[实用新型]反应堆严重事故堆芯熔融物堆外冷却固化装置及系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及核电站的安全设备，更具体地说，涉及一种在反应堆严重事故下可对堆芯熔融物进行堆外冷却固化的装置及系统。

背景技术

随着技术的成熟，核电站的安全性的不断提高，核电站的建设逐渐地成为我国重要的能源保障。目前的核电站中，核反应堆的结构是：在安全壳中形成反应堆堆腔，在堆腔中设置压力容器。在反应堆发生严重事故时，堆芯的熔融物会融化压力容器外壳，而发生极为严重的核泄漏事故。

目前，为了防止堆芯熔融物的泄漏，在国外典型三代堆中，使用了两种堆芯熔融物堆外冷却固化装置，也叫堆芯捕集器，一种是法国EPR1700，一种是俄国VVER。

如图1所示，EPR1700堆芯熔融物堆外冷却固化装置是在压力容器11下发设置引流通道12，并在压力容器11的外侧设置广阔的扩展室13。在使用时，熔融物熔穿下封头后，流入下部腔室，待所有熔融物流入下部腔室后，熔融物会熔穿下部的可融塞，通过引流通道12，熔融物流入扩展室13，在进行冷却。利用的是扩展室13有大面积的平面，熔融物在重力的作用下，在该平面上摊平。在该平面下部有冷却水通道，可以实现对熔融物的冷却及防止平面材料被熔穿。为了满足对熔融物冷却时间的限制，EPR的堆芯捕集器增加了顶部淹没冷却的方式，从而大大加快了熔融物的冷却速度。

总的来说，EPR1700堆芯熔融物堆外冷却固化装置采用一个面积很大的平面来进行熔融物摊平，目的是增大熔融物的冷却面积，加快熔融物的冷却速度。然而这样的设计意味着要占据反应堆安全壳下部很大的面积和空间，增加了设计的难度及建设的经费。而且，该平面上的熔融摊平，是在重力作用下进行，能否有效摊平，是设计能否达到预定目标的关键，然而高温熔融物在这样达数百平方米面积的空间摊平，提高了设计难度，也降低了设备的可靠性。

如图2所示，VVER堆芯熔融物堆外冷却固化装置的结构较为简单。在基坑21内反应堆压力容器22下方放置有桶形容器23，容器内装有可以融化的牺牲材料24。当堆芯熔融物熔穿下封头后，在重力的作用下，流入下部放置的堆芯熔融物堆外冷却固化装置，并与装置内的牺牲材料24相互作用。熔融物在融化牺牲材料24的过程中，其温度逐渐降低。装置的外部有冷却水25，可以降低桶形容器23壁面温度，带走熔融物衰变热。从而实现熔融物的冷却固化。

VVER的结构简单，直接位于反应堆压力容器22下部，但是由于熔融物在桶形容器23内部，仅仅依靠容器外部的壁面带走熔融物的衰变热，传热面积小导致传热量小。因此，冷却固化所需要的时间很长，从而对事故后期的快速处理不利。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种结构简单、可快速冷却反应堆严重事故堆芯熔融物的堆外冷却固化装置。

本实用新型要解决的另一技术问题在于，提供一种结构简单、可快速冷却反应堆严重事故堆芯熔融物的堆外冷却固化系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种反应堆严重事故堆芯熔融物堆外冷却固化装置，包括顶部开放的中空冷却固化器外壳、以及设置在所述冷却固化器外壳内的冷却通道；

所述冷却通道包括设置在所述冷却固化器外壳内、相互连通的若干竖直段；所述竖直段的外壁之间形成熔融物填充空间；

所述冷却固化器外壳包括设置在下部的冷却剂进口、以及设置在上部的冷却剂出口；所述冷却剂进口和冷却剂出口与所述冷却通道相连通。

在本实用新型的反应堆严重事故堆芯熔融物堆外冷却固化装置中，所述冷却通道由设置在所述冷却固化器外壳内的隔板与所述冷却固化器外壳的内壁共同围成。

在本实用新型的反应堆严重事故堆芯熔融物堆外冷却固化装置中，所述隔板包括与所述冷却固化器外壳底部平行的底板、以及与所述冷却固化器外壳侧壁平行的侧板；

所述底板与所述冷却固化器外壳底部之间形成水平冷却通道，所述侧板围成的所述冷却通道的竖直段通过所述水平冷却通道连通，并且所述竖直段的顶部封闭。

在本实用新型的反应堆严重事故堆芯熔融物堆外冷却固化装置中，所述侧板与所述冷却固化器外壳的侧壁之间形成的所述竖直段的顶部开放，并与所述冷却剂出口连通。所述冷却通道的竖直段的侧壁设有孔道，并与所述冷却剂出口连通。

在本实用新型的反应堆严重事故堆芯熔融物堆外冷却固化装置中，所述水平冷却通道与所述冷却剂进口连通；所述冷却剂经所述水平冷却通道进入所述冷却通道的垂直段。