A mobile reactor radiation shielding solution prevents activation of structural materials to reduce a radiation dosage risk to living organisms and accelerates timetables for transport. The shielding solution can include: in-vessel neutron shield, in-vessel shadow shield, transport shield, and module shadow shield. In-vessel neutron shield reduces and prevents the activation of the structural materials and significantly reduces the need for heavy shielding to shield against the gamma emissions from activated structural materials. In-vessel shadow shield provides neutron and gamma shielding between the reactor and a balance-of-plant (BOP) module and control system. In-vessel shadow shield is placed near the active nuclear core to minimize size of the shield while maximizing the protected arc to shield radiation workers while preparing the nuclear reactor for transport. Transport shield is used during transportation when living organisms come into proximity of the reactor. Module shadow shield shields reactor control components and BOP module during operation.
G21F 5/10 - Dispositifs d'évacuation de chaleur spécialement adaptés à ces récipients, p. ex. utilisant une circulation de fluide ou des ailettes de refroidissement
G21C 13/024 - Structures supportant les cuves de pression ou les enceintes de confinement
To reduce size and mass of a nuclear reactor system, an integrated in-vessel shield separates the role of a neutron reflector and a neutron shield. Nuclear reactor system includes a pressure vessel including an interior wall and a nuclear reactor core located within the interior wall of the pressure vessel. Nuclear reactor core includes a plurality of fuel elements and at least one moderator element. Nuclear reactor system includes a reflector located inside the pressure vessel that includes a plurality of reflector blocks laterally surrounding the plurality of fuel elements and the at least one moderator element. Nuclear reactor system includes the in-vessel shield located on the interior wall of the pressure vessel to surround the reflector blocks. In-vessel shield is formed of two or more neutron absorbing materials. The two more neutron absorbing materials include a near black neutron absorbing material and a gray neutron absorbing material.
G21C 13/02 - Enceintes sous pressionEnceintes d'enveloppeEnveloppes en général Détails
G21C 7/24 - Emploi de substances spécifiées pour utilisation comme matériau absorbant les neutrons
C04B 35/563 - Produits céramiques mis en forme, caractérisés par leur compositionCompositions céramiquesTraitement de poudres de composés inorganiques préalablement à la fabrication de produits céramiques à base de non oxydes à base de carbures à base de carbure de bore
A nuclear reactor system includes a nuclear reactor core disposed in a pressure vessel. Nuclear reactor system further includes control drums disposed longitudinally within the pressure vessel and laterally surrounding fuel elements and at least one moderator element of the nuclear reactor core to control reactivity. Each of the control drums includes a reflector material and an absorber material. Nuclear reactor system further includes an automatic shutdown controller and an electrical drive mechanism coupled to rotatably control the control drum. Automatic shutdown controller includes a counterweight to impart a bias and an actuator. To automatically shut down the nuclear reactor core during a loss or interruption of electrical power from a power source to the electrical drive mechanism, the actuator is coupled to the counterweight and responsive to the bias to align the absorber material of one or more control drums to face inwards towards the nuclear reactor core.
G21C 9/027 - Moyens pour effectuer une réduction très rapide du facteur de réactivité dans des conditions défectueuses, p. ex. fusible pour réacteur par le mouvement rapide d'un solide, p. ex. de boulets
An enhanced architecture for a nuclear reactor core includes several technologies: (1) nuclear fuel tiles (S-Block); and (2) a high-temperature thermal insulator and tube liners with a low-temperature solid-phase moderator (U-Mod) to improve safety, reliability, heat transfer, efficiency, and compactness. In S-Block, nuclear fuel tiles include a fuel shape designed with an interlocking geometry pattern to optimize heat transfer between nuclear fuel tiles and into a fuel coolant and bring the fuel coolant in direct contact with the nuclear fuel tiles. Nuclear fuel tiles can be shaped with discontinuous nuclear fuel lateral facets and have fuel coolant passages formed therein to provide direct contact between the fuel coolant and the nuclear fuel tiles. In U-Mod, tube liners with low hydrogen diffusivity retain hydrogen in the low-temperature solid-phase moderator even at elevated temperatures and the high-temperature thermal insulator insulates the solid-phase moderator from the nuclear fuel tiles.
G21C 3/322 - Moyens pour influencer l'écoulement du réfrigérant à travers ou autour des faisceaux
G21C 1/20 - Réacteurs hétérogènes, c.-à-d. dans lesquels le combustible et le modérateur sont séparés le modérateur n'étant pas substantiellement pressurisé, p. ex. réacteur à pile piscine le modérateur et le réfrigérant étant différents ou séparés, p. ex. réacteur sodium-graphite le réfrigérant étant pressurisé le modérateur étant liquide, p. ex. réacteur à tubes de force
G21C 15/08 - Aménagement ou disposition de passages dans lesquels la chaleur est transférée au réfrigérant, p. ex. pour la circulation du réfrigérant à travers les supports des éléments combustibles provenant du matériau modérateur
G21C 15/04 - Aménagement ou disposition de passages dans lesquels la chaleur est transférée au réfrigérant, p. ex. pour la circulation du réfrigérant à travers les supports des éléments combustibles provenant du matériau fissile ou surrégénérateur
5.
RADIATION SHIELDING FOR COMPACT AND TRANSPORTABLE NUCLEAR POWER SYSTEMS
A mobile reactor radiation shielding solution prevents activation of structural materials to reduce a radiation dosage risk to living organisms and accelerates timetables for transport. The shielding solution can include: in-vessel neutron shield, in-vessel shadow shield, transport shield, and module shadow shield. In-vessel neutron shield reduces and prevents the activation of the structural materials and significantly reduces the need for heavy shielding to shield against the gamma emissions from activated structural materials. In-vessel shadow shield provides neutron and gamma shielding between the reactor and a balance-of-plant (BOP) module and control system. In-vessel shadow shield is placed near the active nuclear core to minimize size of the shield while maximizing the protected arc to shield radiation workers while preparing the nuclear reactor for transport. Transport shield is used during transportation when living organisms come into proximity of the reactor. Module shadow shield shields reactor control components and BOP module during operation.
G21C 7/06 - Commande de la réaction nucléaire par application de matériau absorbant les neutrons, c.-à-d. matériau avec section efficace d'absorption excédant largement la section efficace de réflexion
G21C 13/00 - Enceintes sous pressionEnceintes d'enveloppeEnveloppes en général
G21C 13/02 - Enceintes sous pressionEnceintes d'enveloppeEnveloppes en général Détails
A nuclear reactor system includes a nuclear reactor core disposed in a pressure vessel. Nuclear reactor system further includes control drums disposed longitudinally within the pressure vessel and laterally surrounding fuel elements and at least one moderator element of the nuclear reactor core to control reactivity. Each of the control drums includes a reflector material and an absorber material. Nuclear reactor system further includes an automatic shutdown controller and an electrical drive mechanism coupled to rotatably control the control drum. Automatic shutdown controller includes a counterweight to impart a bias and an actuator. To automatically shut down the nuclear reactor core during a loss or interruption of electrical power from a power source to the electrical drive mechanism, the actuator is coupled to the counterweight and responsive to the bias to align the absorber material of one or more control drums to face inwards towards the nuclear reactor core.
An enhanced architecture for a nuclear reactor core includes several technologies: (1) nuclear fuel tiles (S-Block); and (2) a high-temperature thermal insulator and tube liners with a low-temperature solid-phase moderator (U-Mod) to improve safety, reliability, heat transfer, efficiency, and compactness. In S-Block, nuclear fuel tiles include a fuel shape designed with an interlocking geometry pattern to optimize heat transfer between nuclear fuel tiles and into a fuel coolant and bring the fuel coolant in direct contact with the nuclear fuel tiles. Nuclear fuel tiles can be shaped with discontinuous nuclear fuel lateral facets and have fuel coolant passages formed therein to provide direct contact between the fuel coolant and the nuclear fuel tiles. In U-Mod, tube liners with low hydrogen diffusivity retain hydrogen in the low-temperature solid- phase moderator even at elevated temperatures and the high-temperature thermal insulator insulates the solid-phase moderator from the nuclear fuel tiles.
B64D 27/22 - Aéronefs caractérisés par le type ou la position des groupes moteurs utilisant l'énergie atomique
G21C 1/06 - Réacteurs hétérogènes, c.-à-d. dans lesquels le combustible et le modérateur sont séparés
G21C 1/12 - Réacteurs hétérogènes, c.-à-d. dans lesquels le combustible et le modérateur sont séparés le modérateur étant hautement pressurisé, p. ex. réacteur à eau bouillante, réacteur à surchauffe intégrale, réacteur à eau pressurisée le modérateur et le réfrigérant étant différents ou séparés le modérateur étant solide, p. ex. réacteur du type Magnox
G21C 5/22 - Structure du modérateur ou du cœurEmploi de matériaux spécifiés comme modérateur caractérisée par l'installation de plus d'une zone active dans laquelle une des zones est une zone de surchauffe
G21D 5/06 - Réacteur et moteur non structurellement combinés dont l'agent intermédiaire de travail du moteur circule à travers le cœur du réacteur
To reduce size and mass of a nuclear reactor system, an integrated in-vessel separates the role of a neutron reflector and a neutron shield. Nuclear reactor system includes a pressure vessel including an interior wall and a nuclear reactor core located within the interior wall of the pressure vessel. Nuclear reactor core includes a plurality of fuel elements and at least one moderator element. Nuclear reactor system includes a reflector located inside the pressure vessel that includes a plurality of reflector blocks laterally surrounding the plurality of fuel elements and the at least one moderator element. Nuclear reactor system includes the in-vessel shield located on the interior wall of the pressure vessel to surround the reflector blocks. In-vessel shield is formed of two or more neutron absorbing materials. The two more neutron absorbing materials include a near black neutron absorbing material and a gray neutron absorbing material.
The present invention relates generally to electric power and process heat generation using a modular, compact, transportable, hardened nuclear generator rapidly deployable and retrievable, comprising power conversion and electric generation equipment fully integrated within a single pressure vessel housing a nuclear core. The resulting transportable nuclear generator does not require costly site-preparation, and can be transported fully operational. The transportable nuclear generator requires an emergency evacuation area substantially reduced with respect to other nuclear generators as it may be configured for operation with a melt-proof conductive ceramic core which allows decay heat removal even under total loss of coolant scenarios.
G21C 7/06 - Commande de la réaction nucléaire par application de matériau absorbant les neutrons, c.-à-d. matériau avec section efficace d'absorption excédant largement la section efficace de réflexion
G21C 1/32 - Réacteurs du type intégré, c.-à-d. réacteurs dans lesquels des parties associées de façon fonctionnelle avec le réacteur, mais non essentielles à la réaction, p. ex. des échangeurs de chaleur, sont disposées à l'intérieur de l'enveloppe avec le cœur
G21C 7/08 - Commande de la réaction nucléaire par application de matériau absorbant les neutrons, c.-à-d. matériau avec section efficace d'absorption excédant largement la section efficace de réflexion par déplacement des éléments de commande solides, p. ex. barres de commandes
G21C 9/033 - Moyens pour effectuer une réduction très rapide du facteur de réactivité dans des conditions défectueuses, p. ex. fusible pour réacteur par un fluide absorbant
G21C 13/02 - Enceintes sous pressionEnceintes d'enveloppeEnveloppes en général Détails
G21D 5/02 - Réacteur et moteur structurellement combinés, p. ex. portatifs
F28F 1/42 - Éléments tubulaires ou leurs ensembles avec moyens pour augmenter la surface de transfert de chaleur, p. ex. avec des ailettes, avec des saillies, avec des évidements les moyens étant à la fois à l'extérieur et à l'intérieur de l'élément tubulaire
F28D 7/00 - Appareils échangeurs de chaleur comportant des ensembles de canalisations tubulaires fixes pour les deux sources de potentiel calorifique, ces sources étant en contact chacune avec un côté de la paroi d'une canalisation
F28D 7/10 - Appareils échangeurs de chaleur comportant des ensembles de canalisations tubulaires fixes pour les deux sources de potentiel calorifique, ces sources étant en contact chacune avec un côté de la paroi d'une canalisation les canalisations étant disposées l'une dans l'autre, p. ex. concentriquement
F22B 1/06 - Méthodes de production de vapeur caractérisées par le genre de chauffage par exploitation de l'énergie thermique contenue dans une source chaude la source chaude étant un corps fonduEmploi de métal fondu, p. ex. du zinc, comme milieu transmetteur de chaleur
F22B 1/12 - Méthodes de production de vapeur caractérisées par le genre de chauffage par exploitation de l'énergie thermique contenue dans une source chaude la source chaude étant de la vapeur produite par un procédé cyclique indirect
F22B 37/00 - Détails ou parties constitutives des chaudières à vapeur
G21C 19/00 - Dispositions pour le traitement, pour la manipulation, ou pour faciliter la manipulation, du combustible ou d'autres matériaux utilisés à l'intérieur du réacteur, p. ex. à l'intérieur de l'enceinte sous pression
G21C 7/28 - Commande de la réaction nucléaire par déplacement du réflecteur ou de parties de celui-ci
G21C 15/04 - Aménagement ou disposition de passages dans lesquels la chaleur est transférée au réfrigérant, p. ex. pour la circulation du réfrigérant à travers les supports des éléments combustibles provenant du matériau fissile ou surrégénérateur
G21C 3/30 - Assemblages d'un certain nombre d'éléments combustibles sous forme d'une unité rigide
brevets
