원자로 용기(reactor vessel);상기 원자로 용기를 둘러싸는 격납 용기(containment vessel);상기 원자로 용기의 외측 및 상기 격납 용기의 내측에 제공되는 비활성염; 및상기 원자로 용기 외측 및 상기 격납 용기의 내측에서 상기 비활성염을 둘러싸는 유체 라인을 포함하고,상기 비활성염은, 액상 또는 고상이되,정상 운전 시에, 상기 유체 라인에 헬륨이 유동되고, 상기 비활성염은 고상이고,사고 시에, 상기 유체 라인에 헬륨 유동이 차단되되 상기 원자로 용기 내부의 용융염이 유동되고, 고상의 상기 비활성염은 액상으로 전환되는 것을 포함하는, 용융염 원자로.

제1 항에 있어서,상기 원자로 용기 내부에, 원자로 계통(reactor system)을 포함하고,상기 원자로 계통은, 노심(reactor core), 상승부(riser), 중간 열교환기의 고온측(intermediate heat exchanger high-temperature side), 또는 하강부(downcomer) 중에서 적어도 어느 하나의 유닛을 포함하되,상기 노심의 열 생산 메커니즘은, 고속 중성자 스펙트럼에 의한 핵분열을 포함하는, 용융염 원자로.

제1 항에 있어서,상기 격납 용기는, 중심에서 반경방향으로 멀어질수록 내부의 온도가 낮아지고,상기 격납 용기 내부의 상기 비활성염은, 상기 격납 용기 내벽에 단열성의 고체층을 형성하되, 사고 발생 시에 액상으로 전환되며,상기 비활성염은, 상기 원자로 용기로부터 배출되는 경우 핵연료-냉각재염을 희석하되, 염화나트륨-염화마그네슘(NaCl-MgCl2), 염화리튬-염화칼륨(LiCl-KCl), 염화리튬-염화루비듐(LiCl-RbCl), 염화칼륨-염화마그네슘(KCl-MgCl2), 염화나트륨-염화칼륨-염화마그네슘(NaCl-KCl-MgCl2), 염화리튬-염화칼륨-염화마그네슘(LiCl-KCl-MgCl2), 불화칼륨-불화지르코늄(KF-ZrF4), 불화나트륨-불화붕산나트륨(NaF-NaBF4), 불화칼륨-불화붕산칼륨(KF-KBF4), 불화루비듐-불화붕산루비듐(RbF-RbBF4), 또는 불화리튬-불화나트륨-불화칼륨(LiF-NaF-KF) 열에너지 저장장치에 이용되는 것을 포함하는, 용융염 원자로.

제2 항에 있어서,상기 원자로 용기의 하부 또는 상기 상승부에 제공되고, 상기 원자로 용기 내부로 헬륨을 주입시키는 헬륨 주입부; 및상기 원자로 용기의 상부에 제공되고, 상기 원자로 용기 내부의 헬륨을 배출시키는 오프-가스 시스템(off-gas system)을 포함하되,상기 오프-가스 시스템은, 상기 헬륨 주입부를 통해 주입된 헬륨, 기체, 및 휘발성 핵분열생성물 중에서 적어도 어느 하나를 배출시키고,상기 헬륨 주입부를 통해 상기 원자로 용기 내부로 헬륨이 주입되는 경우, 상기 원자로 용기 내부에 비용해성 핵분열생성물이 흡착된 버블이 형성되고,상기 버블이 상기 원자로 용기 상부의 용융염 표면에서 터지는 경우, 상기 버블에서 낙하하는 상기 비용해성 핵분열생성물의 이동을 가이드하는 가이드부를 더 포함하는, 용융염 원자로.

제4 항에 있어서,상기 원자로 계통 내부 및 상기 노심 외부에, 드럼형 반응도 제어기를 포함하되,상기 드럼형 반응도 제어기는, 상기 노심 및 상기 상승부에서 유동을 비-방해하면서, 상기 원자로 계통의 순환 및 반응도를 제어하되, 전력 차단에 따라 피동적으로 또는 능동적으로 핵분열을 억제하는 방향으로 작동되는 것을 포함하는, 용융염 원자로.

제5 항에 있어서,상기 헬륨 주입부에서 제공되는 헬륨 주입량 또는 상기 드럼형 반응도 제어기의 회전을 제어 변수로, 상기 원자로 계통의 순환 및 반응도가 제어되는 것을 포함하는, 용융염 원자로.

제6 항에 있어서,상기 원자로 계통의 순환 및 반응도의 제어는,상기 드럼형 반응도 제어기의 흡수체 패드 중에서 적어도 일부의 흡수체 패드가 상기 노심을 향하도록 회전시키는 제1 제어; 또는상기 헬륨 주입부에서 제공되는 상기 헬륨의 주입량을 소정 기간동안 증가하도록 또는 감소하도록 유지시키는 제2 제어 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는, 용융염 원자로.

제2 항에 있어서,상기 원자로 용기의 상부 또는 상기 중간 열교환기는, 분리, 장착, 설치, 점검, 또는 교체를 위한 조립식으로 제공되는 것을 포함하고,상기 중간 열교환기는, 나선형 쉘앤튜브 열교환기(shell and helical-coil tube heat exchanger), 또는 인쇄기판형 열교환기(printed circuit heat exchanger)인 것을 포함하는, 용융염 원자로.

제1 항에 있어서,외부의 공기를 상기 격납 용기 내부로 유입시키는 유입구; 및상기 격납 용기 내부의 공기를 외부로 배출시키는 배출구를 포함하되,상기 유입구 및 상기 배출구는, 정상 운전 시 폐쇄되고, 전력 차단에 따라 피동적으로 또는 능동적으로 개방되되,상기 배출구는 상기 유입구보다 상기 격납 용기의 바닥면으로부터의 높이가 높은 것을 포함하는, 용융염 원자로.

제1 항에 있어서,상기 원자로 용기 및 상기 격납 용기 내부의 용융염 접촉면에, 내부식성 및 건전성을 가지는 구조체를 포함하고,상기 원자로 용기 내부는, 10 기압 미만의 저압으로 작동되는 것을 포함하며,상기 원자로 용기 내부에 제공되는 핵연료를 포함하되,상기 핵연료는, 우라늄-235의 농축도가 20 % 미만인 저농축우라늄(LEU; low enriched uranium)인 것을 포함하는, 용융염 원자로.

제2 항에 있어서,상기 원자로 계통의 작동 유체는, 용융염을 포함하되,상기 용융염은, 염화나트륨-삼염화우라늄(NaCl-UCl3) 또는 염화칼륨-삼염화우라늄(KCl-UCl3) 또는 악티나이드(actinide)를 포함하고,상기 용융염이 존재하지 않는 상기 원자로 용기 상부 공간에, 상기 용융염과 화학적으로 비-반응하는 기체를 포함하되,상기 화학적으로 비-반응하는 기체는, 헬륨(He), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 제논(Xe), 이산화탄소(CO2), 또는 질소(N2) 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는, 용융염 원자로.

제2 항에 있어서,상기 노심은, 운전 중에 화학적 처리(online-reprocessing)가 비-수행되며, 추가적인 핵연료가 비-주입되되, 20년 이상의 장주기 장수명 운전되는 것을 포함하는, 용융염 원자로.

제1 항에 따른 용융염 원자로를 포함하는 용융염 원자로 시스템에 있어서,원자로 계통에서 열을 전달받아 생산 계통으로 열에너지를 공급하는 열에너지저장 계통(thermal energy storage system)을 더 포함하되,상기 열에너지저장 계통은,상기 원자로 용기 내부의 원자로 계통의 중간 열교환기의 고온측으로부터 열을 전달받는, 중간 열교환기의 저온측(intermediate heat exchanger low-temperature side);상기 중간 열교환기 저온측을 지나며 가열된 용융염이 이동되어, 열에너지가 저장되는, 열에너지 저장탱크(thermal energy storage tank); 및고온 열원이 요구되는 활용처에 상기 열에너지를 전달하는, 생산 열교환기 (production heat exchanger)를 포함하는, 용융염 원자로 시스템.

제13 항에 있어서,상기 열에너지저장 계통은, 핵물질을 비-포함하는 비활성염을 포함하되,상기 비활성염은, 염화나트륨-염화마그네슘(NaCl-MgCl2), 염화리튬-염화칼륨(LiCl-KCl), 염화리튬-염화루비듐(LiCl-RbCl), 염화칼륨-염화마그네슘(KCl-MgCl2), 염화나트륨-염화칼륨-염화마그네슘(NaCl-KCl-MgCl2), 염화리튬-염화칼륨-염화마그네슘(LiCl-KCl-MgCl2), 불화칼륨-불화지르코늄(KF-ZrF4), 불화나트륨-불화붕산나트륨(NaF-NaBF4), 불화칼륨-불화붕산칼륨(KF-KBF4), 불화루비듐-불화붕산루비듐(RbF-RbBF4), 또는 불화리튬-불화나트륨-불화칼륨(LiF-NaF-KF) 열에너지 저장장치에 이용되는 것을 포함하는, 용융염 원자로 시스템.

제13 항에 있어서,에너지 수요에 따라 상기 열에너지저장 계통 내 유동이 조절되되, 상기 생산 열교환기를 통해 상기 열에너지저장 계통으로부터 상기 생산 계통으로 상기 열에너지가 공급되는 것을 포함하는, 용융염 원자로 시스템.

제13 항에 있어서,상기 활용처는 고온 열원이 요구되는 전력생산, 지역난방, 해수담수화, 수소생산, 또는 공정열원 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 용융염 원자로 시스템.

제1 항에 따른 용융염 원자로를 포함하는 용융염 원자로 구조물에 있어서, 상기 용융염 원자로의 주변 환경은 상압 이하이고, 대기 분위기인 것을 포함하되,상기 상압 이하는 비-가압되는 것을 포함하는, 용융염 원자로 구조물.