[發明專利]核反應堆超惡劣工況應急停堆散余熱系統

在審

• 申請號: 201410446413.2
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN104200854A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 王進洋
• 申請（專利權）人: 王進洋
• 主分類號: G21C15/18
• 分類號: G21C15/18
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

一、技術領域

該發明系核反應堆安全技術領域，是目前核反應堆超設計基準事故工況最后一道杜絕堆芯熔化解毀及放射性物質向環境釋放的縱深防御技術。

二、背景技術

美國三里島核事故、前蘇聯切爾諾貝利核事故和日本福島核事故說明：超惡劣工況(見附錄)下核反應堆安全技術是有缺陷的，超設計基準事故是會發生的。該發明解決的問題是：核反應堆在超惡劣工況防止超設計基準事故發生，堆芯不被熔毀，確保堆芯安全。

三、發明內容

該發明由以下幾個分系統有機組合而成。

(一)彈射停堆器

1、構造組成

彈射器(含彈射彈及點火器)、彈射傳動機構。

2、啟動條件

核反應堆堆芯超過安全溫度接近熔堆高溫信息是啟動彈射停堆器的控制(自動)信號。

3、解決的問題

杜絕類似切爾諾貝利核事故中安全控制棒不及時落入堆芯停堆和不能落入堆芯停不了堆，功率驟增，冷卻劑閃蒸發生爆炸。及時實現停堆，同時打通堆芯散余熱通道。

(二)冷卻劑增壓罐

安裝在管狀水箱頂部并相通。

1、構造組成

罐體、增壓彈及點火器、浮力封口塞。

2、啟動條件

彈射停堆器完成停堆，應急出水轉換閥和應急進水轉換閥轉換同時點燃增壓彈。

3、解決問題

超惡劣工況堆芯溫度超高需要快速大量冷卻劑流過散熱，冷卻劑增壓罐對水增壓，在停堆之初使水流速流量達到最大，隨時間推移冷卻劑壓力逐漸減小，流速減慢，正好滿足堆芯散余熱規律要求。

(三)安全殼墻、頂內置大容量管狀水箱

1、構造組成

根據實際情況和需要可采用園形、矩形鋼管或“∏”型鋼板疊放焊接成“且”型螺旋管(適合墻內置)，其容量可在數百立方米到數千立方米。

2、啟動條件

彈射停堆后，應急出水轉換閥和應急進水轉換閥完成轉換，冷卻劑增壓罐對冷卻劑增壓，冷卻劑即從應急進水轉換閥流入壓力容器，經過堆芯從應急出水轉換閥流出，實現散余熱。

3、解決問題

超惡劣工況應急停堆后，堆芯溫度超高熱能堆集，急需大量冷卻劑快速及時對堆芯散熱。該水箱容量大，完全能滿足散熱需要，完全能杜絕類似日本福島核電站緊急停堆后，無冷卻劑(水)對堆芯散熱釀成頂級核事故的尷尬局面發生。

該水箱除容量大，還有強度大，可靠性高，不占用安全殼內有效空間，不損害安全殼強度，水中溶入適量硼還有減弱核反應堆對安全殼外環境輻射。

(四)壓力容器應急出水轉換閥

1、構造組成

閥門殼體、閥門、密封墊、密封彈簧、閥門轉換桿。

2、啟動條件

彈射停堆器啟動。

3、解決問題

使流過堆芯的帶走堆芯熱能的冷卻劑快速流出壓力容器并流進壓力容器臥坑，防水從一回路破口流失。

(五)壓力容器應急進水轉換閥

1、構造組成

閥門殼體、閥門、密封彈簧、閥門轉換桿及其密封體。

2、啟動條件

彈射停堆器啟動。

3、解決問題

A、打通堆芯散熱進水通路。

B、堵塞一回路，防止水從回路破口流失。

(六)自然循環散熱進水閥及浮力開啟機構

1、構造組成

閥門體、閥門、閥門頂桿、閥門密封墊、閥門密封彈簧、子母浮桶、浮力傳動機構。閥門位于壓力容器底部中央。

2、啟動條件

壓力容器臥坑中水沒過應急出水口和子浮桶、母浮桶一定深度。

3、解決問題

使自然循環散熱進水口處在最佳位置，使自然循環散熱處于最佳散熱狀態。

(七)核反應堆超惡劣工況應急停堆散余熱系統工作過程