[发明专利]核反应堆堆芯熔体定位冷却系统的导向装置

说明书

本发明涉及用于定位和冷却核反应堆堆芯熔体的系统，旨在定位严重的超出设计的事故。特别是用于将核反应堆堆芯的熔体引导到熔体捕集器中的装置。所要求保护的本发明的技术效果是增加了核反应堆堆芯熔体的定位和冷却的效率。本发明要解决的技术问题是消除由于导向装置的锥形部分中的冲击载荷集中而导致的导向装置的破坏，因此，同时将堆芯、内部装置的碎片和核反应堆容器的底部进入熔体捕集器。根据本发明，熔体定位和冷却系统的引导装置安装在反应堆容器下，并由悬臂桁架支撑，除了动力框架外，还包含热元件，这些热元件一起通过消除锥形和圆柱形部分壁的渗透，并通过确保核心熔体喷射流的重新分布，可以确保核心、内部装置碎片和核反应堆容器底部落入熔体陷阱。

技术领域

本发明涉及用于定位和冷却核反应堆堆芯熔体的系统，旨在定位严重的超出设计的事故。特别是用于将核反应堆堆芯的熔体引导到熔体捕集器中的装置。

最大的辐射危害是核心熔毁事故，这可能发生在核心冷却系统的多次故障期间。

在这种事故中，熔化反应堆结构和反应堆容器的核心熔体（corium）流动超过其极限。而且，由于残留在其中的余热产生，它可以违反核电站的密封外壳的完整性–放射性产品释放到环境中的最后一道屏障。

为了避免这种情况，有必要对从反应器容器中流出的堇青石进行定位，并确保其持续冷却，直至所有堇青石组分的完全结晶。该功能由熔体捕集器执行，在核心熔体进入熔体后，通过冷却和随后的熔体结晶，防止损坏核反应堆的密封外壳，从而保护人口和环境免受核反应堆严重事故中的辐射照射。

在反应堆容器熔化后，核心熔体进入引导装置，该引导装置通常制成安装在悬臂桁架上的漏斗形式，并设计成改变熔体的移动方向，从其从反应堆容器流出的地方朝向反应堆腔体轴线，以确保熔体进入服务地点。通过服务区域燃烧，熔体进入熔体捕集器，在那里它与填料相互作用，逐渐升温熔体捕集器的主体。与此同时，当反应器容器熔化时，可能发生本体底部的完全分离，结果是反应器容器底部落在导向装置上，显著减少或完全阻断熔体流入熔体捕集器。这可导致熔体在引导装置的区域中积聚，熔体温度的升高，干保护基和周围结构混凝土的燃烧，干保护塌陷到熔体中，蛇纹石干保护混凝土与熔体的化学作用产生大量氢气、其他不可冷凝气体和气溶胶，大量氢气的产生、其他不可冷凝气体和气溶胶的形成导致氢气爆炸的风险显着增加以及安全壳中超设计的压力上升，结果是可能导致安全壳的破坏和在安全壳外释放大量放射性裂变产物。

背景技术

有一个已知的引导装置[1]（RF专利2253914号，2003年8月18日的优先权），用于定位和冷却核反应堆核心熔体的系统，安装在反应堆容器底部下，搁在悬臂桁架上，以漏斗的形式制成，由圆柱形和圆锥形部分组成，其表面覆盖有耐热混凝土，在圆锥形部分的中心有一个孔。

导向装置的一个缺点是圆锥形和圆柱形部分的壁的热绝缘性不足。在底部被全截面分离时岩心熔体从反应堆容器快速进入的情况下，考虑到反应堆容器内部的残余压力产生的加速度并考虑到在移动过程中分离的底，这可导致芯熔体在引导装置的圆锥形部分的区域中积聚并且因此导致该区域中的温度升高。 温度的升高不仅会导致锥形壁的熔化，而且还会导致导向装置的圆柱形部分的熔化，其结果是，核心的熔体进入熔体陷阱之外，即进入建筑和蛇纹石混凝土，当被破坏时，会形成大量的氢气和不可冷凝气体，从而导致氢气爆炸的风险和密封壳内的超设计压力上升。这可能导致安全壳的破坏和在密封外壳外释放出大量的放射性裂变产物。

引导装置的另一个缺点是缺少用于重新分配(对齐方式)芯熔体的喷射流的机构。这导致这样一个事实，即冲击热和机械载荷集中在圆柱形部分的上部和中部区域。冲击热负荷和机械负荷的集中会导致导向装置的破坏和核心熔体进入建筑和蛇纹石混凝土，随后它们的破坏和氢气和不可冷凝气体的形成，导致氢气爆炸的危险和密封壳内超设计压力上升。这可能导致安全壳的破坏和在密封外壳外释放出大量的放射性裂变产物。