[发明专利]一种熔盐堆钍燃料循环利用方法在审
申请号: | 201810147111.3 | 申请日: | 2018-02-12 |
公开(公告)号: | CN108389634A | 公开(公告)日: | 2018-08-10 |
发明(设计)人: | 朱贵凤;邹杨;邹春燕;康旭忠;陈金根;严睿;谈蒙露 | 申请(专利权)人: | 中国科学院上海应用物理研究所 |
主分类号: | G21C3/54 | 分类号: | G21C3/54;G21C19/28;G21C19/50 |
代理公司: | 上海弼兴律师事务所 31283 | 代理人: | 薛琦;余化鹏 |
地址: | 201800 上*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 熔盐 燃料 堆芯 摩尔百分比 燃料循环 石墨组件 乏燃料 基盐 后处理 裂变气体 循环利用 在线处理 在线加料 在线清除 混合物 体积比 运行时 富集 离线 配比 放射性 裂变 填充 装载 回收 | ||
1.一种熔盐堆钍燃料循环利用方法,其堆芯包括石墨组件和燃料熔盐,所述燃料熔盐填充在所述石墨组件组成的通道中,所述燃料熔盐包括燃料盐和基盐,运行时,采用在线加料,在线清除裂变气体,停堆离线后处理乏燃料,将回收的铀、基盐和钍重新配比后装载到所述堆芯中循环利用,其中,所述燃料熔盐与所述堆芯的体积比为5%-15%,所述燃料盐为ThF4与UF4混合物,其中U的富集度为15%~20%,所述燃料盐在所述燃料熔盐中的初始摩尔百分比为6%-8%,所述ThF4在所述燃料盐中的初始摩尔百分比大于80%。
2.如权利要求1所述的熔盐堆钍燃料循环利用方法,其特征在于,所述基盐为LiF-BeF2或NaF-BeF2。
3.如权利要求1所述的熔盐堆钍燃料循环利用方法,其特征在于,所述堆芯为径高比相近的圆柱体,所述圆柱体的直径为3.5~5m。
4.如权利要求1所述的熔盐堆钍燃料循环利用方法,其特征在于,所述石墨组件的结构轮廓为长方体或六棱柱。
5.如权利要求4所述的熔盐堆钍燃料循环利用方法,其特征在于,所述石墨组件的对边距为5-30cm。
6.如权利要求1所述的熔盐堆钍燃料循环利用方法,其特征在于,所述在线加料所加的燃料盐为UF4或LiF-UF4,其中U的富集度与初始燃料盐中的一致,加料速度为30-40mol U/day/GWe。
7.如权利要求1所述的熔盐堆钍燃料循环利用方法,其特征在于,所述在线清除裂变气体的方法为鼓泡法。
8.如权利要求1所述的熔盐堆钍燃料循环利用方法,其特征在于,所述后处理的方法包括下述步骤:
S1:在所述熔盐堆运行5-10年后,停堆,将所述燃料熔盐转移到衰变罐,在所述衰变罐中静止衰变半年到5年,进入后处理厂;
S2:采用氟化挥发技术回收铀,回收率为95%-99%;
S3:采用减压蒸馏回收基盐,回收率为90%-95%;
S4:采用电化学法回收钍,回收率为85%-90%。
9.如权利要求1所述的熔盐堆钍燃料循环利用方法,其特征在于,所述重新配比为向所述回收的铀、基盐、钍中补充钍,以实现装堆临界为准。
10.如权利要求1所述的熔盐堆钍燃料循环利用方法,其特征在于,所述循环利用的次数为3-4次,所述燃料盐在所述燃料熔盐中的最终摩尔百分比不超过12%。
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