[发明专利]熔盐堆堆芯及熔盐堆系统

权利要求书

1.一种熔盐堆堆芯，其特征在于，其包括堆芯活性区、反射层、冷却剂进口和冷却剂出口，所述反射层围绕所述堆芯活性区的外侧设置，所述反射层内设置有控制鼓；

所述堆芯活性区设置有冷却剂管道区和燃料熔盐区，所述冷却剂管道区设置有多根冷却剂管道，所述冷却剂管道内流通有冷却剂，所述冷却剂为氦氙混合气或超临界二氧化碳；所述燃料熔盐区内填充有燃料熔盐；所述冷却剂管道区与所述燃料熔盐区的体积比为(6～9):10；所述冷却剂管道的顶端与所述冷却剂出口相连，用于将所述冷却剂导出所述熔盐堆堆芯，所述冷却剂管道的底端与所述冷却剂进口相连，用于将所述冷却剂导入所述熔盐堆堆芯。

2.如权利要求1所述的熔盐堆堆芯，其特征在于，所述冷却剂管道的直径为2～5cm，较佳地为3～4cm，例如3.2cm；

和/或，所述冷却剂管道的根数为80～150根，较佳地为120～130根，例如121根；

和/或，所述冷却剂管道的材料为碳化硅；

和/或，所述冷却剂管道的壁厚为1～3mm；

和/或，所述冷却剂在所述冷却剂管道内的流速为25m/s～45m/s；

和/或，所述冷却剂管道区与所述燃料熔盐区的体积比为(7～9):10，例如8:10或9:11。

3.如权利要求1所述的熔盐堆堆芯，其特征在于，所述冷却剂管道区还设置有汇集管道，所述冷却剂管道的顶端与所述汇集管道相连，用于将所述冷却剂汇集后导出所述熔盐堆堆芯；

和/或，所述冷却剂管道区还设置有分配管道，所述冷却剂管道的底端与所述分配管道相连，用于将外界的冷却剂导回所述熔盐堆堆芯；

和/或，所述冷却剂出口和所述冷却剂进口设置在所述熔盐堆堆芯的侧壁，较佳地设置在所述熔盐堆堆芯的同侧的侧壁，并沿竖直方向排列。

4.如权利要求1所述的熔盐堆堆芯，其特征在于，所述氦氙混合气中氙气所占摩尔比为7～30％，较佳地为7～15％，例如9％；

和/或，所述氦氙混合气的运行压力为2～7MPa。

5.如权利要求1所述的熔盐堆堆芯，其特征在于，所述超临界二氧化碳的运行压力为10～30MPa。

6.如权利要求1所述的熔盐堆堆芯，其特征在于，所述燃料熔盐为熔盐和燃料的混合熔融物，所述熔盐为FLiBe熔盐或FLi熔盐，所述FLiBe熔盐较佳地包括如下摩尔比的组分：60～80％的LiF、10～30％的BeF和8～20％的UF₄，更佳地为70～75％的LiF、15～20％的BeF和10～15％的UF₄，例如71.7％的LiF、16％的BeF和12.3％的UF₄；所述FLi熔盐较佳地包括如下摩尔比的组分：60～80％的LiF和10～40％的UF₄，例如72％的LiF和28％的UF₄；

和/或，所述燃料为富集铀，所述富集铀中U-235的富集度较佳地为50％～95％，例如93％；

和/或，所述反射层的材料为氧化铍；

和/或，所述反射层的厚度为10～20cm，例如14cm；

和/或，所述控制鼓包括一弧形的可转动的碳化硼层；所述碳化硼层的厚度较佳地为5～10mm，例如8mm；所述碳化硼层的弧度较佳地为40～80°，更佳地为50～70°，例如60°；

和/或，所述控制鼓的数量为6个；

和/或，所述控制鼓的排布方式为等间距排布；

和/或，所述反射层外侧还设置有屏蔽层用于屏蔽伽马射线和中子，所述屏蔽由内向外依次包括中子屏蔽层和伽马屏蔽层；

和/或，所述反射层外侧还设置有结构材料层，用于固定所述熔盐堆堆芯；

和/或，所述熔盐堆堆芯还设置有加料管道，所述加料管道的一端设置在燃料熔盐区，用于补充燃料熔盐。