[发明专利]熔融物滞留容器及采用该滞留容器的堆外熔融物滞留系统

说明书

本发明涉及一种熔融物滞留容器及采用该滞留容器的反应堆外熔融物滞留系统，容器包括坩埚本体和填充于坩埚主体内的网格状立方体结构；坩埚本体包括主坩埚和辅坩埚；主坩埚和辅坩埚耦合连接。系统包括设置于压力容器下方的冷却空间、设置于冷却空间内的熔融物滞留容器、通向冷却空间上部的冷却水管线、通向冷却空间下部的纳米流体冷却管线和与纳米流体冷却管线连接的纳米流体制备装置。本发明的有益效果如下：耦合单体坩埚，在增大单体坩埚换热面积的同时又解决了多坩埚熔融均匀分配等关键问题；不同位置采用高或低于熔融物密度的牺牲材料，兼具功能的同时便于将牺牲材料分布在熔融物上部和下部，分别起隔离保护和辅助换热的作用。

技术领域

本发明属于核工程领域，具体涉及一种熔融物滞留容器及采用该滞留容器的反应堆对外熔融物滞留系统。

背景技术

目前熔融物滞留技术分为熔融物堆内滞留和熔融物堆外滞留。相比熔融物堆内滞留策略，熔融物堆外滞留策略可满足更高功率堆型的堆芯熔融物冷却换热需求，主要表现在：1)堆外滞留策略具有更大的换热表面和空间；2)堆外滞留策略可引入大量的牺牲材料消耗一定的熔融物显热。

采用堆外滞留策略的熔融物滞留容器主要包括单坩埚类和多坩埚类。专利 US-Pat5263066采用多个熔融物收集容器设计，借此增大换热面积；专利 US-Pat8358732采用大体积单个熔融物收集容器设计，增加冷却管线散热设计；专利US-Pat4113560亦采用单收集容器形式，通过喷淋与牺牲材料使用的结合实现熔融物的包容和冷却。然而，由于已建和在建的核电厂中多数堆型冷却空间有限，较单坩埚类设计采用多坩埚方案有效地增加换热面积的方式更加容易实现。但是多坩埚方案中“熔融物均匀分配”、“坩埚的连接”、“坩埚间气泡的堆积”等问题较难解决。鉴于此，本专利提出一种主、辅坩埚耦合成单体坩埚的设计。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种熔融物滞留容器及采用该熔融物滞留容器的反应堆堆外熔融物滞留系统，该技术方案能够解决“单坩埚换热面积小”、“多坩埚熔融物分配难”。

本发明的技术方案如下：

一种熔融物滞留容器，包括坩埚本体和填充于所述坩埚主体内部的网格状立方体；所述坩埚本体包括主坩埚和辅坩埚；所述主坩埚和辅坩埚耦合连接。

进一步地，上述的熔融物滞留容器，所述网格状立方体为密度大于 9.0kg/dm³的牺牲材料。

进一步地，上述的熔融物滞留容器，所述主坩埚和辅坩埚的耦合连接边缘为90-135°倒圆角连接。

进一步地，上述的熔融物滞留容器，所述坩埚本体的开口处为边缘向坩埚本体中心凹陷的漏斗状导流体。

进一步地，上述的熔融物滞留容器，所述导流体包括牺牲材料层和铺设于所述牺牲材料层的耐高温陶瓷材料层；所述牺牲材料层的牺牲材料密度为 2.0-6.0kg/dm³。

进一步地，上述的熔融物滞留容器，所述导流体的厚度为0.1-0.3m，斜坡角度为5-60°。

进一步地，上述的熔融物滞留容器，所述坩埚本体换热外表面为蚀刻处理面，表面粗糙度Ra为0.2-30μm。

本发明还提供了一种采用上述的熔融物滞留容器的反应堆堆外熔融物滞留系统，包括设置于压力容器下方的冷却空间、设置于所述冷却空间内的熔融物滞留容器、通向所述冷却空间上部的冷却水管线、通向所述冷却空间下部的纳米流体冷却管线和与所述纳米流体冷却管线连接的纳米流体制备装置。

进一步地，上述的反应堆堆外熔融物滞留系统，所述纳米流体制备装置内部的混合纳米流体的平均液位不低于所述坩埚本体的开口位置。

进一步地，上述的反应堆堆外熔融物滞留系统，所述压力容器的下封头下方装设缓冲导向台。