TWI654619B - 核反應爐注量率減少系統 - Google Patents
核反應爐注量率減少系統Info
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Abstract
核燃料總成(110)包含至少一個注量率控制結構(112、114、120)，其與其他核燃料總成(40)一起使用於一核反應爐爐芯(35)中。此等通量限制總成(110)及結構(112、114、120)可定位於爐芯(35)之外部或爐芯(35)之其他核燃料總成(40)周圍以便減少超出注量率受控制之核燃料總成(110)之中子通量，且注量率控制結構(112、114、120)可定位於爐芯(35)之一外部邊緣處。注量率控制結構(112、114、120)在燃料總成(110)之特定位置處以諸如燃料棒(114)及插人件、通道(112)、屏蔽幕(120)等結構的非燃料材料限制中子通量。一工程師可選擇及/或安裝具有通量限制特性之注量率限制燃料總成(110)於爐芯(35)中，該等燃料總成具有可期望受益於此通量限制之中子學量變曲線。
Description
如圖1中所展示，一核電站習知地包含一反應爐壓力槽10，其具有用於產生核能之燃料及反應爐內部構件之各種結構。例如，槽10可包含一爐芯護罩30，其圍繞容置燃料結構(諸如，燃料總成40)之一核燃料爐芯35。一頂部導引件45及一燃料支撐件70可支撐各燃料總成40。一環形降液管區域25可形成於爐芯護罩30與槽10之間，透過環形降液管區域25，流體冷卻劑及慢化劑流動至爐芯下氣室55。例如，在美國輕水式反應爐類型中，該流體可係淨化水，而在天然鈾類型之反應爐中，該流體可係淨化重水。在氣冷式反應爐中，該流體冷卻劑可係一氣體(諸如，氦)，其具有由其他結構提供之慢化作用。該流體可從爐芯下氣室55向上流動透過爐芯35。在爐芯35中經加熱後，能量流體可進入護罩頭65下之爐芯上氣室60。
一或多個控制棒驅動件81可定位於槽10下方且連接至控制棒葉片80(圖2)，該等棒葉片在爐芯35內之燃料總成40間延伸。可透過凸緣90處之上頭95密封及打開槽10。隨著進入反應爐內部，一些燃料棒束總成40被替代及/或在爐芯35內移動，且在其他內部結構及外部結構(包含護罩30及反應爐壓力槽10本身)上之維護/安裝可在反應爐10內部及外部執行。
圖2係來自圖1之燃料爐芯35之一部分之一繪示，其展示經定位
包圍一控制葉片80之若干燃料總成40。在操作期間，控制棒驅動件81操縱控制棒葉片80至在燃料總成40間之一所需軸向位置以獲得一所需功率密度。控制棒業片80通常具有一交叉或十字形橫穿剖面；然而，棒及其他形狀係在核反應爐中可使用之已知控制元件。控制棒葉片80包含一材料，該材料吸收一所需光譜之中子(諸如，硼、鎘等)以便減少總成40間之中子注量率且因此控制核鏈反應。在圖2中，燃料棒束總成40圍繞控制棒葉片80，其定位於由四個燃料棒束總成40圍繞之一中心交叉區中以使曝露最大化，且因此一起控制燃料總成40。
圖3係一相關技術之燃料總成40(諸如，圖2及圖3中所展示之總成40)之一繪示。如圖3中所展示，燃料總成40包含多個燃料棒14，其等填充有用於發電之裂變材料。燃料棒14以一均勻網格橫向配置且在軸向方向上貫穿總成40連續地延伸。燃料棒14坐落至一下繫板16中且向上延伸至燃料總成40之端部處之一上繫板17中。燃料棒14由形成總成40之一外部之一通道12定界，其貫穿總成40之軸向長度而將流體流維持於總成40內。習知燃料總成40亦包含各種軸向位置處之一或多個燃料間隔件18以對準且隔開燃料棒14。一或多個水棒19亦可經呈現以提供一所需位準之慢化劑或冷卻劑通流至總成40。
實例性實施例包含核燃料爐芯及圍繞結構、供在其中使用之燃料總成及供在其中使用之注量率控制結構。實例性爐芯包含與具有一(或若干)注量率控制結構之一/若干燃料總成組合之核燃料總成。注量率限制總成及結構可定位於爐芯之其他核燃料總成之外部或周圍以便減少超出注量率受控制之核燃料總成之中子通量。該注量率控制結構自身可定位於爐芯之一外部邊緣處，使得注量率控制僅超出核燃料總成及注量率限制總成而存在。透過使用燃料總成之適當材料、尺寸及放置，注量率控制結構限制特定位置處之中子通量。在實例性方法
中，爐芯工程師可選擇及/或安裝具有通量限制特性之注量率限制燃料總成於爐芯中，該爐芯具有期望受益於此通量限制之中子學量變曲線。
10‧‧‧反應爐壓力槽
12‧‧‧通道
14‧‧‧燃料棒
16‧‧‧下繫板
17‧‧‧上繫板
18‧‧‧間隔件
19‧‧‧水棒
25‧‧‧降液管
30‧‧‧爐芯護罩
35‧‧‧核燃料爐芯
40‧‧‧燃料總成/燃料棒束總成/總成
45‧‧‧頂部導引件
55‧‧‧下腔室
60‧‧‧上腔室
65‧‧‧護罩頭
70‧‧‧燃料支撐件
80‧‧‧控制棒葉片/控制葉片
81‧‧‧控制棒驅動件
90‧‧‧凸緣
95‧‧‧上頭
110‧‧‧燃料總成/通量限制總成
112‧‧‧注量率控制結構/屏蔽通道
114‧‧‧注量率控制結構/屏蔽燃料棒
120‧‧‧注量率控制結構/屏蔽板幕
將藉由詳細描述附圖而更加明白實例性實施例，其中相同元件由相同元件符號表示，該等實例性實施例僅由繪示之方式給出且因此不限制其等描繪之術語。
圖1係一相關技術核能槽及內部構件之一繪示。
圖2係使用一控制棒葉片之相關技術燃料總成之一受控制群組之一繪示。
圖3係一相關技術燃料總成之一繪示。
圖4係一實例性實施例核爐芯之一繪示。
圖5係一實例性實施例燃料總成之一繪示。
本發明為一專利文件且在閱讀及瞭解本發明時，構造之一般廣泛規則應適用。本文件中所描述及所展示之一切事物係落在隨附申請專利範圍之範疇內之標的之一實例。本文所揭示之任何特定結構及功能細節係僅僅出於描述如何利用及使用實例性實施例或方法之目的。尤其本文未具體揭示之若干不同實施例落在申請專利範圍之範疇內；因此，申請專利範圍可以許多替代形式體現且不應解釋為限於僅本文提出之實例性實施例。
將瞭解儘管本文可使用術語第一、第二等以描述多種元件，然此等元件不應受限於此等術語。此等術語僅用以辨別一元件與另一元件。例如，在不背離實例性實施例之範疇之情況下，一第一元件可稱為一第二元件，且類似地，一第二元件可稱為一第一元件。如本文中所使用，術語「及/或」包含列出的相關聯項中之一或多者之任一及
全部組合。
將瞭解，當一元件被稱作「連接」、「耦合」、「配合」、「附接」或「固定」至另一元件時，其可直接連接或耦合至另一元件或可存在中介元件。相比之下，當一元件被稱作「直接連接」或「直接耦合」至另一元件時，不存在中介元件。用於描述元件之間關係之其他詞應以相同方式解釋(例如，「之間」對「直接之間」、「鄰近」對「直接鄰近」等)。類似地，一術語(諸如「通信地連接」)包含無線或非無線連接之兩個裝置(包含中間裝置、網路等)之間之資訊交換路由之所有變體。
如本文中所使用，除非語言利用如「僅」、「單個」及/或「一個」之單詞另有明確指示，否則單數形式「一」、「一個」及「該」意欲包含單數及複數形式兩者。將進一步瞭解，在本文中使用時，術語「包括」及/或「包含」指定陳述特徵、步驟、操作、元件、想法及/或組件之存在，但是自身並不排除一或多個其他特徵、步驟、操作、元件、組件、想法及/或其等群組之存在或添加。
亦應指出下文討論之結構及操作可不按圖中描述及/或指出之順序發生。例如，取決於涉及之功能性/動作，連續展示之兩個操作及/或圖可事實上同時執行或有時以相反順序執行。類似地，下文描述之實例性方法內之個別操作可重複、個別或循序執行，以便提供除了下文描述之單個操作之外的迴圈或其他操作系列。應假定具有呈任何可行組合之下文描述之特徵及功能性之任何實施例在實例性實施例之範疇內。
發明者已認識到起因於核能操作之問題，其中隨時間變化之中子通量或注量率致使組件易碎及/或故障。此問題可對尤其通量敏感的或大型的不可替代之核組件(諸如，一爐芯護罩30(圖1)或反應爐壓力槽10(圖1))具有特定影響。發明者已進一步發現安裝一單獨反射體
/吸收體結構於一反應爐內部或使用具有水周界(water perimeters)之較小爐芯將產生額外問題。一單獨反射體/吸收體結構必須要有其自身單獨安裝及維護且可能無法適配在一爐芯與一護罩之間而不干涉其流體動力狀況。較小爐芯產生較少核能且可具有較陡峭的徑向通量量變曲線，其可接近或超過燃料總成之功率比率之安全裕度。以下揭示獨特地克服由發明者在核反應爐操作中認識到之此等及其他問題。
本發明係基於核燃料之注量率控制。以下討論之實例性實施例僅繪示各種不同結構之一子集，其可使用為本發明及/或可與本發明結合使用。
圖4係具有實例性實施例周邊(peripheral)燃料總成注量率控制結構之一實例性實施例反應爐爐芯之一象限圖。在圖4中，各正方形表示四分之一爐芯內之一燃料總成之位置。反應爐爐芯可關於至少兩個垂直軸對稱，使得一象限圖(如圖4)可傳達整個爐芯之一組成。雖然圖4繪示某些沸水反應爐設計中可見之一17×17象限，但其他爐芯尺寸及形狀可與實例性實施例一起使用。
如圖4中所展示，各位置可為填滿(實線輪廓)或騰空(虛線輪廓)以產生一爐芯及周界，在該周界外之一護罩及/或反應爐槽(例如，圖1之護罩30及/或槽10)可定界該爐芯之範圍。所佔據之總成位置可容納任何燃料週期期間之較高(對角線或交叉影線填滿的)或較低(展示為無填充)反應度燃料棒束。變化反應度可透過變化初始燃料富集度、使用不同曝露之燃料總成、調整裂變毒物等而達成。例如，圍繞圖4中所展示之一外周界之較低富集度總成之環可係使用天然鈾或燃燒一次之總成之較低富集度總成，且爐芯之一內部部分中之較高富集度棒束可使用濃縮鈾或新燃料棒束。其他反應度型樣可供實例性實施例爐芯使用(包含具有均勻反應度之爐芯)。
控制元件(諸如，控制棒葉片80(圖2))經定位貫穿爐芯之一內
部。此等控制元件之一子集可在操作期間使用以控制爐芯中之核能，且與有規律地移動以調整反應度之控制元件相鄰的總成在圖4中展示為受控制之棒束，其等輪廓化為含有四個總成位置之較重正方形。例如，如圖2中所展示，經定位圍繞一控制葉片80之總成10可表示為圖4中之受控制之總成。雖然未展示於圖4中，但其他控制元件及受控制之總成群組(包含更靠近一爐芯周邊之控制元件及控制總成)可與實例性實施例一起使用。因此，應瞭解，基於對發電、安全裕度、反應爐類型等之要求，實例性實施例爐芯之形狀、尺寸、總成型樣、控制元件型樣及總成反應度位準可透過已知及未來設計而變化。
如圖4中所展示，燃料總成注量率控制結構使用於圍繞實例性實施例燃料爐芯之一最外周界之燃料總成中。注量率控制結構由圖4中之最重輪廓線展示。實例性實施例注量率控制結構不產生通量但具有對一燃料總成之一周邊處相遇之光譜之中子通量的一實質上吸收性及/或反射性效應。例如，注量率控制結構可包含具有一邦(barn)或一邦以上用於熱及快中子之吸收剖面之材料。以此方式，注量率控制結構限制超出該爐芯之中子通量(且因此限制隨時間變化之注量率)。
如圖4中所展示，燃料總成注量率控制結構可使用於周邊燃料總成之一或多個外部邊緣上，使得注量率控制可在該爐芯周邊上連續且為該爐芯周邊獨有，其在該爐芯之一整個外部周界處產生一通量邊界。此可減少至一爐芯護罩、反應爐壓力槽及/或圍繞該爐芯之其他反應爐內部構件之注量率。
注量率控制結構可完整地通過該爐芯或以所選擇仰角軸向地延伸。類似地，燃料總成注量率控制結構可選擇性地使用於小於全部周邊燃料總成表面上以產生僅屏蔽特定位置之斷裂周邊位置。例如，僅具有兩個曝露表面之角隅總成(諸如，圖4中位置12-2處之總成)可使用燃料總成注量率控制結構，而具有較少曝露之總成缺少此等結構，或
燃料總成注量率控制結構僅可使用於對脆弱組件具有顯著注量率衝擊之位置處。可為(例如)總成製造簡單化、通量塑形及/或屏蔽爐芯內部組件而在周邊內之內部位置處進一步使用注量率控制結構。
實例性實施例燃料總成注量率控制結構可係燃料總成之組件或其他直接附接在實例性實施例燃料總成中之組件。以此方式，可基於燃料總成定位而定位注量率控制。如圖4中所展示，藉由選擇性地放置及定向具有一共用軸向定位之實例性實施例注量率控制結構之一或兩個面之燃料總成，一注量率控制之連續周界可跨過整個爐芯仰角或在特定軸向區段處圍繞一爐芯外周界形成。藉由安裝注量率控制結構於個別燃料總成中，可藉由適當地移動或重新定向燃料總成而產生、更改及/或移除注量率控制位置，而無須額外安裝於一反應爐爐芯中或接近一反應爐爐芯。
實例性實施例燃料總成注量率控制結構可具有多種形式及特性。例如，注量率控制結構可在多種位置處經定位圍繞爐芯結構及燃料總成以提供屏蔽於所需位置處。類似地，注量率控制結構可由多種通量限制材料製造以在經放置處提供一所需量之屏蔽。基於爐芯中之中子學特性及所需注量率限制，多個不同注量率控制結構可以任何組合且在任何位置處一起使用。
圖5係與一實例性實施例燃料總成110一起使用之一實例性實施例注量率控制結構之一繪示。雖然圖5繪示多個不同實例性實施例注量率控制結構，但應瞭解，圖5之任何個別態樣可單獨或以任何組合使用。實例性實施例燃料總成110可非常類似地經結構設計以可與習知燃料總成(諸如，圖1至圖3中之燃料總成10)互換地使用。實例性實施例總成中之實例性實施例注量率控制結構之使用不一定必須減少或破壞與多種不同反應爐類型之相容性。例如，如圖5中所展示，實例性實施例燃料總成110可使用於相鄰於一控制葉片80之一位置中且容置
習知元件(如，完整(「T」)及部分長度(「P」)兩者之燃料棒14及水棒19)，其僅作為且替代一習知BVVR燃料總成。
實例性實施例燃料總成110包含板幕120作為一注量率控制結構。
板幕120可在通道112之內部或外部上，其由焊接、螺栓及/或任何其他接合機構而附接、與通道112一起形成一整體。例如，若燃料總成110係一角隅總成(諸如，圖4中之位置6-6)，則兩個板幕120可放置於通道112之最外面之外側或內側上，其曝露面對一爐芯護罩或反應爐壓力槽。板幕120可完整地或實質上圍繞總成110之一內部面或外部面延伸，或板幕120可僅覆蓋總成110中之一通道面之一橫向或軸向部分。可基於板幕120之通量減少性質及一爐芯內之位置選擇其放置及大小。例如，一特定爐芯位置處之中子通量可預計為特別高(除下軸向位置外)，且板幕120可僅圍繞通道112延伸以覆蓋上軸向位置。
板幕120由具有一所需中子通量減少特性之一材料及厚度製造。
例如，板幕120可係不鏽鋼，其於反應爐能量下具有一較高中子吸收剖面；或係鈷，其具有一較低中子吸收剖面。若欲求取一更加強大效應，板幕120可類似地製造作為一十字形控制葉片80之一臂且含有一更強大之中子吸收體(如，鉿、硼、釓、鎘等)。
板幕120可係不干擾其他爐芯結構之任何厚度，其包含約65-200mil(千分之一英吋)。類似於判定板幕120之位置及覆蓋範疇，可基於所期望之中子學及通量減少選擇板幕120之材料及厚度。例如，如圖4中所展示，若較低富集度棒束經使用圍繞一爐芯之一周邊，則板幕120可係更薄且使用一較低吸收材料(如，一鋯合金)。在具有更高熱及/或快通量之其他情境中，可使用一控制葉片類型之板幕120。因此，適當材料及厚度之板幕120將吸收及/或反射自一爐芯之一周界之一中子通量且阻止或減少至板幕120之外部結構(諸如，實例性實施例總成110中之一爐芯護罩或反應爐槽)的隨時間變化之注量率。
實例性實施例燃料總成110包含作為一注量率控制結構之一屏蔽通道112。屏蔽通道112在形狀及大小上可與一習知通道12(圖1至圖3)相同。當然，在其他燃料設計中，屏蔽通道112可呈現其他形狀、大小、對準及連接點以保存跨若干其他類型之燃料及反應爐之此相容性。屏蔽通道112可由具有一較高或所需吸收及/或散射剖面之一材料製造，其用於期望在實例性實施例燃料總成110之一位置處相遇之中子通量。例如，屏蔽通道112可由替代一鋯合金之不鏽鋼製造，或屏蔽通道112可摻雜材料(如，限制中子通量之硼及鉿)。屏蔽通道112可以一復合方式僅製造有具有一中子通量減少材料之選擇側面/邊緣，或屏蔽通道112可由一均勻材料製造。
歸因於屏蔽通道112之相對較薄，屏蔽通道112可具有對減少實例性實施例總成110之中子通量之一較低效應。因此，即使出於製造簡單化而由一均勻材料製造，屏蔽通道112將對一爐芯內部之通量不具有一實質上不利影響，其中通量係所需的。當使用於接近此等結構之總成中時，製造有適當中子吸收體或反射體之屏蔽通道112亦將減少來自一爐芯之一周界之中子通量且阻止或減少至實例性實施例燃料總成110之外部結構(諸如，一爐芯護罩或反應爐槽)的隨時間變化之注量率。
實例性實施例燃料總成110包含作為一注量率控制結構之一屏蔽燃料棒114。如圖5中所展示，若實例性實施例燃料總成110放置於一角隅或外部位置，則屏蔽燃料棒114可佔據最靠近一爐芯之一邊緣之一外列及/或行。總成110中之一整個外列及外行僅可由屏蔽燃料棒114組成，或屏蔽燃料棒114可相隔一定距離放置或放置於以一所需方式限制通量之貫穿總成110之其他圖案或位置中。屏蔽燃料棒114與習知燃料棒14在完整長度T及部分長度P兩者上相容且可替代習知燃料棒14，其中屏蔽棒114可在直徑、長度及/或外包覆特性上匹配習知燃
料棒14。當然，在其他燃料設計中，屏蔽棒114可呈現其他形狀、大小、對準、密度及連接點以保存跨若干其他類型之燃料及反應爐之此相容性。
透過在實例性實施例燃料總成110內之其等位置處之吸收及/或散射，屏蔽燃料棒114減少具有所期望能量之中子通量。基於所需通量減少效應之量及類型，屏蔽燃料棒114可呈現多種結構設計。例如，屏蔽燃料棒114可係一空錯包覆管(亦即，無燃料芯塊之一燃料棒),或一空不鏽鋼或其他金屬包覆管。或屏蔽燃料棒114可係一實心鋯合金、不鏽鋼或不具有中空內部或具有插入其中之經選擇材料之虛芯塊之其他金屬棒。移除燃料元件及/或使用更高吸收及/或更厚材料之此等實例具有於對中子通量之一適度效應，其中具有較高剖面之材料具有隨時間變化之通量及注量率之更大減少。
又此外，屏蔽燃料棒114可包含甚至更高剖面之材料(包含裂變毒物及其他通量還原劑(如，硼、釓、鎘、鉿等))以用於更大通量減少。
屏蔽燃料棒114可亦包含輻照目標(如，鈷-59或銥)，當吸收通量時，其等產生所需同位素。例如，屏蔽燃料棒114可係分段棒，如在Fawcett等人之第2007/0133731號、Fawcett等人之第2009/0122946號、Russell,II等人之第2009/0135983號、Russell,II等人之第2009/0135988號、Fung Poon等人之第2009/0135990號及/或Bloomquist等人之第2013/0077725號共同所有之美國專利公開案中所揭示，此等公開案之全文併入本文中。在用於屏蔽燃料棒114之一分段燃料棒之實例中，通量吸收及/或反射中之軸向變動可由使用具有一特定軸向位準之所需剖面之不同材料填充不同軸向分段而達成。因此，，屏蔽燃料棒114可減少溢出實例性實施例燃料總成110之通量，同時產生所需同位素以用於獲得及/或具有一可燃毒物效應，其中通量減少可透過一單一燃料循環變化。
雖然圖5之實例性實施例燃料總成110繪示有注量率控制結構(如，屏蔽燃料棒114、屏蔽通道112及/或板幕120)，但應瞭解其他及任何注量率控制結構可與實例性實施例燃料總成一起使用。另外，注量率控制結構可單獨、多個地或以任何組合使用，其取決於在其中可放置實例性實施例燃料總成之一爐芯位置處之屏蔽需要。
例如，在圖4之實例爐芯中，其具有一外環之較低反應度燃料總成以在減少爐芯邊緣處之中子通量的同時允許一較平坦徑向功率量變曲線，在位置5-9(行-列)處之一總成僅可具有曝露於該爐芯外部之一單一面且由較低功率總成圍繞。此一實例性實施例5-9燃料總成僅可使用一單一板幕120於由僅60mils厚的不鏽鋼製造之曝露面上或僅使用摻雜有一中子吸收體之一屏蔽通道112且實質上減少至相鄰於5-9方位之反應爐結構之注量率。從一製造及操作立場考慮，此等實例性注量率控制結構可相對簡單地實施。
或者，(例如)一實例性實施例燃料總成可放置於相鄰於一通量敏感性組件(諸如，一反應爐爐芯護罩，其已使用幾十年且正在接近一壽命最大化注量率限制)之一爐芯位置處。在此一實例性實施例燃料總成中，具有高通量減少容量之多個注量率控制結構可一起使用。例如，在一角隅燃料總成中，一完整、最外列及行之燃料棒可係由實心不鏽鋼製造之屏蔽燃料棒114。在組合中，具有非常高中子吸收之一控制葉片臂類型之板幕120可安裝於最接近該護罩之該總成之外部面上。此實例性注量率控制結構組合可具有非常高之通量停止容量且屏蔽通量敏感組件而不安裝單獨反應爐內部結構。
當然，基於反應爐內之任何徑向或軸向位置處之注量率限制需要及涉及(如，製造簡單化、燃料成本、反應爐類型、爐芯組成及中子學回應、同位素產生需要及爐芯及燃料尺寸)之操作，注量率控制結構之任何數量之其他組合可使用於實例性實施例燃料總成中。根據
在即將來臨之操作中之使用，一反應爐工程師可預測一特定循環之爐芯需要及通量回應且可選擇並定位實例性實施例燃料總成。
在如此描述實例性實施例及方法之情況下，熟悉此項技術者將瞭解可在實例性實施例仍在以下申請專利範圍之範疇內的同時，透過例行試驗改變及代替實例性實施例。例如，各種不同反應爐及爐芯設計僅透過適當定尺寸實例性實施例而與實例性實施例及方法相容且其等在之範疇內。此等變動不應認作脫離此等技術方案之範疇。
Claims (10)
- 一種用於一核反應爐(10)之爐芯(35)，該爐芯(35)包括用於發電之裂變材料並具有無裂變材料延伸超過的一邊緣，其中該爐芯(35)包括：複數個核燃料總成(40)，該核燃料總成包括該裂變材料；及一注量率控制核燃料總成(110)，其定位於該爐芯(35)的該邊緣處，其中該注量率控制核燃料總成(110)包含該裂變材料且僅在該爐芯(35)之該邊緣處一體整合於該注量率控制核燃料總成(110)內之一注量率控制核結構(112、114、120)，其中該注量率控制核結構(112、114、120)由減少中子通量之材料所製造而成，以便減少超出該爐芯(35)之該邊緣之中子通量，且其中該複數個核燃料總成(40)缺少該注量率控制核結構(112、114、120)，而且係為與該爐芯(35)之該注量率控制核燃料總成(110)相同的構造組態，且係與該注量率控制核燃料總成(110)可互換。
- 如請求項1之爐芯(35)，其中該爐芯(35)係圓柱狀，且其中該邊緣係該圓柱狀爐芯35)的一徑向周界。
- 如請求項1之爐芯(35)，其中該注量率控制核燃料總成(110)係由操作中被暴露至該爐芯(35)中之輻射時維持其通量減少的材料所製成。
- 如請求項1之爐芯(35)，其進一步包括：一爐芯護罩(30)，其圍繞該等核燃料總成(40)及該注量率控制核燃料總成(110)，其中該邊緣走向朝向該爐芯護罩(30)，其中無核燃料總成(40)干擾。
- 如請求項3之爐芯(35)，其中該注量率控制核結構(112、114、 120)基本上由具有至少2邦之一熱中子吸收剖面之一材料組成。
- 如請求項5之爐芯(35)，其中該材料係含有鐵、鉿、鎘或任何其等之組合之一合金。
- 如請求項1之爐芯(35)，其中該注量率控制核燃料總成(110)係包含一複數個核燃料棒(14)及圍繞全部該燃料棒(14)的一通道，且其中該注量率控制核燃料總成(110)包含複數個該注量率控制核結構(112、114、120)，該注量率控制核結構(112、114、120)包含：一屏蔽通道(112)，該屏蔽通道係圍繞該注量率控制核燃料總成(110)中之燃料棒(14)之一核燃料通道(12)，一板幕(120)，該板幕附接至該注量率控制核燃料總成(110)之該通道(12)之一面，及一屏蔽燃料棒(114)，該屏蔽燃料棒界定缺少核燃料之一內部密封腔且該屏蔽燃料棒(114)係包含容置一非燃料輻照目標之一分段棒、一空心棒及不具有內部腔之一實心棒之群組之一成員，其中該屏蔽燃料棒(114)係與該和燃料棒(14)對齊而且被該注量率控制核燃料總成(110)中的該核燃料通道(12)所圍繞。
- 一種使用於一核反應爐(10)中之注量率控制核燃料總成(110)，該注量率控制核燃料總成包括：一核燃料棒(14)，其包含裂變材料；及一屏蔽燃料棒(114)，該屏蔽燃料棒(114)係與該注量率控制核燃料總成(110)內之該核燃料棒(14)對齊且位在該核燃料棒(14)之外部，其中該屏蔽燃料棒(114)包含僅由減少中子通量之非裂變材料所製造，以便限制該注量率控制核燃料總成(110)外部之通量。
- 如請求項8之注量率控制核燃料總成(110)，進一步包含：複數個屏蔽燃料棒(114)，其中全部該屏蔽燃料棒(114)係僅定位於該注量率控制核燃料總成(110)之一或兩個邊緣處。
- 如請求項8之注量率控制核燃料總成(110)，其中該等材料在操作運轉的核反應器(10)中暴露於輻射後，維持至少2邦之一熱中子吸收剖面。
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