理工作將大為簡化，工作人員的輻照劑量可顯著降低；(3)非直接接觸式的堆芯熔融物冷卻方式能夠避免產(chǎn)氫，降低嚴(yán)重事故后安全殼內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)。(4)能動(dòng)結(jié)合非能動(dòng)的堆芯熔融物冷卻方式更為可靠，將使嚴(yán)重事故后核電廠的長期安全性得以提升。
【附圖說明】
[0017]圖1為具有引導(dǎo)熔融物分層擴(kuò)展功能的堆芯熔融物捕集器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為捕集器外部整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中，1.反應(yīng)堆壓力容器，2.反應(yīng)堆堆坑，3.堆芯熔融物，4.犧牲層，5.堆坑熔斷塞，6.豎直輸運(yùn)通道，7.密封維修底板，8.分流槽，9.分流槽熔斷塞，10.熔融物灌注通道，
11.熔融物擴(kuò)展滯留室，12.中心支撐柱，13.中心支撐柱底部入水口，14.熔融物擴(kuò)展滯留室支撐柱，15.滯留室溫度傳感器，16.熔斷觸發(fā)器，17.豎井，18.第一重力注水管線，19.第二重力注水管線，20.能動(dòng)冷卻水注入管線。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種具有引導(dǎo)熔融物分層擴(kuò)展功能的堆芯熔融物捕集器，位于通過豎直輸運(yùn)通道6與反應(yīng)堆堆坑2底部相連的的豎井17中，豎井17中沿豎直方向上設(shè)置有多層熔融物擴(kuò)展滯留室11，相鄰兩層熔融物擴(kuò)展滯留室11的間距為10-30cm，相鄰熔融物擴(kuò)展滯留室11間通過多個(gè)熔融物灌注通道10形成一個(gè)連通空間。所述的熔融物擴(kuò)展滯留室的底部呈傾斜狀，高度自外側(cè)向中心逐漸降低，傾斜角為10-20°，有助于熔融物的擴(kuò)展。
[0022]如圖1、圖2所示，熔融物擴(kuò)展滯留室11通過中心支撐柱12和熔融物擴(kuò)展滯留室支撐柱14固定于豎井17底板，其中，中心支撐柱12貫穿于熔融物擴(kuò)展滯留室11中心。中心支撐柱12底部設(shè)有中心支撐柱底部入水口 13，中心支撐柱12的內(nèi)部為能夠豎向輸水的空腔，冷卻池內(nèi)冷卻水可由此進(jìn)入中心支撐柱12，從中間對熔融物進(jìn)行冷卻。
[0023]如圖1所示，熔融物灌注通道10上部與分流槽8相連，二者中間布置有分流槽熔斷塞9，其中分流槽8材料為耐高溫氧化鋯磚，分流槽熔斷塞9材料為低熔點(diǎn)金屬。
[0024]如圖1所示，中間層熔融物擴(kuò)展滯留室11內(nèi)側(cè)壁上分散排列布置有多個(gè)滯留室溫度傳感器15。本實(shí)施例中，當(dāng)50%以上的滯留室溫度傳感器15出現(xiàn)“大于1200°C高溫信號”報(bào)警信號時(shí)，將觸發(fā)第一重力注水管線18上的閥門打開，亦可根據(jù)該信號手動(dòng)或遠(yuǎn)程遙控人工觸發(fā)能動(dòng)冷卻水注入管線20上的閥門打開。
[0025]如圖1所示，在位于中間層的熔融物擴(kuò)展滯留室11內(nèi)部底面分散布置有多個(gè)熔斷觸發(fā)器16。本實(shí)施例中，當(dāng)溫度高于1000°C，超過50%的熔斷觸發(fā)器被熔斷時(shí)將觸發(fā)第二重力注水管線19上的閥門打開。
[0026]如圖1所示，第一重力注水管線18和第二重力注水管線19上的閥門亦可通過手動(dòng)或遠(yuǎn)程遙控人工觸發(fā)。
[0027]如圖2所示，熔融物灌注通道10、熔融物擴(kuò)展滯留室11及中心支撐柱12等結(jié)構(gòu)的材料均為耐高溫的金屬、合金、非金屬或復(fù)合材料，由于上述結(jié)構(gòu)與熔融物接觸或靠近熔融物的表面或表層，其材質(zhì)均為鎢基高密度合金或碳化硅陶瓷復(fù)合材料。
[0028]如圖1所示，各層熔融物擴(kuò)展滯留室11均鋪有犧牲層，其主要成分與反應(yīng)堆堆坑2中的堆坑犧牲層4 一致，均為金屬氧化物。
[0029]如圖1所示，熔融物擴(kuò)展滯留室11中的堆芯熔融物可通過非能動(dòng)方式或能動(dòng)方式冷卻，即:由第一重力注水管線18、第二重力注水管線19或能動(dòng)冷卻水注入管線20向豎井17注水形成冷卻水池，藉由冷卻水汽化實(shí)現(xiàn)堆芯熔融物3冷卻，水汽經(jīng)安全殼冷卻收集后循環(huán)利用。
[0030]在事故工況下，反應(yīng)堆壓力容器I失效后，堆芯熔融物3自反應(yīng)堆壓力容器下封頭流出，與反應(yīng)堆堆坑2內(nèi)的犧牲層4接觸并發(fā)生反應(yīng)，這會(huì)降低熔融物的溫度，并氧化其中的金屬物質(zhì)，如Zr和Fe等，同時(shí)降低熔融物的粘度系數(shù)。當(dāng)犧牲層被熔穿后，堆芯熔融物會(huì)連續(xù)熔穿堆坑熔斷塞5，通過豎直輸運(yùn)通道6落入熔融物灌注通道10上部的分流槽8，分流槽底部的分流槽熔斷塞9熔斷后，堆芯熔融物進(jìn)入上層熔融物擴(kuò)展滯留室11，并經(jīng)熔融物灌注通道10分層擴(kuò)展。當(dāng)熔融物進(jìn)入中間層熔融物擴(kuò)展滯留室時(shí)，滯留室溫度傳感器15感應(yīng)溫度信號并發(fā)出報(bào)警，觸發(fā)第一重力注水管線18向豎井17內(nèi)注入冷卻水，或者根據(jù)該信號手動(dòng)或遠(yuǎn)程遙控人工觸發(fā)能動(dòng)冷卻水注入管線20向豎井17內(nèi)注入冷卻水。熔斷觸發(fā)器16根據(jù)感應(yīng)到的溫度觸發(fā)第二重力注水管線19向豎井17內(nèi)注入冷卻水。通過能動(dòng)結(jié)合非能動(dòng)的注水方式使堆芯熔融物實(shí)現(xiàn)更加可靠的冷卻，將嚴(yán)重事故后核電廠的長期安全性得以提升。
[0031]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有引導(dǎo)熔融物分層擴(kuò)展功能的堆芯熔融物捕集器，設(shè)置在與反應(yīng)堆堆坑(2)底部豎直相連的豎井(17)中，其特征在于:所述的堆芯熔融物捕集器包括多層熔融物擴(kuò)展滯留室(11)，相鄰的熔融物擴(kuò)展滯留室之間通過多個(gè)熔融物灌注通道(10)形成連通的空間。2.如權(quán)利要求1所述的具有引導(dǎo)熔融物分層擴(kuò)展功能的堆芯熔融物捕集器，其特征在于:所述的熔融物灌注通道(10)的上部與耐高溫的分流槽(8)連接，堆芯熔融物首先流入分流槽(8)，在所述分流槽(8)底部與熔融物灌注通道(10)連接的位置設(shè)有分流槽熔斷塞(9)。3.如權(quán)利要求1所述的具有引導(dǎo)熔融物分層擴(kuò)展功能的堆芯熔融物捕集器，其特征在于:所述的熔融物擴(kuò)展滯留室(11)的底部呈傾斜狀，高度自外側(cè)向中心逐漸降低，傾斜角為10-20。。4.如權(quán)利要求1所述的具有引導(dǎo)熔融物分層擴(kuò)展功能的堆芯熔融物捕集器，其特征在于:所述的多層熔融物擴(kuò)展滯留室(11)通過中心支撐柱(12)和熔融物擴(kuò)展滯留室支撐柱(14)固定于豎井底板，所述的中心支撐柱(12)貫穿于熔融物擴(kuò)展滯留室中心。5.如權(quán)利要求4所述的具有引導(dǎo)熔融物分層擴(kuò)展功能的堆芯熔融物捕集器，其特征在于:所述的中心支撐柱(12)的底部設(shè)有入水口，中心支撐柱(I2)的內(nèi)部為能夠豎向輸水的空腔。6.如權(quán)利要求1所述的具有引導(dǎo)熔融物分層擴(kuò)展功能的堆芯熔融物捕集器，其特征在于:在位于中間層的熔融物擴(kuò)展滯留室(11)內(nèi)側(cè)壁上分散設(shè)置有多個(gè)滯留室溫度傳感器(15)，所述滯留室溫度傳感器(15)的輸出信號傳送至第一重力注水管線(18)和/或能動(dòng)冷卻水注入管線(20)的控制系統(tǒng)，對第一重力注水管線(18)的閥門進(jìn)行觸發(fā)，或由人工啟動(dòng)能動(dòng)冷卻水注入管線(20)，第一重力注水管線(18)和/或能動(dòng)冷卻水注入管線(20)在啟動(dòng)后向豎井(17)內(nèi)注入冷卻水。7.如權(quán)利要求1所述的具有引導(dǎo)熔融物分層擴(kuò)展功能的堆芯熔融物捕集器，其特征在于:在位于中間層的熔融物擴(kuò)展滯留室(11)內(nèi)部底面分散設(shè)置有多個(gè)熔斷觸發(fā)器(16)，所述熔斷觸發(fā)器(16)的輸出信號傳送至第二重力注水管線(19)，對第二重力注水管線(19)的閥門進(jìn)行觸發(fā)，第二重力注水管線(19)在啟動(dòng)后向豎井(17)內(nèi)注入冷卻水。8.如權(quán)利要求6或7所述的具有引導(dǎo)熔融物分層擴(kuò)展功能的堆芯熔融物捕集器，其特征在于:所述的第一重力注水管線(18)和第二重力注水管線(19)的閥門也能夠通過手動(dòng)或遠(yuǎn)程遙控人工觸發(fā)。9.如權(quán)利要求1所述的具有引導(dǎo)熔融物分層擴(kuò)展功能的堆芯熔融物捕集器，其特征在于:在所述熔融物擴(kuò)展滯留室(11)內(nèi)鋪有犧牲層。10.如權(quán)利要求1所述的具有引導(dǎo)熔融物分層擴(kuò)展功能的堆芯熔融物捕集器，其特征在于:相鄰兩層所述熔融物擴(kuò)展滯留室(11)的間距為10-30cm。
【專利摘要】本發(fā)明涉及反應(yīng)堆安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，具體涉及一種具有引導(dǎo)熔融物分層擴(kuò)展功能的堆芯熔融物捕集器。所述的堆芯熔融物捕集器設(shè)置在與反應(yīng)堆堆坑底部豎直相連的豎井中，包括多層熔融物擴(kuò)展滯留室，相鄰的熔融物擴(kuò)展滯留室之間通過多個(gè)熔融物灌注通道形成連通的空間。在嚴(yán)重事故工況下，本發(fā)明通過分層擴(kuò)展手段實(shí)現(xiàn)熔融物的充分展開，從而使熔融物熱量導(dǎo)出最大化，保證嚴(yán)重事故后核電廠的長期安全性。
【IPC分類】G21C9/016
【公開號】CN105551538
【申請?zhí)枴緾N201510909428
【發(fā)明人】朱晨, 郭強(qiáng), 張麗, 韓旭, 元一單, 馬衛(wèi)民, 李煒, 劉卓, 于明銳, 林斌
【申請人】中國核電工程有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月10日