[go: up one dir, main page]

RU2017107522A - Устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности - Google Patents

Устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности Download PDF

Info

Publication number
RU2017107522A
RU2017107522A RU2017107522A RU2017107522A RU2017107522A RU 2017107522 A RU2017107522 A RU 2017107522A RU 2017107522 A RU2017107522 A RU 2017107522A RU 2017107522 A RU2017107522 A RU 2017107522A RU 2017107522 A RU2017107522 A RU 2017107522A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nuclear fission
fission reactor
increasing
doppler
reactivity coefficient
Prior art date
Application number
RU2017107522A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017107522A3 (ru
RU2682655C2 (ru
Inventor
Третий Джесс Р. ЧИТЭМ
Марк У. РИД
Мика Дж. ХАКЕТТ
Original Assignee
ТерраПауэр, ЭлЭлСи
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 ТерраПауэр, ЭлЭлСи filed Critical ТерраПауэр, ЭлЭлСи
Publication of RU2017107522A publication Critical patent/RU2017107522A/ru
Publication of RU2017107522A3 publication Critical patent/RU2017107522A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2682655C2 publication Critical patent/RU2682655C2/ru

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00Reactor types
    • G21C1/02Fast fission reactors, i.e. reactors not using a moderator ; Metal cooled reactors; Fast breeders
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00Reactor types
    • G21C1/02Fast fission reactors, i.e. reactors not using a moderator ; Metal cooled reactors; Fast breeders
    • G21C1/022Fast fission reactors, i.e. reactors not using a moderator ; Metal cooled reactors; Fast breeders characterised by the design or properties of the core
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00Control of nuclear reaction
    • G21C7/02Control of nuclear reaction by using self-regulating properties of reactor materials, e.g. Doppler effect
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00Control of nuclear reaction
    • G21C7/06Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00Control of nuclear reaction
    • G21C7/06Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
    • G21C7/08Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Claims (52)

1. Ядерный реактор деления на быстрых нейтронах, содержащий:
активную зону, содержащую матричную структуру, имеющую места для установки устройств,
тепловыделяющую сборку, введенную в первое место для установки устройств активной зоны ядерного реактора и содержащую ядерное топливо, характеризующееся доплеровским уширением, ограниченным определенным диапазоном энергий, и
устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности, введенное во второе место для установки устройств активной зоны ядерного реактора и сформированное, по меньшей мере частично, из рассеивающего материала, характеризующегося сечением рассеяния нейтронов, имеющим по меньшей мере один резонанс в пределах указанного определенного диапазона энергий, причем указанный рассеивающий материал выполнен из сплава, имеющего по меньшей мере 10% ванадия или титана по массе.
2. Ядерный реактор деления по п. 1, в котором рассеивающий материал включает ванадий или сплав на основе ванадия.
3. Ядерный реактор деления по п. 1, в котором рассеивающий материал включает титан или сплав на основе титана.
4. Ядерный реактор деления по п. 1, в котором указанный определенный диапазон энергий определен как диапазон энергий от 1 кэВ до 30 кэВ включительно.
5. Ядерный реактор деления по п. 1, в котором устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности включает конструктивную форму рассеивающего материала.
6. Ядерный реактор деления по п. 1, в котором устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности содержит управляющую трубку, имеющую наружную конструктивную стенку, образованную, по меньшей мере частично, из рассеивающего материала.
7. Ядерный реактор деления по п. 6, в котором управляющая трубка выполнена с обеспечением возможности протекания через нее теплоносителя.
8. Ядерный реактор деления по п. 1, в котором устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности содержит сборку, наружная конструктивная стенка которой охватывает сердцевину из рассеивающего материала.
9. Ядерный реактор деления по п. 8, в котором сердцевина из рассеивающего материала содержит один или несколько каналов, выполненных с обеспечением возможности протекания теплоносителя через устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности.
10. Ядерный реактор деления по п. 1, в котором активная зона ядерного реактора погружена в бассейн из жидкого натриевого теплоносителя.
11. Ядерный реактор деления по п. 1, выполненный с возможностью работы при средней энергии нейтронов, большей или равной 0,1 МэВ.
12. Ядерный реактор деления по п. 1, в котором результирующий профиль ввода реактивности, на основании хронологической последовательности доплеровского коэффициента реактивности, осевого коэффициента реактивности, коэффициента реактивности теплоносителя и радиального коэффициента реактивности, остается отрицательным во время реакции деления в ядерном реакторе деления на быстрых нейтронах.
13. Ядерный реактор деления по п. 1, в котором устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности содержит сборку управления реактивностью, имеющую конструктивную форму рассеивающего материала.
14. Ядерный реактор деления по п. 1, в котором устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности содержит оболочку, имеющую конструктивную форму рассеивающего материала.
15. Ядерный реактор деления по п. 1, в котором устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности содержит проводную обертку, имеющую конструктивную форму рассеивающего материала.
16. Ядерный реактор деления по п. 1, в котором устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности содержит стержневые твэлы и одну или более дистанционирующих решеток, разделяющих стержневые твэлы, причем указанная одна или более дистанционирующих решеток имеет конструктивную форму рассеивающего материала.
17. Ядерный реактор деления по п. 1, в котором устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности содержит стержневые твэлы, причем один или более стержневых твэлов заключены в оболочку, имеющую конструктивную форму рассеивающего материала.
18. Ядерный реактор деления по п. 1, в котором устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности содержит стержневые твэлы, причем один или более стержневых твэлов заключены в барьер, имеющий конструктивную форму рассеивающего материала.
19. Ядерный реактор деления на быстрых нейтронах, содержащий:
активную зону, содержащую матричную структуру, имеющую места для установки устройств,
тепловыделяющую сборку, введенную в первое место для установки устройств активной зоны ядерного реактора на быстрых нейтронах, и
устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности, введенное во второе место для установки устройств активной зоны ядерного реактора на быстрых нейтронах и сформированное, по меньшей мере частично, из рассеивающего материала, причем рассеивающий материал выполнен, по меньшей мере частично, из конструкционного ванадия или конструкционного сплава на основе ванадия.
20. Ядерный реактор деления по п. 19, в котором устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности содержит управляющую трубку, имеющую наружную конструктивную стенку, образованную, по меньшей мере частично, из ванадия или сплава на основе ванадия.
21. Ядерный реактор деления по п. 20, в котором управляющая трубка выполнена с обеспечением возможности протекания через нее теплоносителя.
22. Ядерный реактор деления по п. 19, в котором устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности содержит сборку, имеющую наружную конструктивную стенку, охватывающую сердцевину из ванадия или сплава на основе ванадия.
23. Ядерный реактор деления по п. 22, в котором сердцевина из ванадия или сплава на основе ванадия содержит один или несколько каналов, выполненных с обеспечением возможности протекания теплоносителя через устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности.
24. Ядерный реактор деления по п. 19, в котором активная зона ядерного реактора погружена в бассейн из жидкого натриевого теплоносителя.
25. Ядерный реактор деления по п. 19, выполненный с возможностью работы при средней энергии нейтронов, большей или равной 0,1 МэВ.
26. Ядерный реактор деления по п. 19, в котором результирующий профиль ввода реактивности, на основании хронологической последовательности доплеровского коэффициента реактивности, осевого коэффициента реактивности, коэффициента реактивности теплоносителя и радиального коэффициента реактивности, остается отрицательным во время реакции деления в ядерном реакторе деления на быстрых нейтронах.
27. Ядерный реактор деления по п. 19, в котором устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности содержит сборку управления реактивностью, имеющую конструктивную форму рассеивающего материала.
28. Ядерный реактор деления по п. 19, в котором устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности содержит оболочку, содержащую конструктивную форму рассеивающего материала.
29. Ядерный реактор деления по п. 19, в котором устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности содержит проводную обертку, имеющую конструктивную форму рассеивающего материала.
30. Ядерный реактор деления по п. 19, в котором устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности содержит стержневые твэлы и одну или более дистанционирующих решеток, разделяющих стержневые твэлы, причем указанная одна или более дистанционирующих решеток имеет конструктивную форму рассеивающего материала.
31. Способ эксплуатации ядерного деления реактора, включающий:
формирование активной зоны ядерного реактора на быстрых нейтронах, содержащей матричную структуру, имеющую места для установки устройств,
введение в первое место для установки устройств указанной активной зоны тепловыделяющей сборки, содержащей ядерное топливо, характеризующееся доплеровским уширением, ограниченным определенным диапазоном энергий, и
введение во второе место для установки устройств указанной активной зоны устройства увеличения доплеровского коэффициента реактивности, которое сформировано, по меньшей мере частично, из рассеивающего материала, выполненного из сплава, имеющего по меньшей мере 10% ванадия или титана по массе.
32. Способ по п. 31, в котором ванадий или сплав на основе ванадия формирует по меньшей мере часть конструкции устройства увеличения доплеровского коэффициента реактивности.
33. Способ по п. 31, в котором устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности содержит управляющую трубку, имеющую наружную конструктивную стенку, образованную, по меньшей мере частично, из ванадия или сплава на основе ванадия.
34. Способ по п. 33, в котором через управляющую трубку также пропускают поток теплоносителя.
35. Способ по п. 31, в котором устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности содержит сборку, имеющую наружную конструктивную стенку, охватывающую сердцевину из ванадия или сплава на основе ванадия.
36. Способ по п. 35, в котором сердцевина из ванадия или сплава на основе ванадия содержит один или несколько каналов, выполненных с обеспечением возможности протекания теплоносителя через устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности.
37. Способ по п. 36, в котором через один или несколько каналов устройства увеличения доплеровского коэффициента реактивности также пропускают жидкий теплоноситель.
38. Способ по п. 31, в котором погружают активную зону ядерного реактора на быстрых нейтронах в бассейн из жидкого натриевого теплоносителя.
39. Способ по п. 31, в котором также эксплуатируют ядерный реактор деления со средней энергией нейтронов, большей или равной 0,1 МэВ.
40. Способ по п. 31, в котором результирующий профиль ввода реактивности, на основании хронологической последовательности доплеровского коэффициента реактивности, осевого коэффициента реактивности, коэффициента реактивности теплоносителя и радиального коэффициента реактивности, остается отрицательным во время реакции деления в ядерном реакторе деления на быстрых нейтронах.
41. Ядерный реактор деления на быстрых нейтронах, содержащий
активную зону, содержащую матричную структуру, имеющую места для установки устройств, и
средство для увеличения отрицательной обратной связи доплеровского коэффициента реактивности и уменьшения положительной обратной связи температурного коэффициента реактивности теплоносителя в одном или нескольких из мест для установки устройств в указанной активной зоне.
RU2017107522A 2014-08-28 2015-08-28 Устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности RU2682655C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462043210P 2014-08-28 2014-08-28
US62/043,210 2014-08-28
PCT/US2015/047580 WO2016033550A1 (en) 2014-08-28 2015-08-28 Doppler reactivity augmentation device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017107522A true RU2017107522A (ru) 2018-10-03
RU2017107522A3 RU2017107522A3 (ru) 2018-10-03
RU2682655C2 RU2682655C2 (ru) 2019-03-20

Family

ID=54200050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017107522A RU2682655C2 (ru) 2014-08-28 2015-08-28 Устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности

Country Status (9)

Country Link
US (3) US11031142B2 (ru)
EP (1) EP3186811B1 (ru)
JP (1) JP6682505B2 (ru)
KR (2) KR102605338B1 (ru)
CN (1) CN106537512B (ru)
CA (1) CA2955978C (ru)
MX (1) MX2017002377A (ru)
RU (1) RU2682655C2 (ru)
WO (1) WO2016033550A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2682655C2 (ru) 2014-08-28 2019-03-20 ТерраПауэр, ЭлЭлСи Устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности
US10497480B2 (en) * 2016-12-22 2019-12-03 Terrapower, Llc Passive reactivity control in a nuclear fission reactor
KR102614969B1 (ko) * 2017-02-13 2023-12-18 테라파워, 엘엘씨 연료 요소용 강-바나듐 합금 클래딩
CN113466922B (zh) * 2020-03-31 2024-03-08 刘畅源 一种核截面多普勒展宽方法和装置
WO2025034739A2 (en) 2023-08-07 2025-02-13 Abilene Christian University A method calibrating power monitors for molten salt reactors at low power
CN119785898B (zh) * 2024-12-26 2025-11-25 中国原子能科学研究院 确定反应堆的燃料的多普勒反应性的方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3226998A (en) 1961-11-24 1966-01-04 John N Coats Auxiliary control device
US3660230A (en) * 1968-11-26 1972-05-02 Gen Electric Nuclear reactor control system
FR2168199B1 (ru) * 1972-01-20 1974-09-13 Creusot Loire
JPH07294676A (ja) * 1994-04-27 1995-11-10 Toshiba Corp 燃料集合体および原子炉の炉心
FR2810785B1 (fr) 2000-06-21 2002-08-23 Commissariat Energie Atomique Element combustible et reacteur nucleaire a refrigerant gazeux utilisant des elements combustibles de ce type
WO2006096505A2 (en) * 2005-03-04 2006-09-14 Holden Charles S Non proliferating thorium nuclear fuel
RU2331941C2 (ru) 2006-10-09 2008-08-20 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии Оболочка тепловыделяющего элемента реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем
US20080123795A1 (en) * 2006-11-28 2008-05-29 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Controllable long term operation of a nuclear reactor
JP4901631B2 (ja) 2007-07-30 2012-03-21 原子燃料工業株式会社 ドップラー反応度係数の測定方法
KR100915602B1 (ko) 2007-08-17 2009-09-07 한국원자력연구원 피복관 내면에 산화물 피막층이 형성된 고속로용 핵연료봉 및 그 제조 방법
US20100040187A1 (en) * 2008-08-12 2010-02-18 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Heat pipe nuclear fission deflagration wave reactor cooling
KR101054642B1 (ko) 2008-11-06 2011-08-08 한국원자력연구원 고 강도 페라이트/마르텐사이트 강의 제조방법
US8942338B2 (en) * 2009-04-06 2015-01-27 TerraPower, LLC. Traveling wave nuclear fission reactor, fuel assembly, and method of controlling burnup therein
US9281083B2 (en) 2009-04-06 2016-03-08 Terrapower, Llc Traveling wave nuclear fission reactor, fuel assembly, and method of controlling burnup therein
FR2951312B1 (fr) * 2009-10-08 2011-12-09 Commissariat Energie Atomique Corps d'assemblage de combustible nucleaire et un assemblage de combustible nucleaire comportant un tel corps
US9287012B2 (en) * 2010-07-25 2016-03-15 Global Nuclear Fuel—Americas, LLC Optimized fuel assembly channels and methods of creating the same
FR2976831B1 (fr) * 2011-06-23 2013-07-26 Commissariat Energie Atomique Poudre d'un alliage a base d'uranium et de molybdene en phase gamma-metastable, composition de poudres comprenant cette poudre, et utilisations desdites poudre et composition
US9362010B2 (en) * 2011-12-06 2016-06-07 Terrapower, Llc Passive reactivity control apparatus
KR101218774B1 (ko) 2011-12-23 2013-01-09 한국원자력연구원 고속로용 핵연료봉
US20140185733A1 (en) 2012-12-28 2014-07-03 Gary Povirk Nuclear fuel element
CN103871485B (zh) 2014-02-24 2016-06-22 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于加速器驱动次临界清洁核能系统的深度负反馈嬗变反应堆堆芯
RU2682655C2 (ru) 2014-08-28 2019-03-20 ТерраПауэр, ЭлЭлСи Устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности

Also Published As

Publication number Publication date
US20250079027A1 (en) 2025-03-06
EP3186811B1 (en) 2018-12-26
CA2955978A1 (en) 2016-03-03
JP2017525969A (ja) 2017-09-07
WO2016033550A1 (en) 2016-03-03
KR102605338B1 (ko) 2023-11-22
KR20170045203A (ko) 2017-04-26
CN106537512B (zh) 2018-04-13
RU2017107522A3 (ru) 2018-10-03
EP3186811A1 (en) 2017-07-05
US12046380B2 (en) 2024-07-23
RU2682655C2 (ru) 2019-03-20
JP6682505B2 (ja) 2020-04-15
US11031142B2 (en) 2021-06-08
CA2955978C (en) 2021-10-19
US20160064105A1 (en) 2016-03-03
US20210313080A1 (en) 2021-10-07
KR20220145926A (ko) 2022-10-31
CN106537512A (zh) 2017-03-22
MX2017002377A (es) 2017-09-15
KR102458389B1 (ko) 2022-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2017107522A (ru) Устройство увеличения доплеровского коэффициента реактивности
KR20130096246A (ko) 동위원소 생성 타겟
EP3236478B1 (en) Working neutron source
EP2276038B1 (en) Method and apparatus for producing isotopes in nuclear fuel assembly water rods
JP2010249820A (ja) 原子炉の可燃性毒物及び装置並びにそれを使用する方法
JP2016109585A (ja) 高速炉炉心および高速炉
Deokule et al. Reactor physics and thermal hydraulic Analysis of annular fuel rod cluster for Advanced Heavy Water Reactor
KR101694409B1 (ko) 토륨 증식을 위한 원자로 노심 및 이의 이용방법
JP6577280B2 (ja) 超ウラン元素変換燃料集合体、超ウラン元素変換炉心および超ウラン元素変換燃料集合体設計方法
CN106133843B (zh) 铅冷快速反应堆的活性区域
RU6465U1 (ru) Тепловыделяющая сборка
RU2601963C1 (ru) Ядерный реактор канального типа
EP3457414B1 (en) Fuel assembly and nuclear reactor core loaded with same
RU2594004C1 (ru) Рабочий орган компенсации реактивности системы управления и защиты реактора на быстрых нейтронах
RU2532261C1 (ru) Устройство дистанционирования тепловыделяющих элементов
RU2589010C2 (ru) Тепловыделяющий элемент ядерного реактора на быстрых нейтронах
JP2013148515A (ja) 初装荷炉心
JP6203067B2 (ja) 高速炉用燃料集合体および高速炉炉心
WO2014081333A1 (ru) Ядерный реактор
Sekimoto Introductions of 208PB coolant to innovative fast reactors
WO2015097782A1 (ja) 制御棒及びそれを用いた軽水炉の炉心
RU2428755C1 (ru) Бесчехловая тепловыделяющая сборка с гексагональной топливной решеткой водо-водяного энергетического реактора (варианты)
JP2016176719A (ja) 正方形沸騰水型原子炉
JP2013242191A (ja) 核分裂生成物集合体およびこれを装荷した炉心
Shirokov et al. NPP engineering structures, buildings and constructions monitoring