[发明专利]核反应堆堆芯熔体定位及冷却系统

说明书

本发明涉及核能领域，特别是涉及确保核电站安全的系统，并可用于导致反应堆容器及其密封外壳被破坏的严重事故中。本发明的技术结果是增加核反应堆堆芯熔体的定位和冷却系统的可靠性，增加从核反应堆堆芯熔体中除热的效率。该技术结果是通过在安装在多层壳体和悬臂桁架之间的区域中的上部热保护和安装在壳体内部的上部卡匣上的下部热保护的核反应堆核心熔体的定位和冷却系统中实现的。

技术领域

本发明涉及核能领域，特别是涉及确保核电站安全的系统，并可用于导致反应堆容器及其密封外壳被破坏的严重事故中。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。

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，由于剩余的热量产生，它可能违反核电站密封外壳的完整性，这是放射性产品释放到环境中的最后障碍。

为了避免这种情况，有必要对从反应堆容器中流出的核心熔体（corium）进行定位，并确保其持续冷却，直至完全结晶。这一功能是由核反应堆核心熔体的定位和冷却系统执行的,该系统防止损坏核电厂的密封外壳,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。

背景技术

已知一种对含有导板的核反应堆堆芯的熔体进行定位和冷却的系统[1]。导板安装在核反应堆主体下，靠在安装在混凝土竖井多层壳体基部预埋件上的悬臂桁架上。其法兰上设有热保护。还有一个由一组安装在彼此顶部的上部卡匣组成的填充器，一个安装在填充器和导板之间的外壳内部的服务平台。

这种系统，按照其设计特点，具有以下缺点，即:

-当堆芯熔体在反应堆容器内可用的奥斯塔托普压力作用下熔化（破坏）到形成的孔时，过热熔体开始流动，在多层套管的体积内非轴对称地扩散，伴随着熔体与外围结构的动态接触，导致多层套管法兰上安装的外围结构和设备的破坏;

-随着过热熔体在多层壳体内以大流量喷射流向填料，由于填料的反射效应，部分过热熔体向周边结构和安装有供水阀的多层壳体方向相反，导致其损坏和破坏;

-当熔体流入多层壳体时，在填料中形成熔体水平，熔体的碎片和反应堆容器的底部导致熔体的飞溅（波浪）的形成，这些飞溅（波浪）会破坏安装在多层套管中的外围设备和供水阀;

-在熔体从核反应堆容器流出期间和熔体与填料相互作用期间，形成气溶胶，从热区向上移动，并在冷区沉淀在外围设备和供水阀上，这导致安装在多层壳体中的外围设备和供水阀的损坏和破坏;

-在熔体进入多层壳体后，由于供水阀的过早渗透，可能过早地向多层壳体供水，结果可能发生高压气体的过度形成，这将导致熔体定位和冷却系统的爆炸和破坏。

有一个已知的系统[2]用于定位和冷却核反应堆核心的熔体，它包含一个安装在核反应堆主体下并由悬臂桁架支撑的导板，一个多层壳体，安装在混凝土轴基部的架空部件上，其法兰上设有热保护装置，一个由一组安装在彼此顶部的盒组成的填料，一个安装在填料和导板之间的工作平台。

这种系统，按照其设计特点，具有以下缺点，即:

-在反应堆堆芯熔体在反应堆容器内残余压力的作用下渗透（破坏）孔内的瞬间，过热熔体在本体体积内非轴对称地扩散，并伴随着熔体与周边结构的动态接触，导致多层本体法兰上安装的周边结构和设备的破坏;

-随着过热熔体在多层壳体内以大流量喷射流向填料，由于填料的反射效应，部分过热熔体向周边结构和安装有供水阀的多层壳体方向相反，导致其损坏和破坏;

-当熔体流入多层壳体时，在填料中形成熔体水平，熔体的碎片和反应堆容器的底部导致熔体的飞溅（波浪）的形成，这些飞溅（波浪）会破坏安装在多层套管中的外围设备和供水阀;

-在熔体从核反应堆容器流出期间和熔体与填料相互作用期间，形成气溶胶，从热区向上移动，并在冷区沉淀在外围设备和供水阀上，这导致安装在多层壳体中的外围设备和供水阀的损坏和破坏;

-在熔体进入多层壳体之后，由于供水阀的过早渗透，可能过早地向多层壳体供水，结果可能发生高压气体的过度形成，这将导致熔体定位和冷却系统的爆炸和破坏。