本发明公开了一种可在线换料熔盐堆及其换料方法，可在线换料熔盐堆包括保护容器、设置在保护容器内的反应堆容器、堆芯、支撑机构及吊装机构；支撑机构包括多根相平行间隔并横跨于反应堆容器上方的支撑轨；堆芯包括沿着支撑轨的长度方向布置的多个燃料组件，每一燃料组件包括燃料格栅、沿着燃料格栅的高度容置在其中的TRISO燃料球；燃料格栅顶部悬挂在支撑轨上；吊装机构位于支撑机构的上方。本发明的可在线换料熔盐堆，通过TRISO燃料球装入竖向的燃料栅格内部形成单个燃料组件，配合燃料组件上方的支撑机构和吊装机构实现燃料组件在反应堆容器内的排设和移动，实现熔盐堆的可在线换料及燃料组件轴向富集度精细调整，模块化建造及扩展功率。