JP2013509584A - 定在波核分裂炉および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、以下に挙げられている出願(“関連出願”)に基づく最先の有効出願日の利益に関連しており、その利益を主張する。例えば、本願は、仮特許出願、関連出願の任意のすべての親出願、その親出願、さらにその親出願などに対して、35USC§119(e)に基づく利益を主張する。
USPTOの特別な法的要件のために、本願は、「TRAVELING WAVE NUCLEAR FISSION REACTOR FUEL SYSTEM AND METHOD(進行波核分裂炉燃料システムおよび方法)」と題された米国特許出願番号61/280,370の優先権を主張する出願であり(発明者:Charles E.Ahlfeld,Thomas M.Burke,Tyler S.Ellis,John Rogers Gilleland,Jonatan Hejzlar,Pavel Hejzlar,Roderick A.Hyde,David G.McAlees,Jon D.McWhirter,Ashok Odedra,Robert C.Petroski,Nicholas W.Touran,Joshua C.Walter,Kevan D.Weaver,Thomas Allan Weaver,Charles Whitmer,Lowell L.Wood,Jr., and George B.Zimmerman、2009年11月2日)、本願出願日に先行して12ヶ月以内に出願された出願、または、この出願日の利益を得る権利が与えられた現在同時係属している出願である。
本願発明は、核分裂炉および方法に関する。
開示の実施形態は、核分裂炉心、核分裂炉、核分裂炉の操作方法、および、核分裂炉における余剰反応度を管理する方法を含む。
図1A−1Cは、例示の核分裂炉を部分的に切り取ったときの概観図である。
(イントロダクション)
次の詳細な説明において、記述は、一部を形成する付随の図によって行なわれる。図において、一般的に、文脈上、他の意味に解すべき場合を除き、類似の記号は、類似の部品を特定する。
図1A−1Cおよび図2を参照して(概要によって制限されるものではない)、例示の核分裂炉10は、実例であって限定的でないように記述される。以下に詳細に述べられるように、核分裂炉10の実施形態は、核燃料の移動(シャッフリングとも呼ばれる)によって増殖および分裂する(増殖燃焼波とも呼ばれる)定在波が集まる、増殖燃焼高速炉(進行波炉すなわちTWRとも呼ばれる。)である。
下記に明記する記述において、核分裂炉10の特別な炉心要素に関する詳細は、制限のない例によって最初に明記される。核分裂炉10の特別な炉心要素に関する詳細は、制限のない例によって次に明記される。この詳細な記述の順によって、核分裂炉10内で増殖および核分裂する定在波の形成の理解を促進する。
図1A−1C、図2を参照して、核分裂炉10の実施形態は、任意に装置に合わせて形成されればよい。例えば、核分裂炉10の様々な実施形態は、低出力(約300MWe−約500MWe)の装置、中出力(約500MWe−約1000MWe)の装置、高出力(約1000MWe以上)の装置において使用されてもよい。
制限のない概要として、核分裂炉心12の実施形態において、多くの核分裂性の核燃料集合体は、炉心の増殖燃焼状況を安定状態に近づけるために、初期臨界および十分な増殖を達成する。核分裂性の集合体は、中心炉心領域16に主に配置され、中心炉心領域16は、炉心の出力の殆どを発生させる。核燃料親物質集合体は、中心炉心領域16および周囲炉心領域24に配置されており、それらの数は、新たな燃料を炉心に注入する必要性をなくすために、リアクター動作が40年以上にわたって可能であるように選択される。初期の炉心装荷は、少量の余剰反応度を有する臨界に到達し、初期のリアクター動作開始後の短期的な最大出力にするための上昇を達成するよう構成される。余剰反応度は、予め定められた燃焼度が、選択された燃料集合体の数において達成されるまで増殖によって増加する。反応度の増加は、炉心の臨界を維持するために段階的に炉心内に挿入される、移動可能な反応度制御集合体によって相殺される。
下記は、実施を描くフローチャートの流れを示す図である。理解し易いために、フローチャートは、最初のフローチャートが例の実施によって実施を提示し、次のフローチャートが代わりの実施、および/または、1以上前に提示されたフローチャートにおいて設けているサブの構成要素の動作または追加の構成要素の動作のような最初のフローチャートの拡張を示すように構成されている。当業者は、ここに利用されている提示の形式(例えば、例の実施を提示するフローチャートの提示で始まり、後のフローチャートにおいて追加および/または詳細を提示すること)が一般的に様々な処理の実施の理解を迅速かつ簡単にすることを認識するだろう。さらに、当業者は、ここで使用される形式がモジュールおよび/またはオブジェクト指向のプログラムの設計パラダイムに適していることを認識する。
複数の核分裂性の核燃料集合体と、
複数の核燃料親集合体のいくつか(一部)と、
複数の移動可能な反応度制御集合体と、
を備えている中心炉心領域(中央炉心部)と、
上記複数の核燃料親集合体の他のいくつか(一部)と、
複数の中性子吸収材集合体と、
を備えている周囲炉心領域(周辺炉心部)と、
を備えていることを特徴とする、核分裂炉心。
上記複数の核燃料親物質集合体における燃料親物質は、U238を含んでいることを特徴とする、第1項に記載の核分裂炉心。
上記U238は、天然ウランおよび劣化ウランから選択された少なくとも何れかのタイプのウランを含んでいることを特徴とする、第2項に記載の核分裂炉心。
複数の核燃料集合体のいくつか(一部)における上記U238は、天然ウランを含んでおり、
上記複数の核燃料集合体の他のいくつか(一部)における上記U238は、劣化ウランを含んでいることを特徴とする、第2項に記載の核分裂炉心。
上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、濃縮された核分裂性物質を含んでいることを特徴とする、第1項に記載の核分裂炉心。
上記濃縮された核分裂性物質は、U235を含んでいることを特徴とする第5項に記載の核分裂炉心。
上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、
複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体と、
複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体と、
を備えていることを特徴とする、第1項に記載の核分裂炉心。
上記複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体における濃縮された核分裂性物質は、U235を含んでおり、
上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体における増殖された核分裂性物質は、Pu239を含んでいることを特徴とする、第7項に記載の核分裂炉心。
上記周囲炉心領域は、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第7項に記載の核分裂炉心。
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第7項に記載の核分裂炉心。
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第7項に記載の核分裂炉心。
上記周囲炉心領域は、所定の燃焼度レベル未満を有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第7項に記載の核分裂炉心。
上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体を含んでおり、
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体を備えていることを特徴とする、第1項に記載の核分裂炉心。
上記周囲炉心領域は、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第13項に記載の核分裂炉心。
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第14項に記載の核分裂炉心。
上記周囲炉心領域は、所定の燃焼度レベル未満を有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第14項に記載の核分裂炉心。
上記複数の核分裂性の核燃料集合体の少なくとも1つが、核分裂炉から放出された核分裂性物質を含んでいることを特徴とする、第1項に記載の核分裂炉心。
核分裂炉から放出された核分裂性物質を含む上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、少なくとも1つの再被覆された核分裂性の燃料集合体を含んでいることを特徴とする、第17項に記載の核分裂炉心。
上記中心炉心領域における第1の複数のリアクター冷却流オリフィス(反応炉冷却流体オリフィス)と、
上記周囲炉心領域における第2の複数のリアクター冷却流オリフィス(反応炉冷却流体オリフィス)と、
を規定している複数の燃料集合体流体容器を更に備えていることを特徴とする、第1項に記載の核分裂炉心。
上記第1の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、複数のリアクター冷却液流オリフィス群を含んでいることを特徴とする、第19項に記載の核分裂炉心。
上記複数のリアクター冷却液流オリフィス群の選択された1つを通過する流体速度は、上記複数のリアクター冷却液流オリフィス群の上記選択された1つの放射状の位置におけるパワー(出力、電力)プロファイルに基づいていることを特徴とする、第20項に記載の核分裂炉心。
上記第2の複数のリアクター冷却液流オリフィスを通過する流体速度は、上記周囲炉心領域におけるパワー(出力)レベルに基づいた所定の流体速度(流量)を含んでいることを特徴とする、第19項に記載の核分裂炉心。
上記第1および第2の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、不変型オリフィスを含んでいることを特徴とする、第19項に記載の核分裂炉心。
上記第1および第2の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、可変型オリフィスを含んでいることを特徴とする、第19項に記載の核分裂炉心。
上記第1および第2の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、不変型オリフィスおよび可変型オリフィスを含んでいることを特徴とする、第19項に記載の核分裂炉心。
上記複数の移動可能な反応度制御集合体および上記複数の中性子吸収材集合体は、水酸化ハフニウムを含んでいることを特徴とする、第1項に記載の核分裂炉心。
リアクター容器(反応炉容器)と、
上記リアクター容器に配置されている核分裂炉心であって、
複数の核分裂性の核燃料集合体と、
複数の核燃料親物質集合体のいくつか(一部)と、
複数の移動可能な反応度制御集合体と、
を備えている中心炉心領域と、
上記複数の核燃料親物質集合体の他のいくつか(一部)と、
複数の中性子吸収材集合体と、
を備えている周囲炉心領域(周辺炉心部)と、を備えている核分裂炉心と、
上記複数の核分裂性の核燃料集合体のいくつか(一部)と上記複数の核燃料親物質集合体のいくつか(一部)とをシャッフリング(混合)するように構成されている容器内操縦(処理)システムと、
リアクター冷却システムと、
を備えていることを特徴とする、核分裂炉。
上記容器内操縦システムは、更に、上記複数の核分裂性の核燃料集合体のいくつか(一部)と上記複数の核燃料親物質集合体のいくつか(一部)とを、上記中心炉心領域と上記周囲炉心領域との間においてシャッフリングするように構成されていることを特徴とする、第27項に記載の核分裂炉。
上記複数の核燃料親物質集合体における燃料親物質は、U238を含んでいることを特徴とする、第27項に記載の核分裂炉。
上記U238は、天然ウランおよび劣化ウランから選択された少なくとも何れかのタイプのウランを含んでいることを特徴とする、第29項に記載の核分裂炉。
複数の核燃料集合体のいくつか(一部)における上記U238は、天然ウランを含んでおり、
上記複数の核燃料集合体の他のいくつか(一部)における上記U238は、劣化ウランを含んでいることを特徴とする、第29項に記載の核分裂炉。
上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、濃縮された核分裂性物質を含んでいることを特徴とする、第27項に記載の核分裂炉。
上記濃縮された核分裂性物質は、U235を含んでいることを特徴とする、第32項に記載の核分裂炉。
上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、
複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体と、
複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体と、
を備えていることを特徴とする、第27項に記載の核分裂炉。
上記複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体における濃縮された核分裂性物質は、U235を含んでおり、
上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体における増殖された核分裂性物質は、Pu239を含んでいることを特徴とする、第34項に記載の核分裂炉。
上記周囲炉心領域は、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第34項に記載の核分裂炉。
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第34項に記載の核分裂炉。
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第34項に記載の核分裂炉。
上記周囲炉心領域は、所定の燃焼度レベル未満を有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第34項に記載の核分裂炉。
上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体を含んでおり、
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体を備えていることを特徴とする、第27項に記載の核分裂炉。
上記周囲炉心領域は、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第40項に記載の核分裂炉。
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第41項に記載の核分裂炉。
上記周囲炉心領域は、所定の燃焼度レベル未満を有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第41項に記載の核分裂炉。
上記複数の核分裂性の核燃料集合体の少なくとも1つが、核分裂炉から放出された核分裂性物質を含んでいることを特徴とする、第27項に記載の核分裂炉。
核分裂炉から放出された核分裂性物質を含む上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、少なくとも1つの再被覆された核分裂性の燃料集合体を含んでいることを特徴とする、第44項に記載の核分裂炉。
上記中心炉心領域における第1の複数のリアクター冷却液流オリフィスと、
上記周囲炉心領域における第2の複数のリアクター冷却液流オリフィスと、
を規定している複数の燃料集合体流体容器を更に備えていることを特徴とする、第27項に記載の核分裂炉。
上記第1の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、複数のリアクター冷却液流オリフィス群を含んでいることを特徴とする、第46項に記載の核分裂炉。
上記複数のリアクター冷却液流オリフィス群の選択された1つを通過する流体速度(流量)は、上記複数のリアクター冷却液流オリフィス群の上記選択された1つの放射状の位置におけるパワー(電力、出力)プロファイルに基づいていることを特徴とする、第47項に記載の核分裂炉。
上記第2の複数のリアクター冷却液流オリフィスを通過する流体速度は、上記周囲炉心領域におけるパワーレベルに基づいた所定の流体速度を含んでいることを特徴とする、第46項に記載の核分裂炉。
上記第1および第2の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、不変型オリフィスを含んでいることを特徴とする、第46項に記載の核分裂炉。
上記第1および第2の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、可変型オリフィスを含んでいることを特徴とする、第46項に記載の核分裂炉。
上記第1および第2の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、不変型オリフィスおよび可変型オリフィスを含んでいることを特徴とする、第46項に記載の核分裂炉。
上記容器内操縦システムは、更に、上記複数の中性子吸収材集合体のいくつか(一部)を、上記周囲炉心領域における複数の位置に移動させるように構成されていることを特徴とする、第27項に記載の核分裂炉。
上記周囲炉心領域における上記複数の位置は、上記周囲炉心領域に配置されている核燃料集合体の所定の燃焼度レベルに基づいて選択可能である、上記周囲炉心領域における複数の所定の放射状の位置を含んでいることを特徴とする、第53項に記載の核分裂炉。
上記容器内操縦システムは、更に、上記複数の中性子吸収材集合体のいくつか(一部)を回転させるように構成されていることを特徴とする、第27項に記載の核分裂炉。
上記容器内操縦システムは、更に、上記複数の核分裂性の核燃料集合体のいくつか(一部)と上記複数の核燃料親物質集合体のいくつか(一部)とを、上記中心炉心領域と上記核分裂炉の炉心の外側における上記リアクター容器のいくつか(一部)との間においてシャッフリングするように構成されていることを特徴とする、第27項に記載の核分裂炉。
上記複数の移動可能な反応度制御集合体および上記複数の中性子吸収材集合体は、水酸化ハフニウムを含んでいることを特徴とする、第27項に記載の核分裂炉。
上記リアクター冷却システムは、上記リアクター容器に配置されている液体ナトリウム溜まり(液体ナトリウムプール)を備えており、
上記核分裂炉心は、上記液体ナトリウム溜まりに浸されていることを特徴とする、第27項に記載の核分裂炉。
上記リアクター冷却システムは、上記液体ナトリウム溜まりに配置されている少なくとも1つの熱交換器を更に備えていることを特徴とする、第58項に記載の核分裂炉。
上記少なくとも1つの熱交換器は、少なくとも1つの中間熱交換器を備えていることを特徴とする、第59項に記載の核分裂炉。
上記少なくとも1つの熱交換器と熱的に接続されている少なくとも1つの蒸気発生器を更に備えていることを特徴とする、第59項に記載の核分裂炉。
崩壊熱除去システムを更に備えていることを特徴とする、第27項に記載の核分裂炉。
リアクター容器(反応炉容器)と、
上記リアクター容器に配置されている核分裂炉心であって、
複数の核分裂性の核燃料集合体と、
複数の核燃料親物質集合体のいくつか(一部)と、
複数の移動可能な反応度制御集合体と、
を備えている中心炉心領域と、
上記複数の核燃料親物質集合体の他のいくつか(一部)と、
複数の中性子吸収材集合体と、
を備えている周囲炉心領域(周辺炉心部)と、を備えている核分裂炉心と、
上記複数の核分裂性の核燃料集合体のいくつか(一部)と上記複数の核燃料親物質集合体のいくつか(一部)とをシャッフリングするように構成されている容器内操縦システムと、
リアクター冷却システム(反応炉冷却システム)と、
上記中心炉心領域における第1の複数のリアクター冷却液流オリフィス(反応炉冷却流体)と、
上記周囲炉心領域における第2の複数のリアクター冷却液流オリフィス(反応炉冷却流体)と、
を規定している複数の燃料集合体流体容器と、
崩壊熱除去システムと、
を備えていることを特徴とする、核分裂炉。
上記容器内操縦システムは、更に、上記複数の核分裂性の核燃料集合体のいくつか(一部)と上記複数の核燃料親物質集合体のいくつか(一部)とを、上記中心炉心領域と上記周囲炉心領域との間においてシャッフリングするように構成されていることを特徴とする、第63項に記載の核分裂炉。
上記複数の核燃料親物質集合体における燃料親物質は、U238を含んでいることを特徴とする、第63項に記載の核分裂炉。
上記U238は、天然ウランおよび劣化ウランから選択された少なくとも何れかのタイプのウランを含んでいることを特徴とする、第65項に記載の核分裂炉。
複数の核燃料集合体のいくつか(一部)における上記U238は、天然ウランを含んでおり、
上記複数の核燃料集合体の他のいくつか(一部)における上記U238は、劣化ウランを含んでいることを特徴とする、第65項に記載の核分裂炉。
上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、濃縮された核分裂性物質を含んでいることを特徴とする、第63項に記載の核分裂炉。
上記濃縮された核分裂性物質は、U235を含んでいることを特徴とする、第68項に記載の核分裂炉。
上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、
複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体と、
複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体と、
を備えていることを特徴とする、第63項に記載の核分裂炉。
上記複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体における濃縮された核分裂性物質は、U235を含んでおり、
上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体における増殖された核分裂性物質は、Pu239を含んでいることを特徴とする、第70項に記載の核分裂炉。
上記周囲炉心領域は、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第70項に記載の核分裂炉。
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第70項に記載の核分裂炉。
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第70項に記載の核分裂炉。
上記周囲炉心領域は、所定の燃焼度レベル未満を有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第70項に記載の核分裂炉。
上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体を含んでおり、
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体を備えていることを特徴とする、第63項に記載の核分裂炉。
上記周囲炉心領域は、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第76項に記載の核分裂炉。
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第77項に記載の核分裂炉。
上記周囲炉心領域は、所定の燃焼度レベル未満を有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか(一部)を更に備えていることを特徴とする、第77項に記載の核分裂炉。
上記複数の核分裂性の核燃料集合体の少なくとも1つが、核分裂炉から放出された核分裂性物質を含んでいることを特徴とする、第63項に記載の核分裂炉。
核分裂炉から放出された核分裂性物質を含む上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、少なくとも1つの再被覆された核分裂性の燃料集合体を含んでいることを特徴とする、第80項に記載の核分裂炉。
上記第1の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、複数のリアクター冷却液流オリフィス群を含んでいることを特徴とする、第63項に記載の核分裂炉。
上記複数のリアクター冷却液流オリフィス群の選択された1つを通過する流体速度は、上記複数のリアクター冷却液流オリフィス群の上記選択された1つの放射状の位置におけるパワープロファイルに基づいていることを特徴とする、第82項に記載の核分裂炉。
上記第2の複数のリアクター冷却液流オリフィスを通過する流体速度は、上記周囲炉心領域におけるパワーレベルに基づいた所定の流体速度を含んでいることを特徴とする、第63項に記載の核分裂炉。
上記第1および第2の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、不変型オリフィスを含んでいることを特徴とする、第63項に記載の核分裂炉。
上記第1および第2の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、可変型オリフィスを含んでいることを特徴とする、第63項に記載の核分裂炉。
上記第1および第2の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、不変型オリフィスおよび可変型オリフィスを含んでいることを特徴とする、第63項に記載の核分裂炉。
上記容器内操縦システムは、更に、上記複数の中性子吸収材集合体のいくつか(一部)を、上記周囲炉心領域における複数の位置に移動させるように構成されていることを特徴とする、第63項に記載の核分裂炉。
上記周囲炉心領域における上記複数の位置は、上記周囲炉心領域に配置されている核燃料集合体の所定の燃焼度レベルに基づいて選択可能である、上記周囲炉心領域における複数の所定の放射状の位置を含んでいることを特徴とする、第88項に記載の核分裂炉。
上記容器内操縦システムは、更に、上記複数の中性子吸収材集合体のいくつか(一部)を回転させるように構成されていることを特徴とする、第63項に記載の核分裂炉。
上記容器内操縦システムは、更に、上記複数の核分裂性の核燃料集合体のいくつか(一部)と上記複数の核分裂性の核燃料集合体のいくつか(一部)とを、上記中心炉心領域と上記核分裂炉の炉心の外側における上記リアクター容器のいくつか(一部)との間においてシャッフリングするように構成されていることを特徴とする、第63項に記載の核分裂炉。
上記複数の移動可能な反応度制御集合体および上記複数の中性子吸収材集合体は、水酸化ハフニウムを含んでいることを特徴とする、第63項に記載の核分裂(反応)炉。
上記リアクター冷却システムは、上記リアクター容器に配置されている液体ナトリウム溜まりを備えており、
上記核分裂炉心は、上記液体ナトリウム溜まりに浸されていることを特徴とする、第63項に記載の核分裂炉。
上記リアクター冷却システムは、上記液体ナトリウム溜まりに配置されている少なくとも1つの熱交換器を更に備えていることを特徴とする、第93項に記載の核分裂炉。
上記少なくとも1つの熱交換器は、少なくとも1つの中間熱交換器を備えていることを特徴とする、第94項に記載の核分裂炉。
上記少なくとも1つの熱交換器と熱的に接続されている少なくとも1つの蒸気発生器を更に備えていることを特徴とする、第94項に記載の核分裂炉。
核分裂炉の作動方法であって、
核分裂炉の核分裂炉心の中心炉心領域における複数の核分裂性の核燃料集合体において核分裂性の核燃料物質を核分裂させることと、
上記核分裂炉心の上記中心炉心領域における複数の核燃料親物質集合体のいくつか(一部)において核分裂性物質を増殖させることと、
増殖している核分裂性の核燃料物質および核分裂している核分裂性の核燃料物質の定在波を定着させるように、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)と上記複数の核燃料親物質集合体の選択されたいくつか(一部)とをシャッフリングさせること、および、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)と上記複数の核燃料親物質集合体の選択された他のいくつか(一部)とをシャッフリングさせることとを含んでいることを特徴とする、方法。
核分裂炉の核分裂炉心の中心炉心領域における複数の核分裂性の核燃料集合体において核分裂性の核燃料物質を核分裂させることは、上記核分裂炉心における少なくとも所定量のパワー(出力)を上記中心炉心領域において発生させることを含んでいることを特徴とする、第97項に記載の方法。
周囲炉心領域において中性子を吸収することを更に含んでいることを特徴とする、第97項に記載の方法。
周囲炉心領域において中性子を吸収することは、上記周囲炉心領域における上記複数の核燃料親物質集合体の他のいくつか(一部)において中性子を吸収することを含んでいることを特徴とする、第99項に記載の方法。
上記周囲炉心領域における上記複数の核燃料親物質集合体の他のいくつか(一部)において中性子を吸収することは、上記周囲炉心領域における上記複数の核燃料親物質集合体の他のいくつか(一部)において核分裂性物質を増殖させることを含んでいることを特徴とする、第100項に記載の方法。
周囲炉心領域において中性子を吸収することは、上記周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体において中性子を吸収することを含んでいることを特徴とする、第99項に記載の方法。
上記周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体において中性子を吸収することは、上記周囲炉心領域において生成されたパワー(出力)が所定のパワー(出力)レベル未満にて維持されるように、上記周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体において中性子を吸収することを含んでいることを特徴とする、第102項に記載の方法。
周囲炉心領域において中性子を吸収することは、上記周囲炉心領域における上記複数の核燃料親物質集合体の他のいくつか(一部)において中性子を吸収すること、および、上記周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体において中性子を吸収することを含んでいることを特徴とする、第99項に記載の方法。
上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)と上記複数の核燃料親物質集合体の選択されたいくつか(一部)とをシャッフリングさせつつ、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)と上記複数の核燃料親物質集合体の選択された他のいくつか(一部)とをシャッフリングさせる前に、上記核分裂炉を停止することを更に含んでいることを特徴とする、第97項に記載の方法。
増殖している核分裂性の核燃料物質および核分裂している核分裂性の核燃料物質の定在波を定着させるように、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)と上記複数の核燃料親物質集合体の選択されたいくつか(一部)とをシャッフリングさせること、および、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)と上記複数の核燃料親物質集合体の選択された他のいくつか(一部)とをシャッフリングさせることは、増殖している核分裂性の核燃料物質および核分裂している核分裂性の核燃料物質の定在波を定着させるように、上記中心炉心領域と上記周囲炉心領域との間において、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)と上記複数の核燃料親物質集合体の選択されたいくつか(一部)とをシャッフリングさせること、および、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)と上記複数の核燃料親物質集合体の選択された他のいくつか(一部)とをシャッフリングさせることを含んでいることを特徴とする、第97項に記載の方法。
上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)と上記複数の核燃料親物質集合体の選択されたいくつか(一部)とをシャッフリングさせること、および、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)と上記複数の核燃料親物質集合体の選択された他のいくつか(一部)とをシャッフリングさせることは、上記中心炉心領域の上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)と上記中心炉心領域の上記複数の核燃料親物質集合体の選択されたいくつか(一部)とを交換すること、および、上記中心炉心領域の上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)と上記周囲炉心領域の上記複数の核燃料親物質集合体の他のいくつか(一部)とを交換することを含んでいることを特徴とする、第97項に記載の方法。
上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)と上記複数の核燃料親物質集合体の選択されたいくつか(一部)とをシャッフリングさせること、および、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)と上記複数の核燃料親物質集合体の選択された他のいくつか(一部)とをシャッフリングさせることは、所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)と上記複数の核燃料親物質集合体の選択されたいくつか(一部)とをシャッフリングさせること、および、所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか(一部)と上記複数の核燃料親物質集合体の選択された他のいくつか(一部)とをシャッフリングさせることを含んでいることを特徴とする、第97項に記載の方法。
中心炉心領域(中心炉心部)において反応度を制御する工程を含む、第97項に記載の方法。
中心炉心領域において反応度を制御する工程は、複数の移動可能な反応度制御集合体を有する中心炉心領域において反応度を制御する工程を含む、第109項に記載の方法。
中心炉心領域において反応度を制御する工程は、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする工程とを含む、第109項に記載の方法。
中心炉心領域において反応度を制御する工程は、複数の移動可能な反応度制御集合体を有する中心炉心領域において反応度を制御する工程と、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする工程とを含む、第109項に記載の方法。
周囲炉心領域における複数の第1リアクター冷却液オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、周囲炉心領域における複数の第2リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程とをさらに含む、第97項に記載の方法。
周囲炉心領域における複数の第1リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程は、中心炉心領域における複数のリアクター冷却液流オリフィスグループを通じてリアクター冷却液を流す工程を含む、第113項に記載の方法。
複数のリアクター冷却液流オリフィスグループのうち選択された1つを通る流量は、複数のリアクター冷却液流オリフィスグループのうち選択された1つの放射状の一における電力プロファイルに基づいている、第114項に記載の方法。
複数の第2リアクター冷却液流オリフィスを通る流量は、周囲炉心領域における出力レベルに基づく予め定められた流量を含む、第113項に記載の方法。
中心炉心領域における複数の第1冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、周囲炉心領域における複数の第2リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程とは、複数の第1,第2リアクター冷却液流オリフィスを通る、本質的に安定したリアクター冷却液の流れを維持する工程とを含む、第113項に記載の方法。
中心炉心領域における複数の第1リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、周囲炉心領域における複数の第2リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程とは、複数の第1,第2リアクター冷却液流オリフィスのうち他のものを通る、リアクター冷却液の流れを変化させる工程を含む、第113項に記載の方法。
中心炉心領域における複数の第1リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、周囲炉心領域における複数の第2リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程とは、複数の第1,第2リアクター冷却液流オリフィスのあるものを通じる、本質的に安定したリアクター冷却液の流れを維持する工程と、複数の第1,第2リアクター冷却液流オリフィスの他のものを通るリアクター冷却液の流れを変化させる工程とを含む、第113項に記載の方法。
シャッフリングされた核燃料集合体のうち少なくとも1つを通るリアクター冷却液の流れを変化させる工程をさらに含む、第113項に記載の方法。
シャッフリングされた核燃料集合体の少なくとも1つを通るリアクター冷却液の流れを変化させる工程は、シャッフリングされた核燃料集合体のうち少なくとも1つを回転する工程を含む、第120項に記載の方法。
周囲炉心領域における複数の位置に複数の中性子吸収材集合体を移動させる工程をさらに含む、第102項に記載の方法。
周囲炉心領域における複数の位置は、周囲炉心領域にシャッフリングされた核分裂性の核燃料集合体の予め定められた燃焼度レベルに基づいて選択可能な周囲炉心領域における複数の予め定められた放射状の位置を含む、第122項に記載の方法。
核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するようにシャッフリングするために、複数の核分裂性核燃料集合体のうちあるものと、複数の核分裂性核燃料集合体あるもの、および、選択されたものとを選択する工程を含む、第97項に記載の方法。
核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するようにシャッフリングするために、複数の核分裂性核燃料集合体のうちあるものと、複数の核燃料親物質集合体のうちあるもの、および、選択されたものとを選択する工程は、中性子束データ、燃料集合体出口温度および燃料集合体流量から選択された少なくとも1つの動作データに基づく、第124項に記載の方法。
核分裂炉を動作する方法であって、核分裂炉の核分裂炉心の中心炉心領域(中央炉心部)における複数の核分裂性核燃料集合体の核分裂性の核燃料物質を核分裂する工程と、核分裂炉心の中心炉心領域における複数の核燃料親物質集合体における核分裂物質を増殖する工程と、中心炉心領域において、反応度を制御する工程と、周囲炉心領域(周辺炉心部)において、中性子を吸収する工程と、核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するように、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする工程を含む、方法。
核分裂炉の中心炉心領域における複数の核分裂製核燃料集合体の核分裂性核燃料物質を核分裂する工程は、核分裂炉心の中心炉心領域において少なくとも予め定められた出力量を発生させる工程を含む、第126項に記載の方法。
周囲炉心領域において、中性子を吸収する工程は、周囲炉心領域において、複数の核燃料親物質集合体の他のものにおいて中性子を吸収する工程を含む、第126項に記載の方法。
周囲炉心領域における複数の核燃料親物質集合体の他のものにおいて中性子を吸収する工程は、周囲炉心領域における複数の核燃料親物質集合体の他のものにおいて、核分裂物質を増殖する工程を含む、第128項に記載の方法。
周囲炉心領域において、中性子を吸収する工程は、周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体において、中性子を吸収する工程を含む、第126項に記載の方法。
周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体において、中性子を吸収する工程は、周囲炉心領域において生成された出力が予め定められた出力レベルより下に維持されるように、周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体において、中性子を吸収する工程を含む、第130項に記載の方法。
周囲炉心領域において、中性子を吸収する工程は、周囲炉心領域における複数の核燃料親物質集合体の他のものにおいて、中性子を吸収する工程と、周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体において、中性子を吸収する工程とを含む、第126項に記載の方法。
中心炉心領域と周囲炉心領域との間で、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする前に、核分裂炉を停止する工程を含む、第126項に記載の方法。
核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するように、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする工程は、核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するように、中心炉心領域と周囲炉心領域との間で、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする工程を含む、第126項に記載の方法。
複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする工程は、中心炉心領域における複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものを、中心炉心領域における複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、周囲炉心領域の複数の核燃料親物質集合体のうち選択された他のものに交換する工程を含む、第126項に記載の方法。
複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする工程は、予め定められた燃焼度レベルを有する複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする工程を含む、第126項に記載の方法。
中心炉心領域において反応度を制御する工程は、複数の移動可能な反応度制御集合体を有する中心炉心領域において反応度を制御する工程を含む、第126項に記載の方法。
中心炉心領域において反応度を制御する工程は、複数の移動可能な反応度制御集合体を有する中心炉心領域において反応度を制御する工程と、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする工程とを含む、第126項に記載の方法。
中心炉心領域における複数の第1リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、周囲炉心領域における複数の第2リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程とを含む、第126項に記載の方法。
中心炉心領域における複数の第1リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程は、中心炉心領域における複数のリアクター冷却液流オリフィスグループを通じてリアクター冷却液を流す工程を含む、第140項に記載の方法。
複数のリアクター冷却液流オリフィスグループのうち選択されたものを通じてリアクター冷却液を流す工程は、複数のリアクター冷却液流オリフィスグループのうち選択された1つを通る流量は、複数のリアクター冷却液流オリフィスグループのうち選択されたものの放射状の位置における電力プロファイルに基づく、第141項に記載の方法。
複数の第2冷却液流オリフィスグループを通る流量は、周囲炉心領域における出力レベルに基づく予め定められた流量を含む、第140項に記載の方法。
中心炉心領域における複数の第1リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、周囲炉心領域における複数の第2リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程とは、複数の第1,第2リアクター冷却液流オリフィスを通る、本質的に安定したリアクター冷却液の流れを維持する工程を含む、第140項に記載の方法。
中心炉心領域における複数の第1リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、周囲炉心領域における複数の第2リアクター冷却液流オリフィスを通じて位リアクター冷却液を流す工程とは、複数の第1,第2リアクター冷却液流オリフィスの他のものを通るリアクター冷却液の流れを変化させる工程を含む、第140項に記載の方法。
中心炉心領域における複数の第1リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、周囲炉心領域における複数の第2リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程とは、複数の第1,第2リアクター冷却液流オリフィスのあるものを通る本質的に安定したリアクター冷却液の流れを維持する工程と、、複数の第1,第2リアクター冷却液流オリフィスの他のものを通るリアクター冷却液の流れを変化させる工程とを含む、第140項に記載の方法。
シャッフリングされた核燃料集合体の少なくとも1つを通るリアクター冷却液の流れを変化させる工程を含む、第140項に記載の方法。
シャッフリングされた核燃料集合体のうち少なくとも1つを通るリアクター冷却液の流れを変化させる工程は、シャッフリングされた核燃料集合体のうち少なくとも1つを回転する工程を含む、第147項に記載の方法。
周囲炉心領域における複数の位置に、複数の中性子吸収材集合体を移動する工程を含む、第130項に記載の方法。
周囲炉心領域における複数の位置は、周囲炉心領域においてシャッフリングされた核分裂性の核燃料集合体の予め定められた燃焼度レベルに基づいて選択可能な周囲炉心領域における複数の予め定められた放射状の位置を含む、第149項に記載の方法。
核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するようにシャッフリングするために、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとを選択する工程を含む、第126項に記載の方法。
核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するようにシャッフリングするために、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとを選択する工程は、中性子束データ、燃料集合体出口温度および燃料集合体流量から選択された少なくとも1つの動作データに基づく、第151項に記載の方法。
核分裂炉における余剰反応度を管理する方法であって、核分裂炉の炉心の中心炉心領域(中央炉心部)における正数の反応度を有する臨界に到達する工程と、予め定められた燃焼度レベルが炉心における燃料集合体のうち選択されたものにおいて到達するまで反応度の量を増加する工程とを含む、方法。
予め定められた燃焼度レベルが炉心において選択された燃料集合体において到達するまで反応度の量を増加する工程は、予め定められた燃焼度レベルが炉心において選択された燃料集合体において到達するまで、反応度の量を単調に増加する工程を含む、第153項に記載の方法。
予め定められた燃焼度レベルが炉心において選択された燃料集合体において到達するまで反応度の量を増加する工程は、予め定められた燃焼度レベルが炉心において選択された燃料集合体において到達するまで炉心の燃料集合体における核分裂物質の量を増加する工程を含む、第153項に記載の方法。
予め定められた燃焼度レベルが炉心において選択された燃料集合体において到達するまで、炉心の燃料集合体における核燃料物質の量を増加する工程は、親物質燃料集合体に基づく核燃料物質を増殖する工程を含む、第155項に記載の方法。
反応度の増加を相殺する工程は、中心炉心領域に中性子吸収物質を挿入する工程を含む、第153項に記載の方法。
中心炉心領域に中性子吸収物質を挿入する工程は、中心炉心領域に制御棒を挿入する工程を含む、第157項に記載の方法。
中心炉心領域に中性子吸収物質を挿入する工程は、中心炉心領域において選択された核分裂性核燃料集合体を、炉心の周囲炉心領域における親物質燃料集合体に交換する工程を含む、第157項に記載の方法。
中心炉心領域に中性子吸収物質を挿入する工程は、中心炉心領域に制御棒を挿入する工程と、中心炉心領域において選択された核分裂性燃料集合体を、炉心の周囲炉心領域における親物質燃料集合体に交換する工程を含む、第157項に記載の方法。
Claims (46)
- 中心炉心領域は、複数の核分裂性核燃料集合体と、
複数の核燃料親物質集合体のいくつかと、
複数の移動可能な反応度制御集合体と、を含み、
周囲炉心領域は、前記複数の核燃料親物質集合体の他のいくつかと、
複数の中性子吸収材集合体とを含む、核分裂炉心。 - 前記複数の核燃料親物質集合体における燃料親物質は、U238を含む、請求項1に記載の核分裂炉心。
- 前記複数の核分裂製燃料集合体は、U235を含む複数の濃縮核分裂性核燃料集合体と、
Pu239を含む複数の増殖核分裂性核燃料集合体とを含む、請求項1に記載の核分裂炉心。 - 前記周囲炉心領域は、前記複数の増殖核分裂性核燃料集合体のいくつかをさらに含む、請求項3に記載の核分裂炉心。
- 前記複数の核分裂性核燃料集合体は、複数の増殖核分裂性核燃料集合体を含み、
前記周囲炉心領域は、少なくとも予め定められた燃焼度レベルを有する複数の濃縮核分裂性核燃料集合体を含む、請求項1に記載の核分裂炉心。 - 前記周囲炉心領域は、前記複数の増殖核分裂性核燃料集合体のいくつかをさらに含む、請求項5に記載の核分裂炉心。
- 前記複数の核分裂性核燃料集合体の少なくとも1つは、核分裂炉から放出された核分裂物質を含む、請求項1に記載の核分裂炉心。
- 複数の燃料集合体流体容器と、
中心炉心領域における複数の第1リアクター冷却液流オリフィスと、
周囲炉心領域における複数の第2リアクター冷却液流オリフィスとをさらに含む、請求項1に記載の核分裂炉心。 - 前記複数の第1リアクター冷却液流オリフィスは、複数のリアクター冷却液流オリフィスグループを含む、請求項8に記載の核分裂炉心。
- リアクター容器と、
請求項1〜9のいずれかに記載の核分裂炉心と、
前記複数の核分裂性核燃料集合体のいくつかと、前記複数の核燃料親物質集合体のいくつかとをシャッフリングするように構成された容器内操縦システムと、
リアクター冷却システムとを含む、核分裂炉。 - 前記容器内操縦システムは、前記中心炉心領域と前記周囲炉心領域との間で、前記複数の核分裂性核燃料集合体のいくつかと、前記複数の核燃料親物質集合体のいくつかとをシャッフリングするよう構成されている、請求項10に記載の核分裂炉。
- 前記容器内操縦システムは、前記周囲炉心領域に位置する核燃料集合体の予め定められた燃焼度レベルに基づいて選択可能な前記周囲炉心領域における複数の位置に、前記複数の中性子吸収材集合体のいくつかを移動するよう構成されている、請求項10に記載の核分裂炉。
- 前記リアクター冷却システムは、前記リアクター容器に配置された液体ナトリウムの溜まりを含み、前記核分裂炉心が前記液体ナトリウムの溜まりに浸漬している、請求項10に記載の核分裂炉。
- 前記リアクター冷却システムは、前記液体ナトリウムの溜まりに設けられた少なくとも1つの熱交換器をさらに含む、請求項13に記載の核分裂炉。
- 少なくとも1つの熱交換器と熱で連通している、少なくとも1つの蒸気発生器を含む、請求項14に記載の核分裂炉。
- 核分裂炉を動作するための方法であって、
核分裂炉の核分裂炉心の中心炉心領域における複数の核分裂性核燃料集合体における核分裂性の核燃料物質を核分裂する工程と、
前記核分裂炉心の前記中心炉心領域における複数の核燃料親物質集合体のいくつかにおいて、核分裂物質を増殖する工程と、
核分裂性核燃料物質を増殖し、核分裂性核燃料物質を核分裂する定在波を形成するように、前記複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたいくつかと、前記複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたいくつか、および、選択された他のいくつかとをシャッフリングする工程とを含む、方法。 - 核分裂炉の核分裂炉心の中心炉心領域における複数の核分裂性核燃料集合体において、核分裂性核燃料物質を核分裂する工程は、前記核分裂炉心の中心炉心領域において、少なくとも予め定められた出力量を発生する工程を含む、請求項16に記載の方法。
- 周囲炉心領域において、中性子を吸収する工程を含む、請求項16に記載の方法。
- 周囲炉心領域において中性子を吸収する工程は、前記周囲炉心領域における前記複数の核燃料親物質集合体のうち他のいくつかにおいて中性子を吸収する工程を含む、請求項18に記載の方法。
- 前記周囲炉心領域における前記複数の核燃料親物質集合体の他のいくつかにおいて中性子を吸収する工程は、前記周囲炉心領域における複数の核燃料親物質集合体の他のいくつかにおいて核分裂物質を増殖する工程を含む、請求項19に記載の方法。
- 周囲炉心領域において、中性子を吸収する工程は、前記周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体において、中性子を吸収する工程を含む、請求項18に記載の方法。
- 周囲炉心領域において中性子を吸収する工程は、前記周囲炉心領域における前記複数の核燃料親物質集合体の他のいくつかにおいて中性子を吸収する工程と、前記周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体において中性子を吸収する工程とを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたいくつかと前記複数の核燃料親物質集合体のうち選択された他のいくつかとをシャッフリングする前に、前記核分裂炉を停止する工程を含む、請求項16に記載の方法。
- 核分裂性核燃料物質を増殖し、核分裂性核燃料物質を核分裂する定在波を形成するように、前記複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたいくつかと、前記複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたいくつか、および、選択された他のいくつかとをシャッフリングする工程は、核分裂性核燃料物質を増殖し、核分裂性核燃料物質を核分裂する定在波を形成するように、前記中心炉心領域と前記周囲炉心領域との間で、前記複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたいくつかと、前記複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたいくつか、および、選択された他のいくつかとをシャッフリングする工程を含む、請求項16に記載の方法。
- 前記複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたいくつかと、前記複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたいくつか、および、選択された他のいくつかとをシャッフリングする工程は、前記中心炉心領域の前記複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたいくつかを、前記中心炉心領域の前記複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたいくつか、および、前記周囲炉心領域の前記複数の核燃料親物質集合体のうち選択された他のものに交換する工程を含む、請求項16に記載の方法。
- 前記中心炉心領域において反応度を制御する工程を含む、請求項16に記載の方法。
- 前記中心炉心領域において反応度を制御する工程は、複数の移動可能な反応度制御集合体を有する前記中心炉心領域において反応度を制御する工程を含む、請求項26に記載の方法。
- 前記中心炉心領域において反応度を制御する工程は、前記複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたいくつかと、前記複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたいくつか、および、選択された他のいくつかとをシャッフリングする工程を含む、請求項26に記載の方法。
- 前記中心炉心領域において反応度を制御する工程は、複数の移動可能な反応度制御集合体を有する前記中心炉心領域における反応度を制御する工程と、前記複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたいくつかと、前記複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたいくつか、および、選択された他のいくつかとをシャッフリングする工程とを含む、請求項26に記載の方法。
- 前記中心炉心領域における複数の第1リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、
前記周囲炉心領域における複数の第2リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程とを含む、請求項16に記載の方法。 - 前記中心炉心領域における複数の第1リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程は、前記中心炉心領域における複数のリアクター冷却液流オリフィスグループを通じてリアクター冷却液を流す工程を含む、請求項30に記載の方法。
- 前記複数の第2リアクター冷却液流オリフィスを通る流量は、前記周囲炉心領域における出力レベルに基づく予め定められた流量を含む、請求項30に記載の方法。
- 前記中心炉心領域における複数の第1リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、前記周囲炉心領域における複数の第2リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程とは、複数の第1および第2リアクター冷却液流オリフィスのいくつかを通る、本質的に安定したリアクター冷却液の流れを維持する工程を含む、請求項30に記載の方法。
- 前記中心炉心領域における複数の第1リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、前記周囲炉心領域における複数の第2リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程とは、複数の第1および第2リアクター冷却液流オリフィスの他のいくつかを通るリアクター冷却液の流れを変化する工程を含む、請求項30に記載の方法。
- 前記中心炉心領域における複数の第1リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、前記周囲炉心領域における複数の第2リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程とは、複数の第1および第2リアクター冷却液流オリフィスのいくつかを通る、本質的に安定したリアクター冷却液の流れを維持する工程と、複数の第1および第2リアクター冷却液流オリフィスの他のいくつかを通るリアクター冷却液の流れを変化する工程とを含む、請求項30に記載の方法。
- 前記シャッフリングされた核燃料集合体の少なくとも1つを通るリアクター冷却液の流れを変化する工程を含む、請求項30に記載の方法。
- 核分裂性核燃料物質を増殖し、核分裂性核燃料物質を核分裂する定在波を形成するようにシャッフリングするために、前記複数の核分裂性核燃料集合体のいくつかと、前記複数の核燃料親物質集合体のいくつか、および、他のいくつかとを選択する工程を含む、請求項16に記載の方法。
- 核分裂性核燃料物質を増殖し、核分裂性核燃料物質を核分裂する定在波を形成するようにシャッフリングするために、前記複数の核分裂性核燃料集合体のいくつかと、前記複数の核燃料親物質集合体のいくつか、および、他のいくつかとを選択する工程は、中性子束データ、燃料集合体出口温度および燃料集合体流量から選択された少なくとも1つの動作データに基づく、請求項37に記載の方法。
- 核分裂炉における余剰反応度を管理する方法であって、
核分裂炉の炉心の中心炉心領域における正数の反応度を有する臨界に到達する工程と、
予め定められた燃焼度レベルが前記炉心の燃料集合体のうち選択されたものにおいて到達するまで、前記反応度の量を増加する工程と、
反応度の増加を相殺する工程とを含む、方法。 - 予め定められた燃焼度レベルが前記炉心における燃料集合体のうち選択されたものにおいて到達するまで、前記反応度の量を増加する工程は、予め定められた燃焼度レベルが前記炉心における燃料集合体のうち選択されたものにおいて到達するまで反応度の量を単調に増加する工程を含む、請求項39に記載の方法。
- 予め定められた燃焼度レベルが前記炉心における燃料集合体のうち選択されたものにおいて到達するまで、反応度の量を増加する工程は、予め定められた燃焼度レベルが前記炉心における燃料集合体のうち選択されたものにおいて到達するまで、前記炉心の燃料集合体のいくつかにおける核分裂物質の量を増加する工程を含む、請求項39に記載の方法。
- 予め定められた燃焼度レベルが前記炉心における燃料集合体のうち選択されたものにおいて到達するまで、前記炉心の燃料集合体のいくつかにおける核分裂物質の量を増加する工程は、燃料親物質に基づく核分裂性燃料物質を増殖する肯定を含む、請求項41に記載の方法。
- 反応度の増加を相殺する工程は、前記中心炉心領域に中性子吸収物質を挿入する工程を含む、請求項39に記載の方法。
- 前記中心炉心領域に中性子吸収物質を挿入する工程は、前記中心炉心領域に制御棒を挿入する工程を含む、請求項43に記載の方法。
- 前記中心炉心領域に中性子吸収物質を挿入する工程は、前記中心炉心領域において選択された核分裂性核燃料集合体を、前記炉心の周囲炉心領域に基づく親物質燃料集合体に交換する工程を含む、請求項43に記載の方法。
- 前記中心炉心領域に中性子吸収物質を挿入する工程は、前記中心炉心領域に制御棒を挿入する工程と、前記中心炉心領域において選択された核分裂性燃料集合体を、前記炉心の周囲炉心領域に基づく親物質燃料集合体に交換する工程を含む、請求項43に記載の方法。
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