[发明专利]一种分装强化冷却的反应堆堆芯熔融物捕集装置

权利要求书

1.一种分装强化冷却的反应堆堆芯熔融物捕集装置，其特征在于：所述的捕集装置包括堆坑、反应堆压力容器、熔融物滞留容器、坩埚、滞留水箱、冷却水箱和各连接管线，

顶部敞口的所述的熔融物滞留容器位于所述的堆坑内，并使位于所述的堆坑内的反应堆压力容器的下部和底部置于其中，所述的堆坑内位于所述的熔融物滞留容器的下方的空间形成冷却空间；

所述的堆坑内，所述的熔融物滞留容器的底板下方设置有所述的坩埚；

所述的滞留水箱位于所述的堆坑外，并通过所述的连接管线与所述的堆坑连接，以能够使其中贮存的水通过所述的连接管线进入所述的熔融物滞留容器内，从而浸没所述的反应堆压力容器的下封头，使堆芯熔融物在所述的反应堆压力容器的下封头内滞留一定时间；

所述的冷却水箱位于所述的堆坑外，并通过所述的连接管线与所述的冷却空间连接，以能够使其中贮存的水通过所述的连接管线进入所述的冷却空间，对所述的坩埚进行长期冷却；

所述的坩埚为多个，包括直径较大的主坩埚和直径较小的辅坩埚，单个所述的主坩埚置于所述的熔融物滞留容器的正下方，多个所述的辅坩埚置于所述的熔融物滞留容器的侧下方并均匀设置在所述的主坩埚的周围；

所述的捕集装置还包括设置在所述的主坩埚外部下方的流动导引装置和设置在所述的辅坩埚之间周向的扰流机构，

所述的流动导引装置用于将所述的主坩埚外壁面的流道变窄为100-200mm，形成冷却剂加速通道；

所述的扰流机构为沿高度方向布置的扰流扇叶，扇叶外缘距所述的辅坩埚外壁面100-400mm，用于增强辅坩埚壁面附近高焓值的冷却水与流道主流的低焓值冷却水之间的搅混，并借助离心力将加热壁面的水蒸气吸取至流道中心；

所述的扰流扇叶的结构可为间隔布置的独立叶片，或为连续的螺旋形条带结构，条带外缘距所述的辅坩埚外壁面100-400mm，条带厚度5-20mm，单根条带爬升高度200-500mm，条带布置方式为不同高度位置布置单根条带或沿高度方向连续布置多根条带。

2.根据权利要求1所述的捕集装置，其特征在于：所述的坩埚外层为金属材质，内层为保护层，

所述的保护层的厚度为10-50mm，材质为耐火材料，选自氧化镁、氧化铝、氧化锆或内部掺有金属结构的复合陶瓷；

所述的内部掺有金属结构的复合陶瓷由氧化镁、氧化铝或氧化锆材质的块状耐火材料混合在高熔点金属或合金中，或填充在高熔点金属或合金框架结构中形成，复合陶瓷的孔隙率为25%-75%。

3.根据权利要求1所述的捕集装置，其特征在于：所述的捕集装置还包括熔融物导引装置，

所述的熔融物滞留容器的底板的上表面位于所述的主坩埚与所述的辅坩埚之间的部分铺设有山丘状的所述的熔融物导引装置，以便于落于其上的固态、液态堆芯熔融物向所述的坩埚转移；

所述的熔融物导引装置为耐高温材质。

4.根据权利要求3所述的捕集装置，其特征在于：所述的捕集装置还包括牺牲材料，其铺设在所述的熔融物滞留容器的内表面上和/或所述的坩埚的最内侧和/或所述的熔融物导引装置上，铺设在所述的坩埚的最内侧的所述的牺牲材料用于降低堆芯熔融物显热对所述的坩埚的壁面的热冲击。

5.根据权利要求1所述的捕集装置，其特征在于：所述的捕集装置还包括熔融塞，其密封在所述的坩埚的入口处，厚度为20-100mm，材质为低熔点金属、低熔点合金或玻璃质材料。

6.根据权利要求1所述的捕集装置，其特征在于：所述的捕集装置还包括减震装置和/或栅格板，用于缓冲大质量物体掉落形成的机械冲击，

所述的减震装置设置在所述的熔融物滞留容器的底板与所述的反应堆压力容器的底部之间；

所述的栅格板设置在所述的熔融物滞留容器的底板与所述的反应堆压力容器的下封头之间。

7.根据权利要求1所述的捕集装置，其特征在于：所述的捕集装置还包括填充物，其填充在所述的坩埚的内部下封头区域，填充高度高于内部下封头赤道线，

所述的填充物的材质为非金属耐火材料或低熔点、高沸点、高密度的金属材料，以保证下封头部位的完整和提高整体换热效率。

8.根据权利要求1所述的捕集装置，其特征在于：所述的捕集装置还包括控制系统，用于监视事故工况下的事故进程并对所述的捕集装置中的相关设备进行控制，

所述的控制系统包括设置在所述的反应堆压力容器、熔融物滞留容器和/或坩埚外表面沿高度方向不同位置处的热电偶，用于追踪熔融物的当前位置，通过远程信号或通过阀门本体的特殊设计实现阀门的立即或延时开启。