[發(fā)明專利]一種反應(yīng)堆堆芯熔融物分組捕集器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110279304.6
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113178270A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓旭;邢繼;王一光;元一單
• 申請（專利權(quán)）人: 中國核電工程有限公司
• 主分類號: G21C9/016
• 分類號: G21C9/016
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;周敏毅

本發(fā)明屬于核安全控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種反應(yīng)堆堆芯熔融物分組捕集器。所述的分組捕集器包括耐高溫陶瓷外殼及金屬內(nèi)膽構(gòu)成的雙層球殼結(jié)構(gòu)，所述的金屬內(nèi)膽的內(nèi)部形成全密封的空心結(jié)構(gòu)，用于通過所述的高溫陶瓷外殼上開有的主熔融物啜吸通道及輔熔融物啜吸通道捕集所述的反應(yīng)堆堆芯熔融物；所述的主熔融物啜吸通道面積大于所述的輔熔融物啜吸通道的面積，且所述的主熔融物啜吸通道的軸線與所述的輔熔融物啜吸通道的軸線形成一定的夾角α。利用本發(fā)明的反應(yīng)堆堆芯熔融物分組捕集器，能夠通過獨(dú)立容器對堆芯熔融物分組進(jìn)行捕集。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于核安全控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種反應(yīng)堆堆芯熔融物分組捕集器。

背景技術(shù)

在三里島和切爾諾貝利核電站的嚴(yán)重事故之后，核電界開始集中力量對嚴(yán)重事故的預(yù)防和后果緩解進(jìn)行研究和攻關(guān)，諸多結(jié)論明確了防范與緩解嚴(yán)重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。當(dāng)壓水堆核電站發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí)，堆芯余熱排出手段的喪失將使冷卻劑蒸發(fā)耗盡，堆芯裸露并持續(xù)升溫，燃料元件由于失去冷卻而發(fā)生融化，堆芯熔融物落入壓力容器(RPV)下腔室，繼而造成壓力容器下封頭失效，如果不能采取有效措施對其冷卻，堆芯熔融物有可能將壓力容器熔穿。壓力容器熔穿后，熔融物直接噴射到安全殼筏基上與結(jié)構(gòu)混凝土相互作用(MCCI)、一定時(shí)間內(nèi)以較快的速度逐漸向下侵蝕安全殼的筏基，若筏基厚度不足，則底板可能被熔穿，并導(dǎo)致安全殼的完整性破壞，隨后放射性物質(zhì)將直接進(jìn)入土壤，對環(huán)境造成嚴(yán)重影響。為了避免堆芯熔融物導(dǎo)致的大規(guī)模放射性物質(zhì)釋放，堆芯捕集器的相關(guān)設(shè)計(jì)逐漸產(chǎn)生。

目前針對嚴(yán)重事故下，堆芯熔融物的冷卻與收集策略主要可分為兩種：壓力容器內(nèi)熔融物的冷卻與保持(IVR)，在美國的AP1000機(jī)型設(shè)計(jì)中采用；壓力容器外熔融物冷卻與收集(EVR)，在俄羅斯的WWER1000機(jī)型和法國的EPR機(jī)型中采用。WWER1000機(jī)型采用“坩堝”式堆芯捕集器，它是位于壓力容器下部的一個(gè)獨(dú)立的容器結(jié)構(gòu)，主要由下底板、犧牲材料和扇形熱交換器組成。EPR機(jī)型采用“鋪展”式堆芯捕集器，嚴(yán)重事故情況下，堆芯形成可流動液態(tài)熔融物，直接流入反應(yīng)堆堆坑中，在高溫作用下熔融物與堆坑犧牲性混凝土發(fā)生反應(yīng)，逐漸消融犧牲混凝土，達(dá)到初步冷卻、收集熔融物的功能。

關(guān)于堆芯捕集器的研究，國外起步較早，相關(guān)專利公開也較多，較重要的如：US4,113,560(美國麻省理工大學(xué)，1978年)可視為EVR的設(shè)計(jì)雛形；US4,280,872(法國原子能機(jī)構(gòu)，1981年)將EVR技術(shù)提升到了工程應(yīng)用的水平；US4,342,621(1982年)提出將熱管技術(shù)用于EVR；US4,412,969(美國能源部，1983年)首次提出了IVR的概念。此外，US4,442,065、US5,263,066、US 5,343,506、US6,353,651、US7,558,360、US8,358,732也公開了相關(guān)技術(shù)。