[發明專利]核反應堆堆芯熔體定位及冷卻系統

在審

• 申請號: 202080048300.0
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN114424297A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 亞歷山大·斯塔列維奇·西多羅夫;塔雅娜·亞羅波爾克維納·德茲巴納維斯卡婭;因娜·謝爾蓋耶芙娜·西多羅娃
• 申請（專利權）人: 艾托蒙內戈普洛耶克聯合股份公司;科學與創新核工業科學發展私人企業
• 主分類號: G21C9/016
• 分類號: G21C9/016;G21C13/10
• 代理公司: 北京市安倫律師事務所 11339
• 代理人: 趙彩虹;楊永波

本發明涉及核能領域，特別是涉及確保核電站安全的系統，并可用于導致反應堆容器及其密封外殼被破壞的嚴重事故中。本發明的技術結果是增加了核反應堆堆芯熔體的定位和冷卻系統的可靠性，增加了從核反應堆堆芯熔體中除熱的效率。該技術結果是通過在核反應堆堆芯熔體的定位和冷卻系統中使用安裝在多層外殼和桁架控制臺之間的區域中的凸膜，鼓和熱保護來實現的。

技術領域

本發明涉及核能領域，特別是涉及確保核電站安全的系統，并可用于導致反應堆容器及其密封外殼被破壞的嚴重事故中。

最大的輻射危害是核心熔毀事故，這可能發生在核心冷卻系統的多次故障的過程中。

在這種事故中，核心熔體（corium），通過熔化反應堆結構和反應堆容器而流動超過其極限，并且殘留在其中的余熱產生可能違反核電站的密封殼的完整性，這是放射性產物釋放到環境中的最后一道屏障。

為了避免這種情況，有必要對從反應堆容器中流出的核心熔體進行定位，并確保其持續冷卻，直至完全結晶。該功能由核反應堆堆芯熔體的定位和冷卻系統執行，該系統防止對核電站的密封外殼的損壞，從而保護人口和環境免受核反應堆嚴重事故中的輻射暴露。

背景技術

有一個已知的系統[1]用于定位和冷卻核反應堆核心的熔體，它包含一個安裝在核反應堆主體下并由桁架控制臺支撐的導板，一個安裝在混凝土軸基部預埋件上的多層外殼，其法蘭上有熱保護裝置，一個安裝在多層外殼內的填充物，由一組安裝在彼此頂部的盒組成。

這種系統，按照其設計特點，具有以下缺點，即：

在堆芯熔體熔化（破壞）反應堆容器的瞬間，熔體在反應堆容器內可用的殘余壓力和擴散在多層套管體積內和位于多層套管、填料和懸臂桁架之間的外圍體積內的氣體的影響下，開始流入形成的孔內，氣體壓力迅速增加，導致多層套管與懸臂桁架連接區的熔體定位和冷卻系統的破壞。

當熔體進入多層殼體時，桁架控制臺和多層殼體由于加熱、沖擊或地震的影響可以獨立地相對于彼此移動，這可能導致它們的密封連接的破壞，從而破壞熔體定位和冷卻系統。

有一個已知的系統[2]用于定位和冷卻核反應堆堆芯的熔體，它包含一個安裝在核反應堆主體下并由桁架控制臺支撐的導板，一個安裝在混凝土軸基部預埋件上的多層外殼，其法蘭上有熱保護裝置，一個安裝在多層外殼內的填料，由一組安裝在彼此頂部的盒組成。

這種系統，按照其設計特點，具有以下缺點，即：

在堆芯熔體熔化（破壞）反應堆容器的瞬間，熔體在反應堆容器內可用的殘余壓力和擴散在多層套管體積內和位于多層套管、填料和懸臂桁架之間的外圍體積內的氣體的影響下，開始流入形成的孔內，氣體壓力迅速增加，導致多層套管與懸臂桁架連接區的熔體定位和冷卻系統的破壞。

當熔體進入多層殼體時，桁架控制臺和多層殼體由于加熱、沖擊或地震的影響可以獨立地相對于彼此移動，這可能導致它們的密封連接的破壞，從而破壞熔體定位和冷卻系統。

一個已知的用于定位和冷卻核反應堆核心的熔體的系統[3]，包括一個安裝在核反應堆主體下并放在桁架控制臺上的導板，一個安裝在混凝土軸基部預埋件上的多層外殼，其法蘭上有熱保護裝置，一個安裝在多層外殼內的填充物，該多層外殼由一組安裝在彼此頂部的盒組成，每個盒包含一個中央和幾個外圍開口，供水閥安裝在噴嘴中，位于沿所述多層殼體的周界在所述上盒和所述凸緣之間的區域中。

這種系統，按照其設計特點，具有以下缺點，即：

在堆芯熔體熔化（破壞）反應堆容器的瞬間，熔體在反應堆容器內可用的殘余壓力和擴散在多層套管體積內和位于多層套管、填料和懸臂桁架之間的外圍體積內的氣體的影響下，開始流入形成的孔內，氣體壓力迅速增加，導致多層套管與懸臂桁架連接區的熔體定位和冷卻系統的破壞。

當熔體進入多層殼體時，桁架控制臺和多層殼體由于加熱、沖擊或地震的影響可以獨立地相對于彼此移動，這可能導致它們的密封連接的破壞，從而破壞熔體定位和冷卻系統。