[发明专利]模块化的能够运输的核发电机

说明书

本发明总体上涉及利用模块化、紧凑的、可运输的、硬化核发电机生成电力和过程热，该核发电机是可快速部署的且可快速取回的，包括被完全集成在容纳核芯的单个压力容器内的动力转换和发电装备。所得到的可运输的核发电机不需要高成本的场所准备，且可以完全可操作地运输。可运输的核发电机需要相对于其它核发电机明显减少的紧急撤离区域，因为其可以构造成利用防熔化传导式陶瓷芯来操作，该防熔化传导式陶瓷芯允许甚至在完全缺失冷却剂情况下进行衰变热去除。

技术领域

本发明总体上涉及利用模块化、紧凑的、能够运输的、硬化核发电机生成电力和过程热，该核发电机是可快速部署的且可快速取回的，该核发电机包括完全集成在容纳核芯的单个压力容器内的动力转换和发电装备。

背景技术

核发电机自然地涉及在关停之后产生衰变热能的核芯。通常，在很多因素之中，在关停之后产生的衰变热能的量与以核芯为特征的燃料动力生成历史和动力密度成比例。为了避免核燃料在芯的任何位置中的过热，必须利用冗余的热传递机构将衰变热能从芯传递走，该热传递机构通常由容器外部的系统和设计成容纳芯的结构来支撑。这些冗余的冷却系统包括复杂管道网络，该复杂管道网络将芯热-液压地联接到热交换器，该热交换器位于容纳芯的容器外部并专用于将来自芯的热能传递到环境(即，最终热阱)。穿过这些热交换器的冷却剂可利用电驱动的再循环器(即，泵、鼓风机)主动地循环，并且利用由专用于给穿过相对复杂的管道网络的冷却剂定路线或重定路线的阀调节的多个热交换器来表示冗余度。可替代地，借助于重力驱动的自然循环机构，基于当加热或冷却时冷却剂密度改变的事实，冷却剂可以被动地循环穿过类似地复杂的管道网络，该复杂的管道网络将芯热-液压地联接到额外的芯热交换器。现代的核反应堆依赖于可以被动地、主动地或被动地和主动地两者的组合地操作的冗余芯衰变热去除系统。

为了去除衰变热能，采用“主动”安全特征的反应堆设计广泛地依赖于电力来在停止之后使芯维持在安全温度。为了确保在所有时间的安全操作和衰变热能去除，这些设计需要通过至少连接到两个场外电网提供的电力和由专用的冗余现场紧急柴油发电机(EDG)提供的紧急电力。

另一方面，某些类型的被动安全特征仅依赖于通常储存在相对于芯定位在较高高度的罐或水结构中的水的重力和大存量。需要在芯和冷却剂储存结构之间的高度差异以使冷却剂经历自然循环虹吸并有效地从芯去除衰变热能。对于基于储存的冷却剂的被动安全特征，足够地提供长期衰变热去除的能力高度地依赖于冷却剂存量和在各种环境温度和湿度条件下重力驱动的芯冷却机构的有效性。通常，随着环境温度增加，被动地产生对流芯冷却的能力逐渐受损。结果是，基于储存的冷却剂存量的被动衰变热去除对于在温和气候中操作的核发电机是最适合的。

因为被动和主动安全系统通常在容纳芯的容器外部形成，所以结果是冗余管道、阀、热交换器以及泵/鼓风机和辅助动力和控制电缆网络(即，提供用于主动系统的机动-电力和控制所需要的)的复杂系统。专用于从芯去除热能的管道和热-液压装置(即，热交换器)和电动装备(即，泵)的复杂系统通常定义为核电厂配套设施。大部分核发电机(大的和小的)的核电厂配套设施基本上引起大的设施占用空间，对可以部署核发电机的场所强加限制，以及明显地增加以核发电机设施为特征的资本成本。