[发明专利]一种反应堆熔融物堆外收集、分装、滞留系统

说明书

本发明公开了一种反应堆熔融物堆外收集、分装、滞留系统，包括熔融物收集装置、多坩埚分散滞留装置及冷却回路；熔融物收集装置设置于压力容器竖直支撑内壁，包括倾斜面和围板，所述围板向中心收拢；所述熔融物收集装置为两层结构，包括下部隔热层和表面润滑层；所述多坩埚分散滞留装置设置于堆坑底部，包括中央主坩埚和多个副坩埚；所述中央主坩埚和副坩埚通过孔道贯穿件相连；所述中央主坩埚的开口朝向所述围板的开口；所述冷却回路与堆坑连接以堆坑中多坩埚分散滞留装置进行冷却。本发明的有益效果是：采用熔融物收集和前期润滑设计，使熔融物体量集中并可控转移；采用主、副坩埚连通设计，有效实现分装，增大换热面积，缩短冷却时间。

技术领域

本发明属于核工业领域，具体涉及一种反应堆熔融物堆外收集、分装、滞留系统。

背景技术

我国目前在建和在运行着数十座大型二代改进型核电厂，但多数未设置有效的堆外熔融物滞留系统。日本福岛事故后，核电站安全问题特别是针对严重事故的预防和缓解更为坡迫切。目前针对严重事故下，堆芯熔融物的冷却与滞留策略主要可分为两种：1)压力容器内熔融物的冷却与滞留(IVR)，该技术最早出现在芬兰的Loviisa VVER-440电站中，并在AP600、AP1000、APR1400、CAP1400(国家核电技术有限公司设计的1400MWe压水堆)和ACP1000(中国核工业集团和中国广核集团联合研发设计的1000MWe压水堆)的设计中获得应用，由于对堆芯熔融物加载于RPV内壁面的热流密度的估算争议较大，目前国际主流意见认为IVR技术不适合于较大功率堆型，如1000MWe以上的堆型；2)压力容器外熔融物冷却与滞留(EVR)，该技术在俄罗斯设计的VVER-1000机型与法国ANP设计的欧洲先进压水堆EPR机型中得到应用。

关于堆芯捕集器的研究，国外相关专利也较多，如：美国麻省理工大学于1978年的专利，Core catcher for nuclear reactor core meltdown containment(US-Pat4113560)，该专利可视为EVR的设计雏形；法国原子能机构于1981年的专利，Corecatcher device(US-Pat4280872)，该专利将EVR技术提升到了工程应用的水平；以及之后的众多原理、结构不同的堆芯捕集器专利(如US-Pat4442065、US-Pat4113560、US-Pat4342621、US-Pat 8358732和US-Pat6353651等)；1995年法国CEA曾提出由三层复合材料(从内到外分别为MgAl2O4,ZrO2,钢)构筑一端封闭的试管型坩埚，并排布成群进行外部冷却的捕集方案。

国内从俄罗斯引进VVER核电系统之后逐渐增多了对堆芯捕集器的研究，先后形成了一系列专利，如底部注水叠加外部冷却的大型非能动核电厂堆芯捕集器(CN201310005308.0)、一种大型非能动压水堆核电厂坩埚型堆芯摧集器(CN201310005342.8)、有熔融物扩展室的大型非能动压水堆核电厂堆芯捕集器(CN201310005579.6)、大型非能动核电厂熔融物堆内和堆外滞留相结合的装置(CN201310264749.2)、有熔融物扩展室的大型非能动压水堆核电厂堆芯捕集器(CN201320007203.4)等。

EVR技术之于IVR，优势在于更主动的处置策略和更灵活的冷却方式，尤其体现在应对较大功率堆型的严重事故方面。相比于VVER单坩埚至少10个月的冷却时间，本专利提出的多坩埚式反应堆熔融物堆外捕集系统，旨在有限空间内收集、分装、冷却熔融物，并达到高效滞留的目的。

有鉴于此，特提出本发明。

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反应堆熔融物堆外收集、分装、滞留系统，本技术方案能够实现在小空间内将堆芯熔融物最大程度快速有效地扩展冷却，从而降低堆坑熔穿及放射性物质的释放风险，提高反应堆事故下的安全性。

本发明的技术方案为：

一种反应堆熔融物堆外收集、分装、滞留系统，包括熔融物收集装置、多坩埚分散滞留装置及冷却回路；