[发明专利]反应堆熔融物滞留装置

说明书

技术领域

本申请涉及一种反应堆熔融物滞留装置，更具体地，涉及一种湿式反应堆非能动熔融物滞留装置。

背景技术

本部分的描述仅为提供关于本申请的背景信息，决不应该被认为是对任何现有技术的承认。

随着国内三代高功率反应堆研发推进，我国主推的AP及CAP系列高功率反应堆在严重事故缓解技术方面有诸多争议，尤其是在堆内滞留和堆外滞留方面提出了更多疑问。

目前，AP或CAP系列反应堆采用IVR（In-VesselRetention）技术作为严重事故缓解措施。对于AP或CAP系列反应堆，在事故下堆芯无法得到有效冷却时，堆芯达到一定温度后，安全壳内置换料水箱（IRWST）中的水注入堆腔内使堆腔淹没，水通过保温层窄道结构实现对压力容器下封头的强化换热，降低了反应堆压力容器失效概率，进而防止可能威胁安全壳完整性的堆外现象发生。然而，随着反应堆功率的提升，压力容器失效概率增加，一旦熔融物泄露，将发生熔融物与冷却剂反应、熔融物与混凝土反应、氢气爆炸等堆外现象，这些现象都将严重威胁安全壳的完整性，将最终导致裂变产物大规模释放，给环境带来巨大影响。

为了防止高反应堆功率下的熔融物外泄，需要一种与IVR相结合的适用于AP或CAP系列反应堆堆腔淹没工况下的湿式反应堆非能动熔融物滞留装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种尤其用于大型高功率非能动核电厂的熔融物滞留装置，其通过熔融物与牺牲性材料反应来降低熔融物的热流密度，从而有效实现熔融物在该装置内滞留，防止熔融物外泄。

本发明的目的通过如下所述的熔融物滞留装置实现，所述熔融物滞留装置内包含牺牲性材料以降低熔融物的热流密度，并且所述熔融物滞留装置密封连接到压力容器外壁。

所述熔融物滞留装置与所述压力容器的密封连接是通过密封装置实现的，所述密封装置包括上法兰、下法兰、填料函和紧固螺栓，其中上法兰和填料函与压力容器的外壁紧密接触，下法兰通过所述紧固螺栓与上法兰连接在一起从而使得所述填料函位于由压力容器的外壁、上法兰、和下法兰围成的空间内。

所述熔融物滞留装置内的所述牺牲性材料被设置在所述熔融物滞留装置内的缓冲区内和牺牲性材料区内，缓冲区相比牺牲性材料区更靠近所述压力容器，其中缓冲区内的牺牲性材料在降低熔融物的热流密度的同时还承载并缓冲熔融物下落带来的冲击力。

所述熔融物滞留装置内还包括多面填料盒以均匀各方向的热流密度。

所述熔融物滞留装置被密封连接到所述压力容器的下封头周围，并且所述牺牲性材料在所述熔融物滞留装置中的高度高于所述下封头在所述熔融物滞留装置中的高度。

所述熔融物滞留装置包括外壳、密封装置、保温层和进水口装置，所述熔融物滞留装置通过所述外壳和密封装置密封连接到压力容器外壁，所述牺牲性材料容纳在所述外壳内，保温层设置在所述外壳外部从而形成冷却流道，所述进水口装置与所述外壳连接以支撑固定所述外壳的位置。

所述进水口装置包括支撑底座、进水口组件和支撑件贯穿孔，其中进水口组件包括铰链和浮力自动开启门。

所述缓冲区内的牺牲性材料是三氧化二铝，所述牺牲性材料区内的牺牲性材料选自四氧化三铁、二氧化钛和三氧化二铝中的一种或多种。

本申请还提出了使用上述熔融物滞留装置的压力容器和反应堆。

本发明主要是通过降低熔融物热流密度来大大提高安全裕度，从而使熔融物滞留在该装置中。其主要可应用于核能工程、热能工程、材料工程等领域，该装置可有效实现高功率反应堆中严重事故后堆内熔融物的滞留，防止熔融物对安全壳破坏，有效预防大量放射性物质释放。本发明不仅应用于高功率反应堆，同时将填补国内在更大规模压水反应堆核电站开发中存在的技术空白，为后续研究设计更高功率反应堆提供参考依据。

附图说明

本发明的上述和其他特征和优点将通过参照如下附图的具体描述而为本领域技术人员更全面地理解，附图中：

图1是熔融物滞留装置的正视剖面图；

图2是密封装置的剖面图；

图3是进水口装置的剖面图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例来详细地描述本发明。其中，相同的附图标记用来表示相同或相似的部件。这些实施例仅是说明性的，决不意在将本发明仅仅限制到这些说明性的实施例。