[发明专利]设置单元组合式网状镂空板壳的核反应堆压力容器

说明书

本发明公开了一种设置单元组合式网状镂空板壳的核反应堆压力容器，包括：筒体，内设有容纳空间；单元组合式网状镂空板壳，设置在筒体下部的外表面上并连接为一体，包括阵列密集布置在筒体的外表面上的多个网状镂空板单元，其中，多个网状镂空板单元包括多层带穿透空隙的板层，多个网状镂空板单元中的阵列实体相互连接成网状，以形成网状镂空的板壳结构。该容器通过在外表面设置的单元组合式网状镂空板壳，能够显著增加严重事故下核反应堆压力容器外的沸腾换热面积并形成大量的汽化核心，有效降低压力容器的壁面过热度，显著提高润湿性，显著强化沸腾换热和提高CHF，进而显著提高压力容器的安全性和可靠性，简单易实现。

技术领域

本发明涉及换热技术领域，特别涉及一种设置单元组合式网状镂空板壳的核反应堆压力容器。

背景技术

大型核电站核反应堆在发生严重事故时可能导致堆芯熔化，熔融物在重力作用下落入压力容器下封头内。将熔融物冷却和持留在核反应堆压力容器内是缓解事故进程的关键措施。通过向反应堆腔室充水，使压力容器的下部浸没，在压力容器的外表面进行池内沸腾冷却，是缓解严重事故的一项重要措施。利用压力容器外侧水的沸腾换热和非能动自然循环流动，将压力容器下封头内熔融物的衰变热带走，从而保持压力容器的完整性，避免和延缓后续后果更为严重的事故进程的发生以及核泄漏造成的大量放射性物质向环境的释放。

由于核电站大型化和安全性的更高要求，在严重事故下，现有核反应堆压力容器外部沸腾换热冷却的换热性能，特别是非能动冷却的沸腾换热临界热流密度，还有待于进一步提高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种设置单元组合式网状镂空板壳的核反应堆压力容器，可有效降低严重事故条件下核反应堆压力容器的外壁面沸腾冷却的过热度，显著提高壁面润湿性，显著提高核反应堆压力容器的外壁面沸腾换热的临界热流密度(CriticalHeat Flux，简称CHF)，从而显著提高核反应堆压力容器的安全性和可靠性，且简单易实现。

为达到上述目的，本发明实施例提出了一种设置单元组合式网状镂空板壳的核反应堆压力容器，包括：筒体，所述筒体内设有容纳空间；单元组合式网状镂空板壳，所述单元组合式网状镂空板壳设置在所述筒体下部的外表面上并连接为一体，并且所述单元组合式网状镂空板壳包括阵列密集布置在所述筒体的外表面上的多个网状镂空板单元，其中，所述网状镂空板单元包括多层带穿透空隙的板层，所述网状镂空板单元中的阵列实体相互连接成网状，以形成网状镂空的板壳结构。

本发明实施例的设置单元组合式网状镂空板壳的核反应堆压力容器，通过在外表面设置的单元组合式网状镂空板壳，能够显著增加严重事故下的核反应堆压力容器外表面沸腾冷却的换热面积并形成大量的汽化核心，有效降低压力容器的壁面过热度；同时，单元组合式网状镂空板壳利用毛细力吸入冷却水，不断润湿沸腾换热表面，显著提高润湿性，而且单元组合式网状镂空板壳还利用沸腾换热过程中产生的蒸汽形成阵列喷射，从而大大延迟沸腾危机的出现，显著强化沸腾换热和提高沸腾换热临界热流密度，进而显著提高压力容器的安全性和可靠性，简单易实现。

另外，根据本发明上述实施例的设置单元组合式网状镂空板壳的核反应堆压力容器还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的实施例中，所述网状镂空板单元的厚度为1-10mm。

进一步地，在本发明的实施例中，所述网状镂空板单元为网状镂空板三角形单元、网状镂空板四边形单元、网状镂空板五边形单元、网状镂空板六边形单元中的一种或多种。

进一步地，在本发明的实施例中，所述多层带穿透空隙的板层包括：内层，所述内层的内表面与所述筒体下部的外表面相连接，所述内层包括阵列网状连接的内层实体和所述内层实体之间的内层空隙；外层，所述外层包括阵列网状连接的外层实体和所述外层实体之间的外层空隙；其中，所述内层空隙和所述外层空隙均为穿透性，所述内层空隙与所述外层空隙相连通。