[发明专利]反应堆容器冷却剂偏转屏障

说明书

技术领域

本发明涉及核发电领域，包括为冷却反应堆芯而设计的系统。

背景技术

在所设计的具有非能动运行系统(passive operating system)的核反应堆中，采用物理规律以确保维持核反应堆在正常运行过程中或甚至在没有操作员介入或监管的紧急情况下、至少在某一预定时间段内的安全运行。核反应堆5包括由反应堆容器2环绕的反应堆芯6。反应堆容器2中的水10环绕反应堆芯6。进一步地，反应堆芯6位于围板(shroud)122中，该围板122在反应堆芯6的侧面环绕反应堆芯6。当由于裂变事件导致水10被反应堆芯6加热时，水10从围板122被引导并流出提升管124。这使得另一些水10被吸入并被反应堆芯6加热，这进一步使得更多的水10被吸入围板122。从提升管124流出的水10被冷却且引导朝向环(annulus)123，然后这些水通过自然循环返回到反应堆容器2的底部。随着水10被加热，反应堆容器2中产生加压蒸汽11。

热交换器135使给水和蒸汽在二次冷却系统130中循环，从而通过涡轮132和发电机134发电。给水流过热交换器135并变成超热蒸汽(super heated steam)。二次冷却系统130包括冷凝器136和给水泵138。二次冷却系统130中的蒸汽和给水与反应堆容器2中的水10隔离，使得不允许它们彼此之间的混合或直接接触。

反应堆容器2被安全壳容器4环绕。安全壳容器4被设计为使得不允许来自反应堆容器2的水或蒸汽选出到周围环境中。蒸汽阀8被提供用来将反应堆容器2中的蒸汽11排放进入安全壳容器4的上半部14。水下泄压阀(submerged blowdown vavle)18被提供用来将水10释放到含欠热(sub-cooled)水的抑压池12中。

由于反应堆运行和与二次冷却系统130热交换时产生的热量，从而导致温差和压差，使水10循环通过反应堆容器2。相应地，循环效率取决于反应堆模块5的热性能以及所述反应堆模块5的物理设计和几何结构。常规的核反应堆包括某些倾向于提供不如最优的冷却剂循环的设计特征，因此必须依靠增大的冷却剂量或冗余的部件以确保其性能的充分发挥。

本发明将解决这些和其他问题。

附图说明

图1示出了一种核电系统。

图2示出了包括内部干燥的安全壳容器的动力模块组件。

图3示出了包括反应堆容器偏转屏障(deflector shield)的动力模块组件的一个实施方案的横截面图。

图4示出了包括由一个或多个控制棒导管支撑的反应堆容器偏转屏障的示例性的动力模块组件的局部视图。

图5示出了包括隔板(baffle)组件和冷却剂流增加机构的示例性动力模块组件的局部视图。

图6示出了包括反应堆容器偏转屏障的示例性隔板组件。

图7示出了包括反应堆容器偏转屏障和冷却剂流增加机构的示例性动力模块组件的局部视图。

图8示出了包括多个面向内的部分(inward facing portion)的冷却剂流增加机构的一个实施方案的平面图。

图9示出了包括一个连续面向内部分的冷却剂流增加机构的一个实施方案的立面侧视图。

图10示出了冷却剂流增加机构周围的冷却剂流。

图11示出了运用反应堆容器偏转屏障来冷却反应堆芯的一种新方法。

发明内容

动力模块在这里被公开为包括了含有冷却剂的反应堆容器以及位于反应堆容器底端附近的反应堆芯。提升管段位于反应堆芯上方，其中冷却剂流过反应堆芯并向上穿过提升管段。动力模块进一步包括冷却剂偏转屏障，其包括椭圆形或其他流动优化的(flow-optimized)表面，其中流动优化的表面引导冷却剂流向反应堆容器的底端。

核反应堆模块在这里被公开为包括了含有上端和下端的反应堆容器、位于反应堆容器上端附近的加压器和位于反应堆容器底端附近的反应堆芯。核反应堆模块还包括位于反应堆芯和加压器之间的隔板组件以及引导冷却剂流过反应堆芯的反应堆罩。反应堆罩包括面向内的部分，其改变冷却剂的流动压力以及促使冷却剂循环经过隔板组件并朝向反应堆容器底端流动。

一种冷却反应堆芯的方法在这里被公开为包括了使主冷却剂循环通过包括有上部提升管的反应堆罩，并且引导冷却剂沿反应堆容器向下流并围绕反应堆罩，其中反应堆容器的椭圆形下端促使冷却剂流过反应堆芯。位于上部提升管上方的具有椭圆形或流动优化的表面形状的偏转屏障促使冷却剂围绕反应堆罩流动。