[发明专利]一种熔融物安全壳滞留系统

说明书

本发明公开了一种熔融物安全壳滞留系统，包括滞留部和用以冷却滞留部的冷却系统，冷却系统包括相连的冷却源装置和冷却水回路，冷却水回路和滞留部相连，滞留部包括套设在压力容器外并向下延伸的熔融物延展腔，熔融物延展腔由冷却板制备而成的第一容器包围在压力容器外围合而成，熔融物延展腔沿熔融物流向具有至少一个用于缓冲熔融物流速的第一弯曲段缓冲区、至少一个用于延长流道且缩小流道的第二弯曲段缓速区和一位于熔融物延展腔底部的装载区，第一弯曲段缓冲区和第二弯曲段缓速区二者弯度朝向为反向设置。可有效缓冲高温熔融物的冲击作用。

技术领域

本发明涉及核电事故缓解领域，具体涉及一种熔融物安全壳滞留系统。

背景技术

从人类开始利用核能至今，全球已经发生了多起严重的核泄漏事故，比如美国三里岛核泄漏事故、前苏联切尔诺贝利核泄漏事故和日本福岛核泄漏事故。通过分析上述核泄漏事故的发展和处理过程可以发现，将带有放射性的堆芯熔融物滞留在安全壳内，可以保证核反应堆安全屏障的完整性，极大地缓解核反应堆严重事故的进一步发展和恶化。

为了更安全可靠的将带有放射性的堆芯熔融物滞留在安全壳内，需要一种能动和非能动冷却相结合的双重屏障熔融物包容防护系统，可以在核反应堆发生堆芯熔化事故的条件下，通过外部注水冷却压力容器，实现堆芯熔融物的堆内滞留。在熔融物堆内滞留失败的条件下，通过熔融物扩展收集器收集高温熔融物，通过外部注水冷却熔融物收集冷却器的冷却板，实现堆芯熔融物在安全壳内滞留。

已有的核反应堆堆芯熔融物安全壳内滞留主要有以下两类：

1.一类是采用类似坩埚类型的熔融物收集器，在坩埚内堆放牺牲性材料。在事故条件下，收集高温熔融物，通过牺牲性材料改善熔融物的流动性等物性，通过坩埚型收集器外部流道对熔融物进行冷却。

2.另一类是采用熔融物引出流道和扩展冷却池的收集冷却器。在事故条件下，将熔融物通过引出流道引到扩展冷却池进行收集和冷却。

然而上述两类存在以下缺点：无法有效抵挡熔融物的冲击，从而无法有效应对下封头整体掉落的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全壳熔融物滞留装置，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种熔融物安全壳滞留系统，包括滞留部和用以冷却滞留部的冷却系统，冷却系统包括相连的冷却源装置和冷却水回路，冷却水回路和滞留部相连，滞留部包括套设在压力容器外并向下延伸的熔融物延展腔，熔融物延展腔由冷却板制备而成的第一容器包围在压力容器外围合而成，熔融物延展腔沿熔融物流向具有至少一个用于缓冲熔融物流速的第一弯曲段缓冲区、至少一个用于延长流道且缩小流道的第二弯曲段缓速区和一位于熔融物延展腔底部的装载区，第一弯曲段缓冲区和第二弯曲段缓速区二者弯度朝向为反向设置；

套设在熔融物延展腔外的第一冷却腔，由冷却板制备而成的第二容器沿着第一容器外周保持适当的间隙绕行围合围成；

冷却源装置通过冷却水回路和第一冷却腔相连用于将冷却剂注入至第一冷却腔内。

本发明通过将滞留部设置成第一弯曲段缓冲区、第二弯曲段缓速区和装载区，能够有效增大冷却板与高温熔融物的接触面积，防止局部热量集中，提升高温熔融物的冷却效果，同时本发明在熔融物收集和延展的同时即可对熔融物进行冷却，缩短高温熔融物最终冷却时间，并能有效缓冲高温熔融物掉落时对熔融物收集器的冲击，有效防止高温熔融物掉落造成的收集器损坏。

本发明的第一容器与压力容器直筒段可以较好的贴合，配合缩短的高温熔融物最终冷却所需的时间，能够快速降低熔融物温度，有效减少衰变余热以及提升熔融物扩展能力，熔融物冷却快，泄漏少，因此能够提高对高温熔融物的收集比例，减少泄漏到安全壳地面标高上方空间的放射性气溶胶，降低放射性泄漏风险。本发明无需设置狭窄的熔融物引出通道，在下封头整体掉落的极限情况下，依然可以进行有效的熔融物收集、扩展和冷却。