阅读说明：本技术 一种熔盐堆燃料制备与装卸系统 (Molten salt reactor fuel preparation and handling system ) 是由 冀锐敏 严睿 汤睿 邹杨 于世和 李明海 于 2020-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种熔盐堆燃料制备与装卸系统。该系统包括装料罐和备料罐,并与反应堆系统连接；其中,反应堆系统的运行液位限值处连接一液位控制管路；备料罐为一封闭空间；备料罐中的上部还设有至少一个定量一罐；定量一罐和备料罐之间设有一加料控制管路,加料控制管路的入口设于备料罐底部,加料控制管路穿设于定量一罐的罐体、且加料控制管路的出口设于定量一罐的上部,用于控制加料量。本发明的熔盐堆燃料制备与装卸系统能够实现对添加盐的精确控制,且能够有效控制反应堆系统中燃料盐的液位,设备简单、占地面积小,简化了熔盐堆加料操作,降低熔盐堆中部分设备的测量精度需求,安全可靠,灵活度高。(The invention discloses a molten salt reactor fuel preparation and loading and unloading system. The system comprises a charging tank and a material preparing tank, and is connected with a reactor system; wherein, the operating liquid level limit of the reactor system is connected with a liquid level control pipeline; the material preparing tank is a closed space; the upper part of the material preparing tank is also provided with at least one quantitative tank; a feeding control pipeline is arranged between the first quantitative tank and the material preparation tank, the inlet of the feeding control pipeline is arranged at the bottom of the material preparation tank, the feeding control pipeline penetrates through the tank body of the first quantitative tank, and the outlet of the feeding control pipeline is arranged on the upper portion of the first quantitative tank and used for controlling the feeding amount. The molten salt reactor fuel preparation and handling system provided by the invention can realize accurate control on salt addition, can effectively control the liquid level of fuel salt in the reactor system, is simple in equipment and small in occupied area, simplifies the molten salt reactor charging operation, reduces the measurement accuracy requirement of partial equipment in the molten salt reactor, and is safe, reliable and high in flexibility.)

一种熔盐堆燃料制备与装卸系统

技术领域

本发明涉及一种熔盐堆燃料制备与装卸系统。

背景技术

熔盐堆是***先进反应堆之一，也是唯一使用液体燃料的堆型，因此在固有安全性、核燃料可持续发展以及防核扩散等方面具有独特的优势。熔盐堆燃料通常使用氟盐混合物(如LiF-BeF₂-ZrF₄-UF₄、LiF-BeF₂-UF₄-ThF₄、NaF-ZrF₄-UF₄等)或氯盐混合物(如UCl₄-UCl₃-NaCl、NaCl-UCl₃、NaCl-UCl₄等)，将其运行在高温状态下。传统的组件型核燃料在专门的工厂内制造完成后，直接转运至核电厂进行组装，运行结束后拆下旧的燃料组件更换新的燃料组件。熔盐堆的燃料则可以在现场进行配置，由载体盐和添加盐混合制成燃料盐，即燃料盐中铀-235等易裂变核素的浓度可以在运行过程中进行灵活调节。因此，熔盐堆的燃料装卸系统与反应堆设计和运行建立了更加紧密的关系。由于燃料的独特性，熔盐堆装卸料系统不仅需要具备将燃料装入和卸出的功能，更需要具备燃料盐的制备功能(包括添加盐的定量加载，与载体盐和添加盐的混合功能)，燃料盐中铀-235等关键核素的调整功能。

熔盐堆运行温度最高可达近千度，但通常启动温度略高于熔点，约五百度。而熔盐的膨胀系数远大于熔盐堆中合金和石墨等结构材料的膨胀系数。也就意味着，在运行过程中，熔盐的体积和反应堆系统内或反应堆容器中熔盐液位可能会有较大的波动，对反应堆的设计，尤其是一体化反应堆设计提出了一定的要求。熔盐热堆中通常使用石墨作为慢化剂兼熔盐流道的结构材料。石墨材料在安装过程中和反应堆运行过程可能有部分碎屑析出而漂浮于熔盐表面，可能对熔盐泵等关键设备造成一定的损伤。

综上所述，熔盐堆装卸料系统至少应当具备如下功能：添加盐、载体盐和燃料盐存储功能、添加盐定量添加功能，燃料盐混匀功能(即载体盐和添加盐的混合功能)，燃料盐取样功能，燃料盐注入和燃料盐排出功能。对应于以上需求，熔盐堆装卸料系统通常采用不同的储罐分别完成添加盐、载体盐和燃料盐的存储，通过载体盐和/或燃料盐在储罐间的流动和倒料，完成燃料盐的混匀。除此之外，还需特别解决以下问题：

1)在燃料的配置过程中涉及临界安全问题，添加盐的加入量需进行精确控制。在反应堆运行的不同阶段，需要加入不同的量(从上百千克到几十千克，甚至几千克)，现有技术中通过使用小罐或胶囊定量分装的方法解决该问题。由于熔盐堆通常需要装载几吨的燃料盐，包括几百千克的添加盐，分装需要提前准备大量的小罐或胶囊。

2)由于熔盐堆系统结构复杂，并且不同成分的熔盐的膨胀系数也不同，因此燃料盐的准备量(设计阶段的计算值)和反应堆运行所需的实际装料量(简称运行装料量)可能存在较大的差异。燃料盐的准备量可能超出运行装料量的10％甚至更多。该问题导致在实际操作阶段的燃料加载过程中，对加料操作要求很高，既要达到运行所需的装料量，又不能超过运行限值，否则可能会影响部分设备功能。运行装料量的指示通常由液位计给出，如果运行装料量的允许范围较小，则需要对于液位计和加料操作提出更高的要求，通常通过降低加料速度，大幅度延长加料时间为代价。

因此，需要设计一种安全、可靠、简便、灵活的熔盐堆燃料制备与装卸系统，才能保障熔盐堆的安全运行。

发明内容

本发明为了解决现有技术中熔盐堆燃料装卸系统为了实现添加盐的精确控制而导致的设备复杂，占地面积大；以及难以满足反应堆系统中对于液位计和加料操作的高要求，而提供了一种熔盐堆燃料制备与装卸系统。本发明中的熔盐堆燃料装卸系统能够实现对添加盐的精确控制，且能够有效控制反应堆系统中燃料盐的液位，设备简单、占地面积小，操作简便，安全可靠，灵活度高。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种熔盐堆燃料制备与装卸系统，其包括装料罐和备料罐，并与反应堆系统连接；其中，

所述反应堆系统的运行液位限值处连接一液位控制管路；

所述反应堆系统的底部连接一燃料盐装料管一路，所述燃料盐装料管一路的另一端延伸至所述装料罐的底部，用于所述熔盐堆燃料装料至所述反应堆系统；

所述备料罐为一封闭空间，所述备料罐的上部设有一第一进气管和第一排气管；所述备料罐中的上部还设有至少一个定量一罐；所述定量一罐和所述备料罐之间设有一加料控制管路，所述加料控制管路的入口设于所述备料罐底部，所述加料控制管路穿设于所述定量一罐的罐体、且所述加料控制管路的出口设于所述定量一罐的上部，用于控制加料量；所述定量一罐为一封闭空间，所述定量一罐的上部设有一第二进气管和第二排气管；使用时为了实现加料，控制所述备料罐与所述定量一罐之间有正压差(该正压差可为0.005MPa-0.02MPa，或者正压差的数值可大于ρgh₁且小于ρgh₂，其中ρ是指燃料盐的密度，g是指重力加速度，h₁是指所述加料控制管路的长度，h₂是指所述备料罐的高度)，加料的料盐克服重力作用，自所述备料罐沿所述加料控制管路输送至所述定量一罐中，料盐逐步充满所述定量一罐；然后，控制所述备料罐与所述定量一罐之间有负压差，所述定量一罐的液位下降至与所述加料控制管路的出口齐平，实现料盐的定量；与所述定量一罐匹配的燃料盐装料管二路连通所述定量一罐与所述装料罐，用于将定量好的料盐转移至所述装料罐。

本发明中，对于设置的至少一个定量一罐，本领域技术人员知晓，可以通过控制单只定量一罐的体积大小进行加料量的控制；在此基础上，还可以对单只定量一罐，设置所述加料控制管路的出口高度，进一步实现加料量的灵活控制。

较佳地，所述定量一罐中还套设至少一定量二罐和与所述定量二罐匹配的燃料盐装料管三路；所述定量二罐的罐口高度低于定量一罐的高度、且高于所述加料控制管路的出口的高度；所述燃料盐装料管三路连通所述定量二罐与所述装料罐，用于将定量好的料盐转移至所述装料罐。

在设有定量二罐时，为了实现加料，控制所述备料罐与所述定量一罐之间有正压差(该正压差可为0.005MPa-0.02MPa，或者正压差的数值可大于ρgh₁且小于ρgh₂，其中ρ是指燃料盐的密度，g是指重力加速度，h₁是指所述加料控制管路的长度，h₂是指所述备料罐的高度)，加料的料盐自所述备料罐中输送至所述定量一罐中，料盐逐步充满所述定量一罐并浸没所述定量二罐，然后，控制所述备料罐与所述定量一罐之间有负压差，所述定量二罐的液面与所述定量二罐的罐口高度平齐，所述定量一罐的液位下降至与所述加料控制管路的出口齐平；实现料盐的至少两份定量；更进一步实现加料量的灵活控制。

在将所述定量一罐或所述定量二罐中定量好的料盐加料至所述装料罐时，控制所述定量一罐或所述定量二罐，与所述装料罐之间有正压差(该正压差可为0.005MPa-0.1MPa；或者该正压差的数值可大于ρgh₃，其中ρ是指燃料盐的密度，g是指重力加速度，h₃指所述燃料盐装料管二路最高点与所述定量一罐的罐底之间的高度差，或者h₃指所述燃料盐装料管三路最高点与所述定量二罐的罐底之间的高度差)，所述定量一罐或所述定量二罐的料盐经所述燃料盐装料管二路或所述燃料盐装料管三路输送至所述装料罐，并且，在输送过程中，若监控到所述定量一罐或所述定量二罐的压力突降，则说明料盐输送完成。使用时，若定量好的定量一罐中的物料和定量好的定量二罐中的物料均需加料至所述装料罐，将定量一罐中的物料或定量好的定量二罐中的物料分步输送即可。

本发明中，所述反应堆系统为本领域常规所说的反应堆系统，其内部可用于进行所述熔盐堆燃料的核反应。

其中，较佳地，所述反应堆系统还设有一燃料盐卸料管路；所述燃料盐卸料管路一端与所述反应堆系统的底部连接，另一端与一卸料罐连接；更佳地，所述卸料罐与所述装料罐可以集成为一体罐，用于同时实现装料与卸料的功能；具体地，两个功能根据实际使用情况流程切换即可，与此同时，所述燃料盐卸料管路与所述燃料盐装料管一路也相应较佳地集成为一路管路。

其中，所述反应堆系统一般包括一第一进口、一第一出口和一第二出口；所述第一进口用于与所述燃料盐装料管一路连接；所述第一出口用于与所述液位控制管路连接，所述第二出口用于与所述燃料盐卸料管路连接。较佳地，当所述燃料盐卸料管路与所述燃料盐装料管一路集成为一路管路时，所述第一进口和所述第二出口集成为同一个开口。当所述反应堆系统中的燃料盐超过运行限值时就会通过所述液位控制管路流出所述反应堆系统。所述运行液位限值是指所述反应堆系统中的燃料盐的运行限值，超过所述运行液位限值会影响部分设备功能(不同的熔盐堆设计会有所不同；例如一体化堆设计中选用的堆芯压紧板的耐腐蚀性较差，若燃料盐的液面超过运行限值，会对其寿命造成影响)。本发明中，所述反应堆系统中可无需高精度的反应堆液位计，加料操作简单，设备成本低且安全可靠。在向所述反应堆系统装料时，通过监控所述液位控制管路的温度，可获知装料的进度。通过所述液位控制管路，还可收集所述反应堆系统内漂浮在液面表层的石墨碎屑，后可利用过滤层进行自动过滤，降低对熔盐泵等关键设备的损害风险。

其中，所述反应堆系统一般还包括一第三进气管和一第三排气管，用于调控反应堆系统的氛围和气压状态。较佳地，所述第三进气管和所述第三排气管分别与气源系统和尾气系统连接。

其中，较佳地，所述反应堆系统包括一可插拔结构件。所述可插拔结构件可在反应堆系统中对于反应性价值较低的区域，例如所述反应堆系统的上部。所述可插拔结构件与所述液位控制管路配合，共同调节所述反应堆系统内的液位。

较佳地，所述可插拔结构件的大小、形状可根据不同的反应堆系统进行设计，所述可插拔结构件的体积可为所述反应堆系统中燃料盐体积的1％～5％。

较佳地，所述可插拔结构件的材料为金属或石墨。所述金属较佳地为哈N合金，例如为镍铬合金或镍铬钼合金，具有良好的抗腐蚀性和热稳定性。

本发明中，所述装料罐为本领域常规所说的装料罐，用于向所述反应堆系统的装料，还可用于所述反应堆系统的卸料。

其中，较佳地，当所述装料罐与所述卸料罐集成为一体罐时，所述装料罐位于所述反应堆系统的下方。因此，在所述反应堆系统的卸料过程是依靠重力进行的，属于非能动安全停堆系统，可以达到长期安全停堆的效果。卸料时，若所述反应堆系统中包括可插拔结构件，可将所述可插拔结构件全部***所述反应堆系统中，使得卸料可同时通过所述液位控制管路和燃料盐卸料管路卸料，加速完成所述熔盐堆燃料的排出和反应堆停堆。

其中，所述装料罐一般包括一第三出口，用于所述装料罐与所述燃料盐装料管一路的连接。

其中，所述装料罐一般在进行燃料盐装载时，与燃料盐配套的载体盐已经装载在装料罐中，本领域技术人员知晓载体盐可利用燃料盐装料管二路或其他可装料至所述装料罐的管路实现载体盐的装料。

其中，所述装料罐一般还包括一第四进气管和一第四排气管，用于调控装料罐的氛围和气压状态。较佳地，所述第四进气管和所述第四排气管分别与气源系统和尾气系统连接。当需要将所述装料罐中的料盐加料至所述反应堆系统时，控制所述装料罐与所述反应堆系统有正压差(该正压差可为0.02MPa-0.2MPa，或者该正压差的数值可大于ρgh₄，其中ρ是指燃料盐的密度，g是指重力加速度，h₄指所述反应堆系统中燃料盐液面处与所述装料罐的罐底之间的高度差)，加料的料盐克服重力作用，自所述装料罐沿所述燃料盐装料管一路输送至所述反应堆系统中。

本发明中，所述备料罐为本领域常规所说的备料罐。通过在所述备料罐中集成所述定量一罐，同时实现如下功能：完成大量添加盐的存储，并且添加盐的加料过程中可进行多级自动定量功能，减少了系统复杂性，增加了系统的灵活性和可靠性。

其中，所述备料罐一般在进行燃料盐装载时，备料罐中已经备好料，本领域技术人员知晓燃料盐的备料可通过与所述备料罐连通的任意管路进行燃料盐的备料补充。

其中，每个所述定量一罐一般包括一第四出口，用于与所述燃料盐装料管二路连接。

其中，当所述定量一罐中还套设至少一定量二罐和与所述定量二罐匹配的燃料盐装料管三路时，每个所述定量二罐一般包括一第五出口，用于与所述燃料盐装料管三路连接。

较佳地，所述燃料盐装料管二路和所述燃料盐装料管三路的沿装料方向汇集为第一汇集管路后，再与装料罐连接。

较佳地，所述定量一罐包括一热电偶。所述热电偶较佳地位于所述定量一罐的上部。当所述备料罐与所述定量一罐之间有正压差时，所述定量一罐内的液面会不断上升，所述定量一罐的上部温度随之上升，位于定量一罐上部的所述热电偶可用于判断所述定量一罐中的物料是否已经灌满。

本发明中，所述第一进气管与所述第一排气管一般分别与气源系统和尾气系统连接。

本发明中，所述第二进气管与所述第二排气管一般分别与气源系统和尾气系统连接。

本发明一优选实施方式中，所述液位控制管路靠近所述第一出口的位置设有第一隔离阀。

本发明一优选实施方式中，所述燃料盐装料管一路靠近所述第一进口的位置设有第三隔离阀。

本发明一优选实施方式中，所述燃料盐装料管二路靠近所述第四出口的位置设有第四隔离阀。

在此基础上，当所述定量一罐中还套设至少一定量二罐和匹配的燃料盐装料管三路时，所述燃料盐装料管三路中靠近所述第五出口的位置设有第五隔离阀；较佳地，所述燃料盐装料管三路和所述燃料盐装料管二路沿装料方向汇集为第一汇集管路后，还设有第六隔离阀。

本发明中，较佳地，所述反应堆系统通过所述液位控制管路与一溢流罐连接。较佳地，所述溢流罐还通过一燃料盐混合管路与所述装料罐连接，用于所述熔盐堆燃料于所述溢流罐与所述装料罐的来回输送。本领域技术人员知晓，所述燃料盐混合管路在所述溢流罐中的一端开口位于所述溢流罐的底部；在所述装料罐的一端开口位于所述装料罐的底部。

其中，较佳地，所述溢流罐包括一第一开口，用于与所述燃料盐混合管路的连接。

其中，较佳地，所述燃料盐混合管路和所述液位控制管路汇集为一路管路之后，再与所述溢流罐连接。

其中，较佳地，所述燃料盐混合管路和所述燃料盐装料管一路汇集为一路管路之后，再与所述装料罐连接。

本发明一优选实施方式中，所述液位控制管路靠近所述第一开口的位置设有第二隔离阀。

本发明一优选实施方式中，所述燃料盐混合管路上依次设有第七隔离阀和第八隔离阀。更佳地，所述第七隔离阀与所述第八隔离阀之间与取样器连通，所述取样器处设有一第九隔离阀。

其中，所述溢流罐一般还包括一第五进气管和一第五排气管，用于调控溢流罐的氛围和气压状态。当添加盐添加至所述装料罐中需要与燃料盐充分混合得到熔盐堆燃料时，通过控制所述溢流罐与所述装料罐中的气压差，使得料盐经所述燃料盐混合管路于所述溢流罐和所述装料罐中进行来回输送，实现所述熔盐堆燃料的混匀制备。

较佳地，所述第五进气管和所述第五排气管分别与气源系统和尾气系统连接。

本发明中，“添加盐”一般是指UF₄、ThF₄、UCl₃或UCl₄等一类的熔盐；“载体盐”一般是指LiF和BeF₂的混合物、NaF、ZrF₄或NaCl等一类的熔盐。

本发明中，“隔离阀”用于各熔盐管路中，隔离熔盐堆燃料。所述第一隔离阀用于控制所述液位控制管路的运行。所述第二隔离阀、所述第七隔离阀和所述第八隔离阀用于控制所述熔盐堆燃料于所述溢流罐与所述装料罐的来回输送。所述第三隔离阀用于控制所述熔盐堆燃料于所述反应堆系统与所述装料罐的来回输送。所述第四隔离阀、所述第五隔离阀、所述第六隔离阀用于控制所述将所述定量一罐或所述定量二罐中的所述熔盐堆燃料输送至所述装料罐。此外，所述第二隔离阀、所述第七隔离阀和所述第九隔离阀同时打开可检测所述溢流罐中物料；所述第八隔离阀和所述第九隔离阀同时打开可检测所述装料罐中物料；所述第一隔离阀、所述第七隔离阀和所述第九隔离阀同时打开可检测所述反应堆系统中的物料(可将所述可插拔结构件***所述反应堆系统)。

本发明中，“进气管”与气源系统连接。“排气管”与尾气系统连接。“进气管”和“排气管”的端口均设有气路调节阀；进气量和排气量由气路调节阀控制。

上述进气和尾气可配置流量调节和压力测量仪表。各熔盐管路上可配置温度测量仪表。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：

(1)本发明的反应堆系统中设有液位控制管路，且在熔盐堆燃料装卸系统中的备料罐中通过加料控制管路连接集成定量一罐，必要时配合定量二罐，可完成大量添加盐的存储和加料过程中添加盐多级定量功能。本发明能够实现对添加盐的精确控制，且能够有效控制反应堆系统中燃料盐的液位，设备简单、占地面积小，简化了熔盐堆加料操作，降低熔盐堆中部分设备的测量精度需求，安全可靠，灵活度高。

(2)当本发明中的液位控制管路与溢流罐连接时，可以在液位控制管路内的温度升高时，自动排出部分熔盐。事故状况下，溢流罐和装料罐可共同用做反应堆停堆手段，可以达到长期安全停堆的效果。

(3)液位控制管路还可以和堆内可插拔结构件配合，调节堆内熔盐量；还可自动排出浮于熔盐表层的石墨残渣，降低对熔盐泵等关键设备的损害风险。

(4)本发明中可将取样装置设于熔盐管路中，无需在反应堆内和储罐内设置取样装置。

附图说明

图1为实施例1中的熔盐堆燃料装卸系统的装置和熔盐示意图。

图2为实施例1中的熔盐堆燃料装卸系统的装置和气路示意图。

附图标记说明

反应堆系统100

液位控制管路101

燃料盐装料管一路102

第一进口103

第一出口104

第三进气管105

第三排气管106

可插拔结构件107

第一隔离阀108

第三隔离阀109

装料罐200

第三出口201

第四进气管202

第四排气管203

备料罐300

第一进气管301

第一排气管302

定量一罐303

加料控制管路304

第二进气管305

第二排气管306

燃料盐装料管二路307

定量二罐308

燃料盐装料管三路309

第六隔离阀310

第四出口311

第五出口312

第一汇集管路313

热电偶314

第四隔离阀315

第五隔离阀316

溢流罐400

第一开口401

第二隔离阀402

第七隔离阀403

第八隔离阀404

第九隔离阀405

第五进气管406

第五排气管407

燃料盐混合管路408

取样器500

气源系统601

尾气系统602

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

实施例1

如图1-2所示，本实施例中为一种熔盐堆燃料制备与装卸系统，其包括装料罐200和备料罐300，并与反应堆系统100连接。

其中，反应堆系统100的运行液位限值处连接一液位控制管路101。反应堆系统100的底部连接一燃料盐装料管一路102，燃料盐装料管一路102的另一端延伸至装料罐200的底部，用于熔盐堆燃料装料至反应堆系统100。

备料罐300为一封闭空间，备料罐300的上部设有一第一进气管301和第一排气管302；备料罐300中的上部还设有至少一个定量一罐303；定量一罐303和备料罐300之间设有一加料控制管路304，加料控制管路304的入口设于备料罐300底部，加料控制管路304穿设于定量一罐303的罐体、且加料控制管路304的出口设于定量一罐303的上部，用于控制加料量；定量一罐303为一封闭空间，定量一罐303的上部设有一第二进气管305和第二排气管306。

定量一罐303中还套设至少一定量二罐308和与定量二罐308匹配的燃料盐装料管三路309；定量二罐308的罐口高度低于定量一罐303的高度、且高于加料控制管路304的出口的高度；燃料盐装料管三路309连通定量二罐308与装料罐200，用于将定量好的料盐转移至装料罐200。定量一罐303包括一热电偶314。热电偶314位于定量一罐303的上部。

每个定量一罐303包括一第四出口311，用于与燃料盐装料管二路307连接。每个定量二罐308包括一第五出口312，用于与燃料盐装料管三路309连接。燃料盐装料管二路307和燃料盐装料管三路309的沿装料方向汇集为第一汇集管路313后，再与装料罐200连接。

第一进气管301与第一排气管302分别与气源系统601和尾气系统602连接。第二进气管305与第二排气管306分别与气源系统601和尾气系统602连接。

使用时为了实现加料，控制备料罐300与定量一罐303之间有正压差(该正压差可为0.005MPa-0.02MPa，或者正压差的数值可大于ρgh₁且小于ρgh₂，其中ρ是指燃料盐的密度，g是指重力加速度，h₁是指加料控制管路304的长度，h₂是指备料罐300的高度)，加料的料盐克服重力作用，自备料罐300沿加料控制管路304输送至定量一罐303中，料盐逐步充满定量一罐303；然后，控制备料罐300与定量一罐303之间有负压差，定量一罐303的液位下降至与加料控制管路304的出口齐平，实现料盐的定量；对于设置的至少一个定量一罐303，一方面可以通过控制单只定量一罐303的体积大小进行加料量的控制；在此基础上，还可以对单只定量一罐303，设置加料控制管路304的出口高度，进一步实现加料量的灵活控制。

对于定量二罐308，为了实现加料，控制备料罐300与定量一罐303之间有正压差(该正压差可为0.005MPa-0.02MPa，或者正压差的数值可大于ρgh₁且小于ρgh₂，其中ρ是指燃料盐的密度，g是指重力加速度，h₁是指加料控制管路304的长度，h₂是指备料罐300的高度)，加料的料盐自备料罐300中输送至定量一罐303中，料盐逐步充满定量一罐303并浸没定量二罐308，然后，控制备料罐300与定量一罐303之间有负压差，定量二罐308的液面与定量二罐308的罐口高度平齐，定量一罐303的液位下降至与加料控制管路304的出口齐平；实现料盐的至少两份定量；更进一步实现加料量的灵活控制。

在将定量一罐303或定量二罐308中定量好的料盐加料至装料罐200时，控制定量一罐303或定量二罐308，与装料罐200之间有正压差(该正压差可为0.005MPa-0.1MPa；或者该正压差的数值可大于ρgh₃，其中ρ是指燃料盐的密度，g是指重力加速度，h₃指所述燃料盐装料管二路最高点与所述定量一罐的罐底之间的高度差，或者h₃指所述燃料盐装料管三路最高点与所述定量二罐的罐底之间的高度差)，定量一罐303或定量二罐308的料盐经燃料盐装料管二路307或燃料盐装料管三路309输送至装料罐200，并且，在输送过程中，若监控到定量一罐303或定量二罐308的压力突降，则说明料盐输送完成。使用时，若定量好的定量一罐303中的物料和定量好的定量二罐308中的物料均需加料至装料罐200，将定量一罐303中的物料或定量好的定量二罐308中的物料分步输送即可。

反应堆系统100包括一第一进口103、一第一出口104；第一进口103用于与燃料盐装料管一路102连接；第一出口104用于与液位控制管路101连接。当反应堆系统100中的燃料盐超过运行限值时就会通过液位控制管路101流出反应堆系统100。

在向反应堆系统100装料时，通过监控液位控制管路101的温度，可获知装料的进度。通过液位控制管路101，还可收集反应堆系统100内漂浮在液面表层的石墨碎屑，后利用过滤层进行自动过滤，降低对熔盐泵等关键设备的损害风险。

反应堆系统100还包括一第三进气管105和一第三排气管106，用于调控反应堆系统100的氛围和气压状态。第三进气管105和第三排气管106分别与气源系统601和尾气系统602连接。

反应堆系统100还包括一可插拔结构件107。可插拔结构件107在反应堆系统100的上部。可插拔结构件107与液位控制管路101配合，共同调节反应堆系统100内的液位。可插拔结构件107的体积为反应堆系统100中燃料盐体积的5％。可插拔结构件107的材料为石墨。

装料罐200与卸料罐集成为一体罐，装料罐200位于反应堆系统100的下方。装料罐200包括一第三出口201，用于装料罐200与燃料盐装料管一路102的连接。因此，在反应堆系统100的卸料过程是依靠重力进行的，属于非能动安全停堆系统，可以达到长期安全停堆的效果。卸料时，可将可插拔结构件107全部***反应堆系统100中，使得卸料可同时通过液位控制管路101和燃料盐装料管一路102卸料，加速完成熔盐堆燃料的排出和反应堆停堆。

装料罐200还包括一第四进气管202和一第四排气管203，用于调控装料罐200的氛围和气压状态。第四进气管202和第四排气管203分别与气源系统601和尾气系统602连接。当需要将装料罐200中的料盐加料至反应堆系统100时，控制装料罐200与反应堆系统100有正压差(该正压差可为0.02MPa-0.2MPa，或者该正压差的数值可大于ρgh₄，其中ρ是指燃料盐的密度，g是指重力加速度，h₄指所述反应堆系统中燃料盐液面处与所述装料罐的罐底之间的高度差)，加料的料盐克服重力作用，自装料罐200沿燃料盐装料管一路102输送至反应堆系统100中。

液位控制管路101靠近第一出口104的位置设有第一隔离阀108。

燃料盐装料管一路102靠近第一进口103的位置设有第三隔离阀109。

燃料盐装料管二路307靠近第四出口311的位置设有第四隔离阀315。

燃料盐装料管三路309中靠近第五出口312的位置设有第五隔离阀316；燃料盐装料管三路309和燃料盐装料管二路307沿装料方向汇集为第一汇集管路313后，还设有第六隔离阀310。

反应堆系统100通过液位控制管路101与一溢流罐400连接。溢流罐400还通过一燃料盐混合管路408与装料罐200连接，用于熔盐堆燃料于溢流罐400与装料罐200的来回输送。燃料盐混合管路408在溢流罐400中的一端开口位于溢流罐400的底部；在装料罐200的一端开口位于装料罐200的底部。

溢流罐400包括一第一开口401，用于与燃料盐混合管路408的连接。燃料盐混合管路408和液位控制管路101汇集为一路管路之后，再与溢流罐400连接。燃料盐混合管路408和燃料盐装料管一路102汇集为一路管路之后，再与装料罐200连接。

液位控制管路101靠近第一开口401的位置设有第二隔离阀402。

燃料盐混合管路408上依次设有第七隔离阀403和第八隔离阀404。第七隔离阀403与第八隔离阀404之间与取样器500连通，取样器500处设有一第九隔离阀405。

溢流罐400还包括一第五进气管406和一第五排气管407，用于调控溢流罐400的氛围和气压状态。第五进气管406和第五排气管407分别与气源系统601和尾气系统602连接。当添加盐添加至装料罐200中需要与燃料盐充分混合得到熔盐堆燃料时，通过控制溢流罐400与装料罐200中的气压差，使得料盐经燃料盐混合管路408于溢流罐400和装料罐200中进行来回输送，实现熔盐堆燃料的混匀制备。

第一隔离阀108用于控制液位控制管路101的运行。第二隔离阀402、第七隔离阀403和第八隔离阀404用于控制熔盐堆燃料于溢流罐400与装料罐200的来回输送。第三隔离阀109用于控制熔盐堆燃料于反应堆系统100与装料罐200的来回输送。第四隔离阀315、第五隔离阀316、第六隔离阀310用于控制将定量一罐303或定量二罐308中的熔盐堆燃料输送至装料罐200。此外，第二隔离阀402、第七隔离阀403和第九隔离阀405同时打开可检测溢流罐400中物料；第八隔离阀404和第九隔离阀405同时打开可检测装料罐200中物料；第一隔离阀108、第七隔离阀403和第九隔离阀405同时打开可检测反应堆系统100中的物料(可将可插拔结构件107***反应堆系统100)。

“进气管”和“排气管”的端口均设有气路调节阀；进气量和排气量由气路调节阀控制。上述进气和尾气均配置流量调节和压力测量仪表。各熔盐管路上均配置温度测量仪表。