RU2020101157A - Реактор на расплавах солей - Google Patents

Реактор на расплавах солей Download PDF

Info

Publication number
RU2020101157A
RU2020101157A RU2020101157A RU2020101157A RU2020101157A RU 2020101157 A RU2020101157 A RU 2020101157A RU 2020101157 A RU2020101157 A RU 2020101157A RU 2020101157 A RU2020101157 A RU 2020101157A RU 2020101157 A RU2020101157 A RU 2020101157A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
salt
molten
metal
core
container
Prior art date
Application number
RU2020101157A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2767781C2 (ru
RU2020101157A3 (ru
Inventor
Троэльс ШЕНФЕЛЬДТ
Джимми Сельвстен НИЛЬСЕН
Айрик Айде ПЕТТЕРСЕН
Андреас Виганд ПЕДЕРСЕН
Дэниел Джон КУПЕР
Original Assignee
Сиборг Апс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сиборг Апс filed Critical Сиборг Апс
Publication of RU2020101157A publication Critical patent/RU2020101157A/ru
Publication of RU2020101157A3 publication Critical patent/RU2020101157A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2767781C2 publication Critical patent/RU2767781C2/ru

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00Reactor types
    • G21C1/04Thermal reactors ; Epithermal reactors
    • G21C1/24Homogeneous reactors, i.e. in which the fuel and moderator present an effectively homogeneous medium to the neutrons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/06Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in markedly alkaline liquids
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00Reactor types
    • G21C1/04Thermal reactors ; Epithermal reactors
    • G21C1/06Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated
    • G21C1/22Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated using liquid or gaseous fuel
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/02Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator
    • G21C17/022Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator for monitoring liquid coolants or moderators
    • G21C17/0225Chemical surface treatment, e.g. corrosion
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/02Fuel elements
    • G21C3/24Fuel elements with fissile or breeder material in fluid form within a non-active casing
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/42Selection of substances for use as reactor fuel
    • G21C3/44Fluid or fluent reactor fuel
    • G21C3/54Fused salt, oxide or hydroxide compositions
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C5/00Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator
    • G21C5/12Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator characterised by composition, e.g. the moderator containing additional substances which ensure improved heat resistance of the moderator
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C5/00Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator
    • G21C5/14Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator characterised by shape
    • G21C5/16Shape of its constituent parts
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Claims (16)

1. Устройство (100), предназначенное для производства энергии с помощью ядерного деления, содержащее контейнер (20) активной зоны из материала контейнера активной зоны, причем этот контейнер (20) активной зоны охватывает внутреннюю трубную конструкцию из материала внутренней трубной конструкции, причем внутренняя трубная конструкция и/или контейнер (20) активной зоны имеет впуск (6) и выпуск (7), устройство (100) дополнительно содержит расплавленную топливную соль с делящимся материалом, расплавленную замедляющую соль (2) и окислительно-восстановительный элемент, при этом расплавленная замедляющая соль (2) находится в контейнере (20) активной зоны, а расплавленная топливная соль находится во внутренней трубной конструкции, или при этом расплавленная топливная соль находится в контейнере (20) активной зоны, а расплавленная замедляющая соль (2) находится во внутренней трубной конструкции, отличающееся тем, что расплавленная замедляющая соль (2) содержит по меньшей мере один гидроксид металла, по меньшей мере один дейтероксид металла или их комбинацию, и тем, что окислительно-восстановительный элемент имеет восстановительный потенциал, который больше восстановительного потенциала материала внутренней трубной конструкции или материала внутренней трубной конструкции и материала контейнера активной зоны.
2. Устройство (100) по п. 1, причем окислительно-восстановительный элемент представляет собой расходуемый материал, расположенный на поверхности материала внутренней трубной конструкции или на поверхностях материала внутренней трубной конструкции и материала контейнера активной зоны.
3. Устройство (100) по п. 1 или 2, причем внутренняя трубная конструкция не содержит впуск (6) и выпуск (7), чтобы заключать в себе расплавленную замедляющую соль (2).
4. Применение расплавленной соли, содержащей по меньшей мере один гидроксид металла, по меньшей мере один дейтероксид металла или их комбинацию и окислительно-восстановительный элемент, выбранный из группы, состоящей из Sr, Ca, Li, Rb, K, Ba, Li2C2, Na, Mg, Th, U, Be, Al или Zr или их комбинации, для замедления нейтронов деления, образующихся в процессе реакции деления, происходящей в активной зоне реактора, содержащей делящийся материал.
5. Применение расплавленной соли, содержащей по меньшей мере один гидроксид металла, по меньшей мере один дейтероксид металла или их комбинацию и окислительно-восстановительный элемент, для замедления нейтронов деления, образующихся в процессе реакции деления, происходящей в активной зоне реактора, имеющей металлическую секцию и содержащей делящийся материал, причем окислительно-восстановительный элемент представляет собой металл, имеющий электроотрицательность по шкале Полинга, которая ниже электроотрицательности металлической секции активной зоны реактора.
6. Способ управления процессом ядерного деления, включающий этапы: обеспечения устройства (100) по любому из пп. 1-3, введения во внутреннюю трубную конструкцию расплавленной замедляющей соли (2) и окислительно-восстановительного элемента, введения расплавленной топливной соли, содержащей фториды щелочного металла и делящийся элемент, в контейнер (20) активной зоны, обеспечения теплообменника в гидравлическом сообщении с впуском (6) и выпуском (7) так, чтобы образовать контур теплообмена для отвода тепла от расплавленной соли, циркулирующей в контуре теплообмена, осуществления циркуляции расплавленной соли в контуре теплообмена так, чтобы управлять температурой топливной соли в контейнере (20) активной зоны, отличающийся тем, что расплавленная замедляющая соль (2) содержит по меньшей мере один гидроксид металла, по меньшей мере один дейтероксид металла или их комбинацию, и тем, что окислительно-восстановительный элемент имеет восстановительный потенциал, который больше восстановительного потенциала материала внутренней трубной конструкции.
7. Способ управления процессом ядерного деления, включающий этапы: обеспечения устройства по любому из пп. 1-3, причем внутренняя трубная конструкция имеет впуск (6) и выпуск (7), введения расплавленной топливной соли во внутреннюю трубную конструкцию, причем эта расплавленная топливная соль содержит фториды щелочного металла и делящийся элемент, введения в контейнер (20) активной зоны расплавленной замедляющей соли (2) и окислительно-восстановительного элемента, обеспечения теплообменника в гидравлическом сообщении с впуском (6) и выпуском (7) внутренней трубной конструкции так, чтобы образовать контур теплообмена для отвода тепла от расплавленной топливной соли, циркулирующей в контуре теплообмена, осуществления циркуляции топливной соли в контуре теплообмена так, чтобы управлять температурой топливной соли во внутренней трубной конструкции, отличающийся тем, что расплавленная замедляющая соль (2) содержит по меньшей мере один гидроксид металла, по меньшей мере один дейтероксид металла или их комбинацию, и тем, что окислительно-восстановительный элемент имеет восстановительный потенциал, который больше восстановительного потенциала материала внутренней трубной конструкции или материала внутренней трубной конструкции и материала контейнера активной зоны.
8. Способ по п. 6 или 7, причем температура на впуске (6) находится в диапазоне от 400°С до 800°С, и при этом температура на выпуске (7) находится в диапазоне от 600°С до 1000°С.
9. Способ по любому из пп. 6-8, причем топливная соль представляет собой эвтектическую соль.
10. Способ по любому из пп. 6-9, причем топливная соль содержит торий.
11. Способ по любому из пп. 6-10, причем концентрацию окислительно-восстановительного элемента поддерживают путем восполнения замедляющей соли окислительно-восстановительным элементом.
12. Способ по любому из пп. 6-11, дополнительно включающий этап барботирования газа через расплавленную замедляющую соль и/или через расплавленную топливную соль.
13. Устройство (100) по любому из пп. 1-3, применение по п. 4 или 5 или способ по любому из пп. 6-12, причем упомянутый по меньшей мере один гидроксид металла и/или упомянутый по меньшей мере один дейтероксид металла содержит металл, выбранный из группы металлов, включающей щелочные металлы, щелочноземельные металлы или комбинации щелочных металлов и щелочноземельных металлов.
14. Устройство (100) по любому из пп. 1-3, применение по п. 4 или 5 или способ по любому из пп. 6-12, причем концентрация окислительно-восстановительного элемента находится в диапазоне от 1 г/кг до 100 г/кг расплавленной замедляющей соли (2).
15. Устройство (100) по любому из пп. 1-3, применение по п. 4 или 5 или способ по любому из пп. 6-12, причем окислительно-восстановительный элемент имеет температуру плавления, которая выше температуры плавления расплавленной соли, и при этом окислительно-восстановительный элемент присутствует в виде суспензии частиц, имеющих размер в диапазоне от 0,1 мм до 11 мм.
16. Устройство (100) по любому из пп. 1-3, применение по п. 4 или 5 или способ по любому из пп. 6-12, причем расплавленная замедляющая соль (2) содержит до 10% (мас./мас.) воды.
RU2020101157A 2017-06-16 2018-06-15 Реактор на расплавах солей RU2767781C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17176462.4 2017-06-16
EP17176462 2017-06-16
PCT/EP2018/065989 WO2018229265A1 (en) 2017-06-16 2018-06-15 Molten salt reactor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020101157A true RU2020101157A (ru) 2021-07-16
RU2020101157A3 RU2020101157A3 (ru) 2021-10-27
RU2767781C2 RU2767781C2 (ru) 2022-03-21

Family

ID=59070561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020101157A RU2767781C2 (ru) 2017-06-16 2018-06-15 Реактор на расплавах солей

Country Status (22)

Country Link
US (1) US11158431B2 (ru)
EP (1) EP3639279B1 (ru)
JP (1) JP7030965B2 (ru)
KR (2) KR102448289B1 (ru)
CN (1) CN110741444B (ru)
AU (1) AU2018284002B2 (ru)
BR (1) BR112019026533A2 (ru)
CA (1) CA3066192C (ru)
DK (1) DK3639279T3 (ru)
ES (1) ES2899675T3 (ru)
HR (1) HRP20211854T1 (ru)
HU (1) HUE057099T2 (ru)
LT (1) LT3639279T (ru)
PH (1) PH12019502834A1 (ru)
PL (1) PL3639279T3 (ru)
PT (1) PT3639279T (ru)
RS (1) RS62613B1 (ru)
RU (1) RU2767781C2 (ru)
SG (1) SG11201911659WA (ru)
SI (1) SI3639279T1 (ru)
WO (1) WO2018229265A1 (ru)
ZA (1) ZA201908367B (ru)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11069449B2 (en) * 2019-01-28 2021-07-20 Department Of Energy Electrochemically modulated molten salt reactor
US11545272B2 (en) 2019-01-31 2023-01-03 Seaborg Aps Structural material for molten salt reactors
WO2021162822A2 (en) * 2020-01-14 2021-08-19 Quantum Industrial Development Corp. Stirling powered unmanned aerial vehicle
CN113257448B (zh) * 2021-04-21 2024-04-19 广东核电合营有限公司 一种用于核电厂反应堆外推临界的控制方法和设备
CA3221998A1 (en) * 2021-05-31 2022-12-08 Copenhagen Atomics A/S Molten salt nuclear reactor core
CA3233849A1 (en) 2021-10-07 2023-04-13 Luca SILVIOLI A method of adjusting oxoacidity
US20230245791A1 (en) * 2022-01-29 2023-08-03 Shijun Sun Next-Gen Nuclear Reactors with Molten Lithium as Coolant and Secondary Fuel
WO2024040209A2 (en) * 2022-08-19 2024-02-22 Abilene Christian University Gas management systems for a molten salt nuclear reactor
KR102601430B1 (ko) * 2023-01-18 2023-11-14 한국과학기술원 가연성 흡수체를 구비하는 열중성자 기반 소형 용융염 원자로

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB960720A (en) 1958-08-28 1964-06-17 Atomic Energy Authority Uk Refractory metal compounds
US6024805A (en) * 1997-11-12 2000-02-15 General Electric Company Metal hydride addition for reducing corrosion potential of structural steel
JP2001133572A (ja) * 1999-10-29 2001-05-18 Toshiba Corp 溶融塩炉
WO2009135286A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-12 Ottawa Valley Research Associates Ltd. Molten salt nuclear reactor
RU2486612C1 (ru) * 2009-05-08 2013-06-27 Академия Синика Двухфлюидный реактор на расплавленных солях
RU2424587C1 (ru) * 2010-02-18 2011-07-20 Николай Антонович Ермолов Жидкосолевой ядерный реактор (варианты)
US20130083878A1 (en) 2011-10-03 2013-04-04 Mark Massie Nuclear reactors and related methods and apparatus
US10056160B2 (en) * 2013-08-05 2018-08-21 Terrestrial Energy Inc. Integral molten salt reactor
MY164097A (en) 2012-02-06 2017-11-30 Terrestrial Energy Inc Integral molten salt reactor
JP2013194274A (ja) * 2012-03-19 2013-09-30 Toshiba Corp 原子力プラントの防食システム及び防食方法
US20140226775A1 (en) * 2013-02-11 2014-08-14 Nuclear Applications, Llc Liquid Lithium Cooled Fission Reactor for Producing Radioactive Materials
GB201318470D0 (en) * 2013-02-25 2013-12-04 Scott Ian R A practical molten salt fission reactor
CN104637551B (zh) * 2013-11-07 2017-10-03 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 Ti3SiC2基陶瓷材料作为耐熔融氟盐腐蚀材料的应用
US20150243376A1 (en) 2014-02-26 2015-08-27 Taylor Ramon WILSON Molten salt fission reactor
WO2016018985A1 (en) * 2014-07-30 2016-02-04 Westinghouse Electric Company Llc Chemical process for primary system material passivation during hot functional testing of nuclear power plants
JP6483389B2 (ja) * 2014-09-29 2019-03-13 株式会社東芝 高速中性子炉心設計方法
GB2543084A (en) * 2015-10-08 2017-04-12 Richard Scott Ian Control of corrosion by molten salts
WO2017070791A1 (en) 2015-10-30 2017-05-04 Terrestrial Energy Inc. Molten salt nuclear reactor

Also Published As

Publication number Publication date
CN110741444A (zh) 2020-01-31
US20200105424A1 (en) 2020-04-02
BR112019026533A2 (pt) 2020-06-23
RS62613B1 (sr) 2021-12-31
DK3639279T3 (da) 2021-11-22
PL3639279T3 (pl) 2022-01-24
LT3639279T (lt) 2021-12-27
EP3639279B1 (en) 2021-09-01
SI3639279T1 (sl) 2021-12-31
EP3639279A1 (en) 2020-04-22
PH12019502834A1 (en) 2020-10-05
CA3066192A1 (en) 2018-12-20
JP2020524289A (ja) 2020-08-13
ES2899675T3 (es) 2022-03-14
PT3639279T (pt) 2021-11-29
KR20220135253A (ko) 2022-10-06
RU2767781C2 (ru) 2022-03-21
AU2018284002B2 (en) 2023-02-02
US11158431B2 (en) 2021-10-26
CN110741444B (zh) 2023-12-22
AU2018284002A1 (en) 2020-01-16
KR20200018666A (ko) 2020-02-19
RU2020101157A3 (ru) 2021-10-27
KR102448289B1 (ko) 2022-09-30
WO2018229265A1 (en) 2018-12-20
HUE057099T2 (hu) 2022-04-28
HRP20211854T1 (hr) 2022-03-04
CA3066192C (en) 2024-01-02
ZA201908367B (en) 2021-07-28
KR102497625B1 (ko) 2023-02-09
JP7030965B2 (ja) 2022-03-07
SG11201911659WA (en) 2020-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2020101157A (ru) Реактор на расплавах солей
JP2020524289A5 (ru)
KR102346034B1 (ko) 중성자 반사 냉각제를 갖는 용융 연료 원자로
US10878969B2 (en) Dual fluid reactor
CN105027224B (zh) 一种实用熔盐裂变反应堆
RU2666787C2 (ru) Химическая оптимизация в ядерном реакторе на расплавленных солях
JP2015092161A5 (ru)
CN105023621A (zh) 快堆型耦合核反应的实施方法及其核反应堆
RU2014117676A (ru) Ядерные реакторы и относящиеся к ним способы и устройства
JP2012047531A (ja) 熔融塩炉による発電システム
GB2544243A (en) Reactivity control in a molten salt reactor
JP2017522557A (ja) 原子力発電所の温態機能試験時に一次系材料を不動態化する化学的プロセス
CN113424271B (zh) 用于熔融盐反应堆的结构材料
RU2013135377A (ru) Способ эксплуатации ядерного реактора в ториевом топливном цикле с расширенным воспроизводством изотопа 233u
RU143978U1 (ru) Бланкет термоядерного реактора
WO2018084940A2 (en) Reactor control
JP2013088423A (ja) 優れたメンテナンス性のトリウム溶融塩発電原子炉装置
RU2529638C1 (ru) Ядерный реактор на быстрых нейтронах с использованием двухфазной металлической системы
CA3118536A1 (en) Dual fluid reactor - variant with liquid metal fissionable material (dfr/m)
RU2799708C2 (ru) Конструкционный материал для реакторов на расплавах солей
RU144391U1 (ru) Рабочий орган системы управления и защиты реактора на быстрых нейтронах
JP2017078715A (ja) 固液ハイブリッド燃料体
KR20140142569A (ko) 노심 용융시 노심 용융물의 층상화를 방지하는 가압경수형 원자로
RU2021125225A (ru) Конструкционный материал для реакторов на расплавах солей
Cheng et al. The Impact of Different Carrier Salts on the Physical Characteristics of the MSFR