发明名称 具长期燃料供应之单一可运送之组合式核子蒸汽供应系统及其操作方法
摘要 一种具长期燃料供应之单一可运送之组合式核子蒸汽供应系统(NSSS),其利用浸在一池轻水中之快速或超热能光谱反应堆堆芯以及复数个蒸汽发生器,流过之循环冷却剂在全载的情况下可达100%自然循环,并由亦浸在轻水池中之反应堆冷却剂泵加以增补。重复配置之蒸汽发生器及反应堆冷却剂泵与快速或超热能光谱反应堆堆芯能够使NSSS操作10至15或更多年,且无需维护保养或重新添加燃料,因此形成系统扩散之抑制。
申请公布号 TW483004 申请公布日期 2002.04.11
申请号 TW089115143 申请日期 2000.07.28
申请人 西屋电器公司 发明人 马里欧D 卡瑞里;劳伦斯 格林;迪米瑞V 帕拉蒙;尼尔森J 战
分类号 G21C1/00;G21D5/00 主分类号 G21C1/00
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种核子蒸汽供应系统,其包括: 一直立式压力容器,其含有一池反应堆冷却剂; 一反应堆堆芯,其浸在该压力容器内之反应堆冷却 剂地中以便加热该反应堆冷却剂池; 复数个蒸汽发生器,其浸在该压力容器内之反应堆 冷却剂池中且皆具有一在该压力容器外侧伸展之 辅助回路,该复数个蒸汽发生器之数量超过在全载 状况下操作反应堆堆芯所需之预先设定数量及所 选取之数量;与 一装置,其位于该压力容器中引起反应堆冷却剂池 中流动经过反应堆堆芯及蒸汽发生器,且回流至该 反应堆堆芯。2.根据申请专利范围第1项之核子蒸 汽供应系统,其中该直立式压力容器通常为圆筒状 且具有一底端部位及顶端部位,该反应堆堆芯位于 压力容器底端部住之中央位置,该引起反应堆冷却 剂池中流动之装置包含一堆芯烟囱,其自反应堆堆 芯处向上伸展朝向压力容器之顶端部位,并在反应 堆堆芯上方形成一中央通道,在邻接压力容器内侧 表面处形成一环状通道,该蒸汽发生器位于顶端部 位中且至少部份伸展进入环状通道。3.根据申请 专利范围第1项之核子蒸汽供应系统,其中该所有 之蒸汽发生器系伸展进入环状通道,该反应堆堆芯 之控制棒藉由驱动线路插入,该驱动线路系向下伸 展经过压力容器之顶端以及环状通道。4.根据申 请专利范围第1项之核子蒸汽供应系统,其中该其 他蒸汽发生器位于压力容器之顶端部位中并与中 央通道对齐。5.根据申请专利范围第4项之核子蒸 汽供应系统,其中该反应堆堆芯之控制棒藉由驱动 线路插入,该驱动线路系插置经过压力容器之顶部 。6.根据申请专利范围第1项之核子蒸汽供应系统, 其中该引起反应堆冷却剂池中流动之装置包含一 定数量之反应堆冷却剂泵,其浸在该反应堆冷却剂 地中且启动能够引起反应堆冷却剂池中流动所需 数量之反应堆冷却剂泵,其余数量之反应堆冷却剂 泵并未启动但可做为备品,因此反应堆冷却剂泵同 时启动之数量系少于所需之数量。7.根据申请专 利范围第6项之核子蒸汽供应系统,其中该直立式 压力容器通常为圆筒状且具有一底端部位及顶端 部位,该反应堆堆芯位于压力容器底端部位之中央 位置,该引起反应堆冷却剂池中流动之装置包含一 堆芯烟囱,其自反应堆堆芯处向上伸展朝向顶端部 位,并在反应堆堆芯上方形成一中央通道,在邻接 压力容器内侧表面处形成一环状通道,该蒸汽发生 器位于压力容器之顶端部位中且该反应堆冷却剂 泵系定位向下抽取反应堆冷却剂经过该环状通道 。8.根据申请专利范围第7项之核子蒸汽供应系统, 其中该反应堆冷却剂泵之驱轮系浸在压力容器内 之反应堆冷却剂地中,驱动该驱轮之马达系安装在 压力容器外侧。9.一种核子蒸汽供应系统,其寿年 至少为10年且包括: 一直立式压力容器,其含有一池轻水; 一快速或超热能光谱反应堆堆芯,其浸在该轻水池 中; 至少一蒸汽发生器,其浸在该压力容器内之轻水池 中且具有一辅助管道,该辅助管道伸展至压力容器 之外侧;与 一装置,其位于该压力容器中引起轻水池中流动经 过反应堆堆芯及至少一蒸汽发生器,且回流至该反 应堆堆芯。10.根据申请专利范围第9项之核子蒸汽 供应系统,其中该反应堆堆芯在离开反应堆堆芯之 轻水中产生约5至20%之蒸汽。11.根据申请专利范围 第10项之核子蒸汽供应系统,其中该反应堆堆芯在 离开反应堆堆芯之轻水中产生约10%之蒸汽。12.根 据申请专利范围第11项之核子蒸汽供应系统,其中 该至少一蒸汽发生器系复数个浸在压力容器内轻 水池中之蒸汽发生器,其皆具有一在压力容器外侧 伸展之辅助回路,该复数个蒸汽发生器之数量超过 在全载状况下操作反应堆堆芯所需之预先设定数 量,其系选自该复数个蒸汽发生器。13.根据申请专 利范围第9项之核子蒸汽供应系统,其中该直立式 压力容器通常为圆筒状且具有一底端部位及顶端 部位,该反应堆堆芯位于压力容器底端部位之中央 位置,该引起轻水池中流动之装置包含一堆芯烟囱 ,其自反应堆堆芯处向上伸展朝向压力容器之顶端 部位,并在该反应堆上方形成一中央通道,在该烟 囱与压力容器内侧表面之间形成一环状通道并在 反应堆堆芯下方伸展,该蒸汽发生器系复数个位于 压力容器顶端部位中之蒸汽发生器,其容量足以在 该反应堆堆芯处产生至少约为75℃之T。14.根据 申请专利范围第13项之核子蒸汽供应系统,其中该 复数个蒸汽发生器之数量超过在全载状况下操作 反应堆堆芯所需之预先设定数量,其系选自该复数 个蒸汽发生器。15.根据申请专利范围第13项之核 子蒸汽供应系统,其中该反应堆堆芯使轻水部份沸 腾,该蒸汽发生器具有足够之容量在反应堆堆芯处 产生至少100℃之T。16.根据申请专利范围第15项 之核子蒸汽供应系统,其中该反应堆堆芯在离开反 应堆堆应之轻水中产生约5至20%之蒸汽,该烟囱包 括复数个烟囱管道,其伸展越过反应堆堆芯并在中 央通道中向上伸展,以提升含有蒸汽之轻水与该池 轻水之混合程度,该蒸汽系离开反应堆堆芯。17.根 据申请专利范围第9项之核子蒸汽供应系统,其中 该快速或超热能光谱反应堆堆芯具有燃料棒,其间 距对直径之比値小于1.1,其表面积大于圆柱状燃料 棒之表面积。18.根据申请专利范围第17项之核子 蒸汽供应系统,其中该燃料棒之剖面为环状。19.根 据申请专利范围第17项之核子蒸汽供应系统,其中 该燃料棒具有不锈钢之包层。20.根据申请专利范 围第9项之核子蒸汽供应系统,其中该至少一蒸汽 发生器系复数个浸在压力容器内轻水池中之蒸汽 发生器,其皆具有一在压力容器外侧伸展之辅助回 路,该复数个蒸汽发生器之数量超过在全载状况下 操作反应堆堆芯所需之预先设定数量,其系运自该 复数个蒸汽发生器。21.根据申请专利范围第20项 之核子蒸汽供应系统,其中该引起轻水池中流动之 装置包括一定数量之反应堆冷却剂泵,其浸在该轻 水池中且启动能够引起轻水池中流动所需数量之 反应堆冷却剂泵,其余数量之反应堆冷却剂泵并未 启动但可做为备品,因此反应堆冷却剂泵同时启动 之数量系少于所需之数量。22.一种建造及操作长 期寿年核子蒸汽供应系统之方法,其步骤包括: 将一快速或超热能光谱反应堆堆芯浸在一压力容 器内之一池轻水中; 将复数个具有辅助回路之蒸汽发生器浸在该压力 容器内轻水池中,该辅助回路在压力容器外侧伸展 ,该复数个蒸汽发生器之数量超过在全载状况下操 作快速或超热能光谱反应堆堆芯所需之预先设定 数量; 操作该快速或超热能光谱反应堆堆芯以产生热量, 并使该轻水自然循环经过反应堆堆芯及复数个蒸 汽发生器以及回流至该快速或超热能光谱反应堆 堆芯;与 在同一时间选择性的自该复数个蒸汽发生器中启 动数量少于该预定数量之蒸汽发生器。23.根据申 请专利范围第22项之方法,其中该选择性启动蒸汽 发生器之步骤包括选择性的启动数量少于配合后 续负载所需预先设定数量之蒸汽发生器。24.根据 申请专利范围第22项之方法,其中该快速或超热能 光谱反应堆堆芯及预先设定数量之蒸汽发生器系 可操作并能在该快速或超热能光谱反应堆堆芯处 产生至少为75℃之T。25.根据申请专利范围第24 项之方法,其中该快速或超热能光谱反应堆堆芯及 预先设定数量之蒸汽发生器系可操作并能在该快 速或超热能光谱反应堆堆芯处产生约85℃之T。 26.根据申请专利范围第24项之方法,其中该快速或 超热能光谱反应堆堆芯及预先设定数量之蒸汽发 生器系可操作并能在该快速或超热能光谱反应堆 堆芯处产生小于约250℃之堆芯入口温度。27.根据 申请专利范围第26项之方法,其中该快速或超热能 光谱反应堆堆芯及预先设定数量之蒸汽发生器系 可操作并能在该快速或超热能光谱反应堆堆芯处 产生约235℃之入口温度。28.根据申请专利范围第 22项之方法,其包括操作该快速或超热能光谱反应 堆堆芯并在离开快速或超热能光谱反应堆堆芯之 轻水中产生约5至20%之蒸汽。29.根据申请专利范围 第28项之方法,其包括操作该快速或超热能光谱反 应堆堆芯及预先设定数量之蒸汽发生器以便在该 快速或超热能光谱反应堆堆芯处产生至少约100℃ 之T。30.根据申请专利范围第29项之方法,其中该 快速或超热能光谱反应堆堆芯及预先设定数量之 蒸汽发生器系可操作并能在该快速或超热能光谱 反应堆堆芯处产生小于约250℃之入口温度。31.根 据申请专利范围第28项之方法,其中该快速或超热 能光谱反应堆堆芯及预先设定数量之蒸汽发生器 系可操作并能在离开快速或超热能光谱反应堆堆 芯之轻水中产生约10%之蒸汽。32.根据申请专利范 围第21项之方法,其中该快速或超热能光谱反应堆 堆芯及预先设定数量之蒸汽发生器系可操作并能 在该快速或超热能光谱反应堆堆芯处产生小于约 250℃之入口温度。图式简单说明: 图1为根据本发明核子蒸汽供应系统第一具体实施 例之概要垂直剖视图。 图2为沿着图1中线2-2之剖视图。 图3之图面显示根据本发明之核子蒸汽供应系统之 长期寿年可行性。 图4为根据本发明核子蒸汽供应系统第二具体实施 例之概要垂直剖视图。
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