[發(fā)明專利]提高壓力容器外壁面臨界熱流密度的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310364934.9
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103440886A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史國寶;劉鑫;王佳赟;曹克美
• 申請（專利權(quán)）人: 上海核工程研究設(shè)計院
• 主分類號: G21C15/14
• 分類號: G21C15/14;G21C15/243
• 代理公司: 上海旭誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31220
• 代理人: 丁惠敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核電廠熔融物堆內(nèi)滯留措施，尤其涉及一種提高壓力容器外部臨界熱流密度的裝置。

背景技術(shù)

1975年發(fā)表的WASH-1400報告在對核電廠進行PRA分析后指出：核電廠的風(fēng)險主要并非來自設(shè)計基準(zhǔn)事故，而是來自堆芯熔化事故。為此，世界各主要核電國家均要求業(yè)界開展嚴(yán)重事故研究，尋求嚴(yán)重事故對策，以提高核電廠對付嚴(yán)重事故能力。

目前，根據(jù)嚴(yán)重事故發(fā)展過程特點，世界上已提出許多應(yīng)對嚴(yán)重事故的策略。其中，核電站嚴(yán)重事故下堆芯熔融物坍塌至下封頭，可能致使壓力容器失效，威脅到安全殼完整性，從而導(dǎo)致出現(xiàn)放射性物質(zhì)外泄的嚴(yán)重后果，所以保持壓力容器完整性、將堆芯熔融產(chǎn)物保持在壓力容器內(nèi)是目前嚴(yán)重事故緩解措施研究的重點之一。作為嚴(yán)重事故緩解措施的一種重要手段,把堆芯熔融物保持在壓力容器內(nèi)(In-Vessel?Retention，IVR)的策略已經(jīng)被許多現(xiàn)有運行的核電站以及許多正在設(shè)計的新型壓水堆核電站所采用。

IVR措施是指核電廠發(fā)生嚴(yán)重事故后，通過采用一系列策略或手段，使堆芯熔融物滯留在壓力容器內(nèi)，以保持壓力容器的完整性，從而將嚴(yán)重事故后果限定在一回路邊界內(nèi)。其中一種實現(xiàn)IVR的措施就是壓力容器外部冷卻，其具體策略為：在核電廠發(fā)生事故的條件下將水注入反應(yīng)堆堆腔，使反應(yīng)堆壓力容器浸于水中，水進入壓力容器與保溫層之間的冷卻流道，冷卻壓力容器壁面，帶出堆芯衰變熱，避免了壓力容器的失效，防止嚴(yán)重事故的進一步發(fā)展和惡化。其中，保證IVR措施成功需要滿足的條件之一是壓力容器壁面的實際熱流密度必須小于當(dāng)?shù)嘏R界熱流密度。也就是說，提高反應(yīng)堆壓力容器外壁面的臨界熱流密度對于實現(xiàn)IVR措施是至關(guān)重要的。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種提高壓力容器外部臨界熱流密度的裝置，用于增強嚴(yán)重事故條件下熔融物堆內(nèi)滯留措施的有效性，以提高核電廠應(yīng)對嚴(yán)重事故能力。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在核電廠壓力容器外冷卻流道中提供一種攪渾流體和增加流體擾流的裝置，使壓力容器外壁面的臨界熱流密度得到提高，從而增強嚴(yán)重事故條件下熔融物堆內(nèi)滯留措施的有效性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種提高壓力容器外壁面臨界熱流密度的裝置，包括反應(yīng)堆壓力容器、保溫層；

保溫層包覆在反應(yīng)堆壓力容器的外部，與反應(yīng)堆壓力容器外壁面之間形成流道；其中，

流道內(nèi)部具有突起部，突起部設(shè)在保溫層內(nèi)壁面的弧形段區(qū)域。

優(yōu)選地，突起部的縱截面為弧線形，突起部與保溫層內(nèi)壁面的接觸端為第一端部，突起部朝向壓力容器外壁面的端部為第二端部；

第一方向沿突起部在第一端部處的切線且指向第二端部；

第二方向沿保溫層內(nèi)壁面與突起部接觸的位置處的切線且指向保溫層內(nèi)壁面的直線段區(qū)域；

第一方向與第二方向的夾角為5°～80°。

優(yōu)選地，突起部的縱截面為直線形，突起部與保溫層內(nèi)壁面的接觸端為第一端部，突起部朝向壓力容器外壁面的端部為第二端部；

第一方向沿突起部在第一端部徑向指向第二端部；

第二方向沿保溫層內(nèi)壁面與突起部接觸的位置處的切線且指向保溫層內(nèi)壁面的直線段區(qū)域；

第一方向與第二方向的夾角為5°～80°。

進一步地，突起部的數(shù)目至少為一個。

進一步地，多個突起部之間不相互接觸。

進一步地，多個突起部沿保溫層內(nèi)壁面的周向分布。

進一步地，多個突起部在所述保溫層內(nèi)壁面的周向分布，形成一排或多排突起部，所述多排突起部的排列方式為并排排列或錯位排列。

優(yōu)選地，通過焊接固定方式、粘接固定方式、緊固件固定方式或鉚接固定方式將突起部固定設(shè)置在保溫層內(nèi)壁面上。

優(yōu)選地，突起部和保溫層一體成型。

優(yōu)選地，突起部為翅片。

在本發(fā)明的較佳實施方式中，提供了一種提高壓力容器外壁面臨界熱流密度的裝置，包括反應(yīng)堆壓力容器和包覆于反應(yīng)堆壓力容器外部的保溫層，反應(yīng)堆壓力容器外壁面和保溫層之間形成流道，流道的內(nèi)部設(shè)有多個固定在保溫層內(nèi)壁面上的突起部，突起部的第一端部的切向方向與所在保溫層內(nèi)壁面的切向方向的夾角為5°～80°，多個突起部之間互不接觸、呈周向排列或錯位排列。