Узел управления потоком ядерного реактора деления

Узел управления потоком ядерного реактора деления

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка связана и заявляет приоритет по дате подачи ранее имеющихся эффективных(ой) дат(ы) подачи, выбранных из следующих перечисленных заявок («Родственные Заявки») (например, заявляет самые ранние даты приоритета для заявок, кроме предварительных патентных заявок, или приоритет заявляется в соответствии со статьей 35, $119(е) Свода Законов США, для предварительных патентных заявок, для любой и всех родовых, родовых для родовых заявок и др. родственной заявки). Все объекты изобретения родственных заявок и всех родовых, родовых для родовых заявок и др. родственных заявок включены в настоящий документ посредством ссылки в той мере, в какой такой предмет изобретения является при этом непротиворечивым.

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

В целях экстразаконодательных требований Бюро по Патентам и Товарным Знакам США (USPTO) настоящая заявка представляет собой частичное продолжение заявки на патент США №12/386,495, озаглавленной «ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР ДЕЛЕНИЯ, УЗЕЛ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ, СВЯЗАННЫЕ С НИМИ СПОСОБЫ И СИСТЕМА УЗЛА УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ», изобретатели Чарльз Е. Ахлфельд; Родерик А. Хайд; Мюриэл У. Ишикава; Дэвид Г. Макалис; Джон Д. Маквертер; Натан П. Мирвольд; Ашок Одедра; Кларенс Т. Тигрин; Томас Алан Уивер; Чарльз Уитмер; Виктория Й. X. Вуд; Лоуэлл Л. Вуд младший и Джордж Б. Циммерман, поданной 16 апреля 2009 года, которая в настоящее время находится на стадии рассмотрения, или заявка, по дате подачи которой заявляется приоритет находящейся на стадии рассмотрения заявки.

В целях экстразаконодательных требований Бюро по Патентам и Товарным Знакам США (USPTO) настоящая заявка представляет собой частичное продолжение заявки на патент США №12/460,157, озаглавленной «ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР ДЕЛЕНИЯ, УЗЕЛ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ, СВЯЗАННЫЕ С НИМИ СПОСОБЫ И СИСТЕМА УЗЛА УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ», изобретатели Чарльз Е. Ахлфельд; Родерик А. Хайд; Мюриэл У. Ишикава; Дэвид Г. Макалис; Джон Д. Маквертер; Натан П. Мирвольд; Ашок Одедра; Кларенс Т. Тигрин; Томас Алан Уивер; Чарльз Уитмер; Виктория Й. X. Вуд; Лоуэлл Л. Вуд младший и Джордж Б. Циммерман, поданной 13 июля 2009 года, которая в настоящее время находится на стадии рассмотрения, или заявка, по дате подачи которой заявляется приоритет находящейся на стадии рассмотрения заявки.

В целях экстразаконодательных требований Бюро по Патентам и Товарным Знакам США (USPTO) настоящая заявка представляет собой частичное продолжение заявки на патент США №12/460,160, озаглавленной «ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР ДЕЛЕНИЯ, УЗЕЛ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ, СВЯЗАННЫЕ С НИМИ СПОСОБЫ И СИСТЕМА УЗЛА УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ», изобретатели Чарльз Е. Ахлфельд; Родерик А. Хайд; Мюриэл У. Ишикава; Дэвид Г. Макалис; Джон Д. Маквертер; Натан П. Мирвольд; Ашок Одедра; Кларенс Т. Тигрин; Томас Алан Уивер; Чарльз Уитмер; Виктория Й. X. Вуд; Лоуэлл Л. Вуд младший и Джордж Б. Циммерман, поданной 13 июля 2009 года, которая в настоящее время находится на стадии рассмотрения, или заявка, по дате подачи которой заявляется приоритет находящейся на стадии рассмотрения заявки.

В целях экстразаконодательных требований Бюро по Патентам и Товарным Знакам США (USPTO) настоящая заявка представляет собой частичное продолжение заявки на патент США №12/460,159, озаглавленной «ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР ДЕЛЕНИЯ, УЗЕЛ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ, СВЯЗАННЫЕ С НИМИ СПОСОБЫ И СИСТЕМА УЗЛА УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ», изобретатели Чарльз Е. Ахлфельд; Родерик А. Хайд; Мюриэл У. Ишикава; Дэвид Г. Макалис; Джон Д. Маквертер; Натан П. Мирвольд; Ашок Одедра; Кларенс Т. Тигрин; Томас Алан Уивер; Чарльз Уитмер; Виктория Й. X. Вуд; Лоуэлл Л. Вуд младший, и Джордж Б. Циммерман, поданной 13 июля 2009 года, которая в настоящее время находится на стадии рассмотрения, или заявка, по дате подачи которой заявляется приоритет находящейся на стадии рассмотрения заявки.

Патентное ведомство США (USPTO) опубликовало уведомление о том, что компьютерные программы USPTO требует, чтобы заявители как давали ссылку на серийный номер, так и указывали, является ли заявка продолжением или частичным продолжением. Смотрите публикацию Стивена Г. Кунина «Преимущество Ранее Поданной Заявки», Официальный Вестник USPTO от 18 марта 2003, доступная на сайте http://www.uspto.gov/web/offices/com/sol/og/2003/week11/patbene.htm. Настоящее юридическое лицо (далее «Заявитель») представил выше конкретную ссылку на заявку(и), по который заявляется приоритет настоящий заявки, как это указано в законе. Заявитель понимает, что закон однозначен в его специфическом языке ссылок и не требует ни серийного номера, ни какой-либо характеристики, такой как «продолжение» или «частичное продолжение», для заявления приоритета для заявок на патент США. Несмотря на отмеченное выше, заявитель понимает, что компьютерные программы USPTO имеют определенные требования ввода данных и, следовательно, заявитель указывает настоящую заявку как частичное продолжение родовых заявок, как указано выше, но прямо указывает на то, что такие обозначения не следует рассматривать как представляющие собой любой тип комментария и/или признания по поводу того, содержит или нет настоящая заявка какой-либо новый объект изобретения, в дополнение к объекту изобретения ее родовой(ых) заявки(ок).

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Эта заявка в целом относится к процессам с индуцированными ядерными реакциями и структурам, которые реализуют такие процессы, включая отверстия или средства управления текучей средой на входе, выходе или каналы охлаждающей текучей среды и, в частности, относится к ядерному реактору деления, узлу управления текучей средой, связанными с ними способам и к системе узла управления текучей средой.

Известно, что в действующем ядерном реакторе деления нейтроны известной энергии поглощаются нуклидами, имеющими высокую атомную массу. Полученное составное ядро разделяется на продукты деления, которые включают два фрагмента от деления с более низкой атомной массой, а также продукты распада. Нуклиды, которые известны как претерпевающие такое деление под действием нейтронов всех энергий, включают уран-233, уран-235 и плутоний-239, которые представляют собой расщепляющиеся нуклиды. Например, тепловые нейтроны с кинетической энергией 0,0253 эВ (электронвольт) могут быть использованы для деления ядра U-235. Деление тория-232 и урана-238, которые являются воспроизводящими нуклидами и не претерпевают вынужденное деление, за исключением быстрых нейтронов, кинетическая энергия которых не менее 1 МэВ (миллион электронвольт). Полная кинетическая энергия, выделяющаяся из каждого акта деления, составляет около 200 МэВ. Эта кинетическая энергия, в конечном счете, превращается в тепло.

В ядерных реакторах вышеупомянутый расщепляющийся и/или воспроизводящий материал, как правило, расположен в нескольких тесно упакованных вместе тепловыделяющих сборках, которые ограничивают корпус ядерного реактора. Было отмечено, что тепловыделение может привести к тому, что плотно упакованные вместе тепловыделяющие сборки и другие элементы реактора будут испытывать дифференциальное тепловое расширение, что приведет к смещению элементов активной зоны реактора. Тепловыделение может также способствовать ползучести тепловыделяющих элементов, что может увеличить риск разбухания тепловыделяющих элементов и разрыва их оболочки при работе реактора. Это может увеличить риск того, что топливные таблетки могут дать трещины и/или тепловыделяющие элементы могут изогнуться. Растрескивание топливных таблеток может предшествовать механизмам отказа таблеток - оболочки, таким как механическое взаимодействие таблеток и оболочки, и привести к выделению газообразных продуктов ядерного деления. Выпуск газообразных продуктов ядерного деления может создать в активной зоне реактора уровень радиации выше нормального. Изгиб тепловыделяющих элементов может привести к непроходимости каналов охлаждающей текучей среды.

Предпринимались попытки обеспечить адекватный поток охлаждающей текучей среды к теплопроводящим сборкам ядерного реактора. Патент США №4505877, выданный 19 марта 1985 года на имя Джеки Рион и озаглавленный «Устройство для регулирования потока текучей среды» раскрывает устройство, содержащее ряд решеток, перпендикулярных потоку текучей среды, и которые изменяют направление потока текучей среды. Согласно вышеуказанному патенту, это устройство предназначено для использования в регулировании направления охлаждающей текучей среды, циркулирующей в основании охлаждаемого жидким металлом узла ядерного реактора. Устройство направлено на достижение заданного перепада давления для заданной номинальной скорости потока и заданного давления ниже по потоку, не производя кавитации.

Еще одна попытка обеспечить адекватный поток охлаждающей текучей среды к теплопроводящим сборкам ядерного реактора описана в патенте США №5066453, выданном 19 ноября 1991 года на имя Нил Г. Heppenstall с соавторами и озаглавленном «Управление Теплоносителем Ядерной Тепловыделяющей Сборки». Этот патент раскрывает устройство для управления потоком охлаждающей текучей среды через ядерную тепловыделяющую сборку, причем устройство содержит ограничитель переменного потока, выполненный с возможностью размещения в тепловыделяющем элементе, средства, которые реагируют на нейтронное излучение в таком месте в тепловыделяющем элементе так, чтобы вызвать созданный нейтронами рост реагирующих средств, и соединительное средство для соединения средств, реагирующих на нейтронное излучение, к ограничителю переменного потока для управления потоком охлаждающей текучей среды через тепловыделяющий элемент. Ограничитель переменного потока содержит большое количество продольно совмещенных трубок, и закупоривающее средство, имеющее ряд закупоривающих элементов, выполненных с возможностью размещения в некоторые трубках, причем указанные закупоривающие элементы имеют различную длину таким образом, что продольное смещение закупоривающего средства соединительным средством постепенно открывает или закрывает некоторые из трубок.

Еще одна попытка обеспечить адекватный поток охлаждающей текучей среды к теплопроводящим сборкам ядерного реактора описана в патенте США №5198185, выданном 30 марта 1993 года на имя Джон П. Черч и озаглавленном «Способ и Устройство Управления Потоком в Ядерном Реакторе». Этот патент раскрывает распределения потока охлаждающей текучей среды, что приводит к улучшенному потоку при аварийных условиях без ухудшения потока при номинальных условиях. Согласно этому патенту, универсальная гильза окружает тепловыделяющий элемент. Универсальная гильза имеет большое количество отверстий для прохождения охлаждающей текучей среды. Вариации количества и размера отверстий в гильзе от одной гильзы к другой выполнены для увеличения количества охлаждающей текучей среды, протекающего к топливу в центре активной зоны, и уменьшает, относительно, поток к периферическому топливу. Кроме того, в соответствии с этим патентом, изменение количества отверстий и размера отверстий может удовлетворить определенному профилю мощности по активной зоне.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с аспектом настоящего изобретения предложен ядерный реактор деления, содержащий модуль ядерного деления, выполненный с возможностью создания по меньшей мере части бегущей волны горения в местоположении относительно модуля ядерного деления, а также узел управления потоком, выполненный с возможностью соединения с модулем ядерного деления и с возможностью модуляции потока текучей среды в ответ на бегущую волну горения в указанном местоположении относительно модуля ядерного деления.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен ядерный реактор, содержащий теплогенерирующую тепловыделяющую сборку ядерного деления, выполненную с возможностью создания по меньшей мере части бегущей волны горения в местоположении относительно тепловыделяющей сборки ядерного деления; и узел управления потоком, выполненный с возможностью соединения с тепловыделяющей сборкой ядерного деления и с возможностью модуляции потока текучей среды в ответ на бегущую волну горения в указанном местоположении относительно тепловыделяющей сборки ядерного деления.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложен узел управления потоком для использования в ядерном реакторе деления на бегущей волне, содержащий подузел регулятора потока.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен узел управления потоком для использования в ядерном реакторе деления, содержащий подузел регулятора потока, который содержит первую гильзу, имеющую первое отверстие, и вторую гильзу, выполненную с возможностью вставления в первую гильзу, причем вторая гильза имеет второе отверстие, выполненное с возможностью совмещения с первым отверстием, при этом первая гильза выполнена с возможностью поворота для приведения первого отверстия в совмещение со вторым отверстием; и каретку, выполненную с возможностью соединения с узлом регулятора потока.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложен узел управления потоком для использования в ядерном реакторе деления на бегущей волне, выполненный с возможностью соединения с тепловыделяющей сборкой и содержащий регулируемый подузел регулятора потока, выполненный с возможностью размещения в потоке текучей среды.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен узел управления потоком для использования в ядерном реакторе деления, выполненный с возможностью соединения с тепловыделяющей сборкой и содержащий регулируемый подузел регулятора потока, выполненный с возможностью размещения в потоке текучей среды, причем регулируемый подузел регулятора потока содержит первую гильзу, имеющую первое отверстие, и вторую гильзу, выполненную с возможностью вставления в первую гильзу, причем вторая гильза имеет второе отверстие, и первое отверстие выполнено с возможностью постепенного совмещения со вторым отверстием, в результате чего переменное количество потока текучей среды поступает через первое отверстие и второе отверстие, по мере того как первое отверстие постепенно совмещается со вторым отверстием, причем первая гильза выполнена с возможностью аксиального перемещения относительно второй гильзы для совмещения второго отверстия с первым отверстием.

В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения предложен узел управления потоком для использования в ядерном реакторе деления, выполненный с возможностью присоединения к тепловыделяющей сборке и содержащий подузел регулируемого регулятора потока и каретку, соединенную с подузлом регулируемого регулятора потока для его регулировки.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен узел управления потоком для использования в ядерном реакторе деления, выполненный с возможностью соединения с выбранным одним из множества тепловыделяющих сборок ядерного деления, выполненных с возможностью размещения в ядерном реакторе, содержащий подузел регулируемого регулятора потока для модуляции потока текучей среды, протекающего через выбранный один из большого количества тепловыделяющих сборок ядерного деления, причем подузел регулируемого регулятора потока содержит наружную гильзу, имеющую большое количество первых отверстий, внутреннюю гильзу, вставленную в наружную гильзу, причем внутренняя гильза имеет большое количество вторых отверстий, при этом первые отверстия выполнены с возможностью постепенного совмещения со вторыми отверстиями для ограничения переменного проходного сечения, при котором переменное количество потока текучей среды проходит через первые отверстия и вторые отверстия, по мере того как первые отверстия и вторые отверстия постепенно совмещаются для ограничения переменного проходного сечения; и каретку, соединенную с подузлом регулируемого регулятора потока для его регулировки.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ работы ядерного реактора деления, включающий создание по меньшей мере части бегущей волны горения в местоположении по отношению к модулю ядерного деления и приведение в действие узла управления потоком, связанного с модулем ядерного деления для модуляции потока текучей среды в ответ на местоположение по отношению к модулю ядерного деления.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ сборки узла управления потоком для использования в ядерном реакторе деления на бегущей волне, включающий размещение подузла регулятора потока.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ сборки узла управления потоком для использования в ядерном реакторе деления на бегущей волне, включающий размещение каретки.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ сборки узла управления потоком для использования в ядерном реакторе деления, включающий размещение первой гильзы с первым отверстием; вставление второй гильзы в первую гильзу, причем вторая гильза имеет второе отверстие, выполненное с возможностью совмещения с первым отверстием, при этом первая гильза выполнена с возможностью поворота для аксиального перемещения первого отверстия в совмещение со вторым отверстием, и соединение каретки с узлом регулятора потока.

В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения предложена система узла управления потоком для использования в ядерном реакторе деления на бегущей волне, содержащая подузел регулятора потока.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложена система узла управления потоком для использования в ядерном реакторе деления, содержащая подузел регулятора потока, который содержит первую гильзу, имеющую первое отверстие, и вторую гильзу, выполненную с возможностью вставления в первую гильзу, причем вторая гильза имеет второе отверстие, выполненное с возможностью совмещения с первым отверстием, при этом первая гильза выполнена с возможностью поворота для аксиального перемещения первого отверстия в совмещение со вторым отверстием, и каретку, выполненную с возможностью соединения с подузлом регулятора потока.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложена система узла управления потоком для использования в ядерном реакторе деления, выполненная с возможностью соединения с тепловыделяющей сборкой ядерного деления и содержащая подузел регулируемого регулятора потока, выполненный с возможностью размещения в потоке текучей среды.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложена система узла управления потоком для использования в ядерном реакторе деления, выполненная с возможностью соединения с выбранной одной из большого количества тепловыделяющих сборок ядерного деления, расположенных в ядерном реакторе деления, и содержащая подузел регулируемого регулятора потока, предназначенный для управления потоком текучей среды, протекающим через выбранную одну из большого количества тепловыделяющих сборок ядерного деления, причем узел регулируемого регулятора потока содержит наружную гильзу, имеющую большое количество первых отверстий; внутреннюю гильзу, вставленную в наружную гильзу, причем внутренняя гильза имеет большое количество вторых отверстий, при этом первые отверстия выполнены с возможностью постепенного совмещения со вторыми отверстиями для ограничения переменного проходного сечения, при котором через первые отверстия и вторые отверстия проходит переменное количество потока текучей среды по мере того как первые отверстия и вторые отверстия постепенно совмещаются для ограничения переменного проходного сечения; и каретку, соединенную с подузлом регулируемого регулятора потока для его регулировки.

Особенностью настоящего изобретения является создание узла управления потоком, выполненного с возможностью управления потоком текучей среды в ответ на местоположение волны горения.

Еще одной особенностью настоящего изобретения является создание узла управления потоком, содержащего подузел регулятора потока, который содержит наружную гильзу и внутреннюю гильзу, причем наружная гильза имеет первое отверстие, а внутренняя гильза имеет второе отверстие, выполненное с возможностью совмещения с первым отверстием, в результате чего некоторое количество текучей среды проходит через первое отверстие и второе отверстие, по мере того как второе отверстие совмещается с первым отверстием.

Дополнительной особенностью настоящего изобретения является создание каретки, выполненной с возможностью соединения с подузлом регулируемого регулятора потока для его установки и настройки.

В дополнение к вышесказанному, различные другие аспекты способа и/или устройства изложены и описаны в изложенной идее, например, в тексте (формуле изобретения и/или подробном описании), и/или на чертежах настоящего изобретения.

Сказанное является сущностью изобретения и, следовательно, может содержать упрощение, обобщение, включение и/или исключение подробностей, и, следовательно, специалисты должны понимать, что сущность изобретения носит исключительно иллюстративный характер и не предназначена быть каким-либо образом ограничивающей. В дополнение к иллюстративным аспектам, вариантам выполнения и функциям, описанным выше, дополнительные аспекты, варианты выполнения и особенности станут понятными со ссылкой на чертежи и последующее подробное описание.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Несмотря на то, что описание завершается формулой изобретения, более конкретно указывающей и отчетливо заявляющей предмет настоящего изобретения, следует понимать, что описание будет лучше понятно из нижеследующего подробного описания, взятого в совокупности с прилагаемыми чертежами. Кроме того, использование тех же самых символов на различных чертежах, как правило, указывает на аналогичные или идентичные элементы.

Фиг.1 представляет собой схематическое изображение ядерного реактора деления;

Фиг.1A представляет собой вид в поперечном сечении ядерной тепловыделяющей сборки или модуля ядерного деления, принадлежащего ядерному реактору деления;

Фиг.1B представляет собой вид в аксонометрии и в частичном вертикальном сечении ядерного тепловыделяющего элемента, принадлежащего модулю ядерного деления;

Фиг.2 представляет собой вид в поперечном сечении активной зоны ядерного реактора деления, имеющей гексагональную форму, и имеющей большое количество расположенных в ней модулей ядерного деления гексагональной формы;

Фиг.3 представляет собой вид в поперечном сечении активной зоны реактора, имеющей цилиндрическую форму, и имеющей большое количество расположенных в ней модулей ядерного деления гексагональной формы;

Фиг.4 представляет собой вид в поперечном сечении активной зоны реактора, имеющей форму параллелепипеда, причем активная зона реактора имеет большое количество расположенных в ней модулей ядерного деления гексагональной формы, и содержит по меньшей мере часть бегущей волны горения, имеющей ширину «x» в местоположении по отношению к модулям ядерного деления;

Фиг.5 представляет собой вид в поперечном сечении большого количества расположенных смежно модулей ядерного деления гексагональной формы, причем модули ядерного деления имеют большое количество выполненных с возможностью продольного перемещения управляющих стержней, расположенных в них в дополнение к тепловыделяющим элементам;

Фиг.5A представляет собой вид в поперечном сечении большого количества расположенных смежно модулей ядерного деления гексагональной формы, причем модули ядерного деления имеют большое количество воспроизводящих стержней, расположенных в них в дополнение к тепловыделяющим элементам;

Фиг.6B представляет собой вид в поперечном сечении большого количества расположенных смежно модулей ядерного деления гексагональной формы, причем модули ядерного деления имеют большое количество отражающих нейтроны стержней, расположенных в них в дополнение к тепловыделяющим элементам;

Фиг.6C представляет собой вид в поперечном сечении активной зоны реактора, имеющей форму параллелепипеда, причем активная зона реактора имеет тепловыделяющие сборки с зоной воспроизводства, расположенные по ее внутренней периферии;

Фиг.6 представляет собой вид, взятый по линии разреза 6-6, изображенной на Фиг.5;

Фиг.7 представляет собой вид в частичном вертикальном разрезе большого количества соседних модулей ядерного деления и большого количества узлов регулятора потока, входящих в узел управления потоком, и которые соединены с соответствующими модулями ядерного деления;

Фиг.8 представляет собой разобранный вид в аксонометрии подузла регулятора потока;

Фиг.8A представляет собой разобранный вид в частном вертикальном разрезе подузла регулятора потока;

Фиг.8B представляет собой вид в частичном разрезе подузла регулятора потока в открытой конфигурации, полностью обеспечивая возможность протекания текучей среды;

Фиг.8C представляет собой вид в частичном разрезе подузла регулятора потока в закрытой конфигурации, полностью предотвращая возможность протекания текучей среды;

Фиг.80 представляет собой вид, взятый вдоль линии разреза 8D-8D, изображенной на Фиг.8B, и показывающий, в горизонтальном сечении, предотвращающую вращение конфигурацию, принадлежащую нижней части подузла регулятора потока;

Фиг.8E представляет собой вид в вертикальном разрезе, с частями, удаленными для ясности, нижней части подузла регулятора потока, и показывающий свободно вращающийся штуцер;

Фиг.9 представляет собой вид, частично приподнятый, подузла регулятора потока, соединенного с модулем ядерного деления и находящегося в полностью открытом положении для обеспечения возможности протекания текучей среды в модуль ядерного деления;

Фиг.10 представляет собой вид, частично приподнятый, подузла регулятора потока, соединенного с модулем ядерного деления и находящегося в полностью закрытом положении для предотвращения возможности протекания текучей среды в модуль ядерного деления;

Фиг.11 представляет собой вид в вертикальном разрезе большого количества смежных модулей ядерного деления и большого количества подузлов регулятора потока, соединенных с модулями ядерного деления;

Фиг.12 представляет собой вид в вертикальном разрезе большого количества смежных модулей ядерного деления и большое количество подузлов регулятора потока, соединенных с соответствующими модулями ядерного деления, причем подузлы регулятора потока показаны в полностью открытом, частично закрытом или открытом, и полностью закрытом положениях для обеспечения возможности протекания через него переменного потока текучей среды;

Фиг.13 представляет собой вид в аксонометрии, с частями, удаленными для ясности, каретки, принадлежащей узлу управления потоком;

Фиг.14 представляет собой вид в вертикальном разрезе большого количества смежных модулей ядерного деления и большого количества датчиков, расположенных в соответствующих модулях ядерного деления;

Фиг.15 представляет собой вид, частично приподнятый, с частями, удаленными для ясности, большого количества подузлов регулятора потока, причем выбранный один из большого количества узлов регулятора потока взаимодействует с одним из большого количества торцевых ключей, которые с возможностью вращения приводится в действие устройством приводного винта, и аксиально приводится в действие зубчатой передачей;

Фиг.16 представляет собой вид в аксонометрии зубчатой передачи для приведения в действие выбранного одного из большого количества торцевых ключей;

Фиг.17 представляет собой вид, частично приподнятый, с частями, удаленными для ясности, большого количества подузлов регулятора потока, которые взаимодействуют с выбранным одним из большого количества торцевых ключей, причем торцевой ключ, по меньшей мере частично, контролируется герметичным электрическим двигателем, электрически соединенным с контроллером или блоком управления;

Фиг.18 представляет собой вид, частично приподнятый, с частями, удаленными для ясности, большого количества подузлов регулятора потока, которые взаимодействуют с выбранным одним из большого количества торцевых ключей, причем торцевой ключ, по меньшей мере частично, контролируется герметичным электрическим двигателем, реагирующим на радиопередатчик-приемник, принадлежащий контроллеру или блоку управления, и который способен передавать сигнал на радиочастоте;

Фиг.19 представляет собой вид, частично приподнятый, большого количества подузлов регулятора потока, которые взаимодействуют с выбранным одним из большого количества торцевых ключей, причем торцевой ключ, по меньшей мере частично, контролируется волоконно-оптическим приемопередатчиком, принадлежащим блоку управления, и который способен передавать сигнал с помощью светового пучка;

Фиг.20A-20S представляют собой блок-схемы иллюстративных способов работы ядерного реактора деления; и

Фиг.21A-21H представляют собой блок-схемы иллюстративных способов сборки узла управления текучей средой.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В последующем подробном описании ссылки сделаны на прилагаемые чертежи, которые составляют часть настоящего описания. На чертежах подобные обозначения обычно означают схожие элементы, если контекст не диктует иное. Иллюстративные варианты выполнения, описанные в подробном описании, показанные на чертежах и заявленные в формуле изобретения, не предназначены быть ограничивающими. Могут быть использованы другие варианты выполнения и могут быть сделаны другие изменения, не отступая от сущности или объема представленного здесь предмета изобретения.

Кроме того, настоящая заявка использует формальные названия для ясности изложения. Тем не менее, следует понимать, что названия представлены для презентационных целей, а также, что различные типы предмета изобретения могут быть обсуждены в рамках всей заявки (например, устройств(а) / структур(ы) могут быть описаны в названии(ях) процесса(ов) / операций, и/или процесс(ы) / операции могут быть обсуждены в рамках названия структур(ы) / процесса(ов); и/или описания одной темы могут охватывать два или большее количество названий тем). Таким образом, использование формальных названий не предназначено быть ни в коей мере ограничивающим.

Кроме того, описанный здесь предмет изобретения иногда иллюстрирует различные элементы, содержащиеся внутри этого предмета изобретения, или в сочетании с различными другими элементами. Следует понимать, что такая изображенная архитектура является лишь иллюстративной, и что на самом деле может быть реализовано большое количество других архитектур, которые достигают той же функциональности. В концептуальном смысле любое местоположение элементов для достижения той же функциональности эффективно «связано» так, что достигается нужная функциональность. Следовательно, любые два элемента, объединенные здесь для достижения конкретной функциональности, можно рассматривать как «связанные с» друг другом так, что нужная функциональность достигается независимо от архитектуры или промежуточных элементов. Кроме того, любой из двух так объединенных элементов также можно рассматривать как «функционально соединенные» или «функционально связанные» друг с другом для достижения требуемой функциональности, причем любые два элемента, которые могут быть соединены таким образом, можно также рассматривать как «функционально соединенные» друг с другом для достижения требуемой функциональности. Конкретные примеры функционально соединенных элементов включают, но не ограничиваются этим, физически сопрягаемые и/или физически взаимодействующие элементы и/или выполненные с возможностью взаимодействия беспроводным образом и/или взаимодействующие беспроводным образом элементы и/или логически взаимодействующие и/или выполненные с возможностью логического взаимодействия элементы.

В некоторых случаях один или большее количество элементов могут быть указаны в настоящем документе как «выполненный с возможностью». Специалистам следует понимать что «выполненный с возможностью», «приспособленный/выполненный с возможностью адаптации», «способный», «выполненный с возможностью соответствия/соответствующий», и т.д. может, как правило, относится к элементам в активном состоянии, и/или к элементам в неактивном состоянии, и/или к элементам в режиме ожидания, если контекст не требует иного.

Что касается настоящего изобретения и как уже упоминалось, во многих случаях, для каждого нейтрона, который поглощается в делящемся нуклиде, более чем один нейтрон выделяется, пока расщепляющееся ядро не истощится. Это явление используется в коммерческих ядерных реакторах для непрерывного производства тепла, которое, в свою очередь, используется для выработки электроэнергии.

Тем не менее, повреждение теплом конструкционных материалов реактора может произойти из-за «пиковой» температуры (то есть топливного канала максимальной мощности), что происходит из-за неравномерного распределения нейтронного потока в активной зоне реактора. Как хорошо известно в этом уровне техники, нейтронный поток определяется как число нейтронов, проходящих через единицу площади за единицу времени. Эта пиковая температура, в свою очередь, возникает благодаря гетерогенному распределению управляющих стержней / тепловыделяющих элементов. Тепловое повреждение может возникнуть, если пиковая температура превышает пределы материала. Кроме того, реакторы, работающие в спектре быстрых нейтронов, могут быть рассчитаны на воспроизводящий топливный материал «зоны воспроизводства», присутствующего на периферии активной зоны реактора. Такие реакторы будут иметь тенденцию к воспроизводству топлива в материал «зоны воспроизводства» путем поглощения нейтронов. Это приведет к увеличению выходной мощности на периферии реактора, когда реактор приближается к концу топливного цикла. Поток охлаждающей текучей среды через периферические узлы в начале топливного цикла реактора может поддерживать безопасную температуру эксплуатации и учитывать увеличение мощности, которое будут происходить, по мере того как выгорание увеличивается во время топливного цикла.

«Реактивность» (т.е. изменение мощности реактора) образуется из-за «выгорания» топлива. Выгорание, как правило, определяется как количество энергии, вырабатываемой на единицу массы топлива и обычно выражается в единицах мегаватт-дней на метрическую тонну тяжелого металла (МВт*день/Мтонн тяж.мет.) или гигаватт-дней на метрическую тонну тяжелого металла (ГВт*день/Мтонн тяж.мет.). В частности, изменение реактивности связано с относительной способностью реактора создавать больше или меньше нейтронов, чем точное их количество, необходимое для поддержания критической цепной реакции. Отклик реактора, как правило, определяется как производная по времени от изменения реактивности, которое приводит к экспоненциальному увеличению или уменьшению мощности реактора.

В связи с этим управляющие стержни, изготовленные из поглощающего нейтроны материала, как правило, используются для настройки и управления изменением реактивности. Такие управляющие стержни перемещают взад и вперед из активной зоны реактора, чтобы изменяющимся образом управлять поглощением нейтронов и, следовательно, уровнем нейтронного потока и реактивностью в активной зоне реактора. Уровень нейтронного потока подавлен в непосредственной близости от управляющего стержня и потенциально выше в областях, удаленных от управляющих стержней. Таким образом, поток нейтронов не является равномерным по всей активной зоне реактора. Это приводит к увеличению выгорания топлива в тех областях, в которых поток нейтронов выше. Кроме того, обыкновенный специалист в данной области атомной энергетики поймет, что изменения нейтронного потока и плотности мощности обусловлены многими факторами. Близость к управляющему стержню может или не может быть основным фактором. Например, поток нейтрон