[发明专利]一种可长途运输的气冷小堆及其安全控制方法

权利要求书

1.一种可长途运输的气冷小堆，其特征在于，所述气冷小堆为超临界二氧化碳高温气冷堆，将超临界二氧化碳高温气冷堆分为若干个独立的次临界模块，次临界模块独立地被运输，到达目的地后，将所述若干个独立的次临界模块再组装成一个完整的超临界气冷堆；每个次临界模块包括密封燃料组件，密封燃料组件内装载有燃料元件，裂变核反应在燃料元件中产生；所述燃料元件采用复合碳化硅作为包壳，包括内部区域和外部区域，外部区域包围内部区域，内部区域包括燃料颗粒及燃料颗粒分布区域，外部区域为复合碳化硅包壳区域；一个次临界模块包括7~170个密封燃料组件；所述气冷小堆采用处于超临界态的二氧化碳作为冷却剂，冷却剂从密封燃料组件底部进入、从密封燃料组件顶部出来，和燃料元件发生对流传热，最终二氧化碳将热量传递给热电转换系统，从而实现热能到电能的转变；燃料元件为球形，即燃料球；复合碳化硅作为包壳时的层数为2~8层；燃料颗粒分布区域为燃料颗粒随机镶嵌在石墨基质内，核裂变反应在燃料颗粒内部发生；所述燃料颗粒为抗熔化燃料颗粒；燃料颗粒的核心为碳化铀燃料，其中²³⁵U的富集度为16%，所述密封燃料组件为包容燃料球的构件，为六面体结构，燃料球在密封燃料组件内随机堆积；可长途运输的气冷小堆的燃料循环周期为15年，即在15年内无需更换密封燃料组件；所述密封燃料组件在卸出后能够直接保持于乏燃料运输罐中，仅仅依靠空气冷却就能够实现非能动余热排出；在运输过程中超临界二氧化碳冷却高温气冷堆是分为8个独立的次临界模块；只有到达目的地后，将8个独立次临界模块组装成一个完整的超临界气冷堆，才能达到临界。