobu páry, přičemž kompaktní transportovatelná tlaková nádoba (3) je umístěná do prostoru vybraného ze skupiny podzemní betonový prostor opatřený oblícovkou z nerezavějící oceli, mořsko-říční plavidlo a kontejnerová úprava pro silniční a/nebo železniční přepravu.
- 2. Energetický zdroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že teplosměnná kapalina obsahuje kyselinu boritou.
- 3. Energetický zdroj podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že za výměníkem (7) teplaje kondenzátor (9) a/nebo turbína (10) s třífázovým generátorem (11).
- 4. Energetický zdroj podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že je dále opatřen měřičem teploty v aktivní zóně (1) s čidly na bázi diamantu.
- 5. Energetický zdroj podle kteréhokoli z nároků 1 až 4 vyznačující se tím, že dno (6) tlakové nádoby (3) je vyplněné olovem jako zabezpečujícím prvkem případné nepředpokládané havárie.
- 6. Energetický zdroj podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že je dále opatřen dalším informačním zařízením pro aplikační software zajišťující bezpečný provoz po celou dobu předpokládané výměny topného tělesa (5).
- 7. Energetický zdroj podle kteréhokoli z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že je dále opatřen dvojitým ochranným zařízením užitkové páry před případným radiačním zamořením.
Priority Applications (12)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2020253A CZ2020253A3 (cs) | 2020-05-07 | 2020-05-07 | Energetický zdroj využívající k výrobě tepla nízko-obohacené jaderné palivo |
KR1020227042742A KR20230020422A (ko) | 2020-05-07 | 2021-05-07 | 에너지원 |
CN202180033533.8A CN115552547A (zh) | 2020-05-07 | 2021-05-07 | 能源 |
PCT/CZ2021/050048 WO2021223785A1 (en) | 2020-05-07 | 2021-05-07 | Energy source |
BR112022022211A BR112022022211A2 (pt) | 2020-05-07 | 2021-05-07 | Fonte de energia. |
JP2022567825A JP2023532393A (ja) | 2020-05-07 | 2021-05-07 | エネルギ源 |
CA3178063A CA3178063A1 (en) | 2020-05-07 | 2021-05-07 | Energy source |
EP21800625.2A EP4147251A1 (en) | 2020-05-07 | 2021-05-07 | Energy source |
US17/923,036 US20230352201A1 (en) | 2020-05-07 | 2021-05-07 | Energy source |
AU2021267624A AU2021267624A1 (en) | 2020-05-07 | 2021-05-07 | Energy source |
IL297888A IL297888A (en) | 2020-05-07 | 2021-05-07 | source of energy |
ZA2022/12516A ZA202212516B (en) | 2020-05-07 | 2022-11-16 | Energy source |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2020253A CZ2020253A3 (cs) | 2020-05-07 | 2020-05-07 | Energetický zdroj využívající k výrobě tepla nízko-obohacené jaderné palivo |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ308993B6 true CZ308993B6 (cs) | 2021-11-10 |
CZ2020253A3 CZ2020253A3 (cs) | 2021-11-10 |
Family
ID=78410341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2020253A CZ2020253A3 (cs) | 2020-05-07 | 2020-05-07 | Energetický zdroj využívající k výrobě tepla nízko-obohacené jaderné palivo |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230352201A1 (cs) |
EP (1) | EP4147251A1 (cs) |
JP (1) | JP2023532393A (cs) |
KR (1) | KR20230020422A (cs) |
CN (1) | CN115552547A (cs) |
AU (1) | AU2021267624A1 (cs) |
BR (1) | BR112022022211A2 (cs) |
CA (1) | CA3178063A1 (cs) |
CZ (1) | CZ2020253A3 (cs) |
IL (1) | IL297888A (cs) |
WO (1) | WO2021223785A1 (cs) |
ZA (1) | ZA202212516B (cs) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3086933A (en) * | 1960-02-04 | 1963-04-23 | Martin Marietta Corp | Transportable nuclear reactor power plant |
US20100290578A1 (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-18 | Radix Power And Energy Corporation | Deployable electric energy reactor |
WO2014043335A1 (en) * | 2012-09-12 | 2014-03-20 | Logos Technologies Llc | Modular transportable nuclear generator |
CN204204429U (zh) * | 2014-11-14 | 2015-03-11 | 河北华热工程设计有限公司 | 低温核反应堆以及基于低温核反应堆的车载动力系统 |
-
2020
- 2020-05-07 CZ CZ2020253A patent/CZ2020253A3/cs unknown
-
2021
- 2021-05-07 AU AU2021267624A patent/AU2021267624A1/en active Pending
- 2021-05-07 EP EP21800625.2A patent/EP4147251A1/en active Pending
- 2021-05-07 JP JP2022567825A patent/JP2023532393A/ja active Pending
- 2021-05-07 US US17/923,036 patent/US20230352201A1/en active Pending
- 2021-05-07 KR KR1020227042742A patent/KR20230020422A/ko active Search and Examination
- 2021-05-07 WO PCT/CZ2021/050048 patent/WO2021223785A1/en unknown
- 2021-05-07 CA CA3178063A patent/CA3178063A1/en active Pending
- 2021-05-07 IL IL297888A patent/IL297888A/en unknown
- 2021-05-07 CN CN202180033533.8A patent/CN115552547A/zh active Pending
- 2021-05-07 BR BR112022022211A patent/BR112022022211A2/pt unknown
-
2022
- 2022-11-16 ZA ZA2022/12516A patent/ZA202212516B/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3086933A (en) * | 1960-02-04 | 1963-04-23 | Martin Marietta Corp | Transportable nuclear reactor power plant |
US20100290578A1 (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-18 | Radix Power And Energy Corporation | Deployable electric energy reactor |
WO2014043335A1 (en) * | 2012-09-12 | 2014-03-20 | Logos Technologies Llc | Modular transportable nuclear generator |
CN204204429U (zh) * | 2014-11-14 | 2015-03-11 | 河北华热工程设计有限公司 | 低温核反应堆以及基于低温核反应堆的车载动力系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115552547A (zh) | 2022-12-30 |
BR112022022211A2 (pt) | 2022-12-13 |
IL297888A (en) | 2023-01-01 |
WO2021223785A1 (en) | 2021-11-11 |
EP4147251A1 (en) | 2023-03-15 |
CA3178063A1 (en) | 2021-11-11 |
ZA202212516B (en) | 2023-06-28 |
CZ2020253A3 (cs) | 2021-11-10 |
US20230352201A1 (en) | 2023-11-02 |
AU2021267624A1 (en) | 2023-01-05 |
JP2023532393A (ja) | 2023-07-28 |
KR20230020422A (ko) | 2023-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Alemberti et al. | The European lead fast reactor strategy and the roadmap for the demonstrator ALFRED | |
Harrington et al. | Chemistry and corrosion research and development for the water cooling circuits of European DEMO | |
Furukawa et al. | A study on a symbiotic thorium breeding fuel-cycle: THORIMS-NES through FUJI | |
CZ308993B6 (cs) | Energetický zdroj využívající k výrobě tepla nízko-obohacené jaderné palivo | |
Adamov et al. | “Proryv” project: Inherent safety principles implementation in a new technology platform of the nuclear power industry | |
CN114051643A (zh) | 模块化堆芯熔盐核反应堆 | |
US11289237B2 (en) | System for spent nuclear fuel storage | |
RU2522139C2 (ru) | Реакторная установка | |
Tombrink et al. | Demand orientated steam generation from phase change material by using a rotating drum heat exchanger | |
hyun Lee et al. | The Nuclear Power Plant Life-cycle Analysis Considering the Decommissioning Projects | |
CZ2012456A3 (cs) | Jednotka nízkoenergetických jaderných zdrojů na bázi exotermické reakce kovu s vodíkem | |
Ryazantsev et al. | Decommissioning of nuclear and radiation-hazardous objects of the russian science center “Kurchatov Institute” | |
Salawu | AN OVERVIEW OF COMPUTATIONAL POTENTIALS IN NIGERIA FOR DESIGNING A NUCLEAR REACTOR SYSTEM FOR RESEARCH OR POWER APPLICATION | |
Al-Salhabi et al. | The Feasibility of Small Modular Reactors (SMRs) in the Energy Mix of Saudi Arabia | |
Breger | Presents status and problems of the gamma-source use in radiation technology | |
Yamauchi | Tokai-1 Decommissioning Project-Japanese First Challenge | |
VALECA et al. | Sustainable nuclear development in Romania | |
Kim et al. | Experimental Study of Hydraulic Control Rod Drive Mechanism for Passive IN-core Cooling System of Nuclear Power Plant | |
CN114068055A (zh) | 一种核电站余热蓄能和分配再利用系统及方法 | |
Adamovich et al. | Uniterm low-capacity nuclear power plant | |
Arie | Applicability of Small Fast Reactor “4S” for Oil Sands Recovery | |
Lee et al. | Design Features and Steady-State Analysis of 10 MWt Regional Energy Reactor | |
Forsberg | Liquid-Salt-Cooled Reactors: Five Pathways to the Future | |
Vishnevsky et al. | Concept for a new research reactor in Ukraine | |
Gastaldi et al. | Tritium transfers evaluation on ITER HCLL TBM |