[发明专利]核反应堆熔化的堆芯的恢复装置

说明书

本发明涉及核反应堆一个熔化的堆芯(也称为堆芯熔体)的一种恢复装置。

近期的某些事故表明：熔化的堆芯掉在基础或底板上有可能将基础熔穿，致使危险物质扩散在附近的土地中，后果难于预料且只有较少的可能性加以处理。这就是为什么在这里提出一种恢复装置，此装置设在堆芯下方，其设计思想为：当堆芯因事故而熔化、下落时受到强烈的冷却，以阻碍它进一步接近基础。作为最一般的形式，此装置包含若干垂直的隔板，以分隔成多个空间，其中一些空间是空的(下称空体积)，另外的空间则充满了冷却剂。后一种空间的上方有层耐高温的材料层。

因此，熔化的物质将流入到空体积之中，这些空格数量很多且很狭窄，以对熔化流体减速，同时流体的粘性因邻侧空体积的冷却剂的作用而变稠；熔化的物质和冷却剂仅被隔板分开，隔板是导热体通常又足够薄，因此熔化的物质和冷却剂大量地进行热交换。这样人们就可以期待熔化于堆芯的下流将被强烈地减缓，而在其达到基础之前被固化。

将所有隔板相互平行设置是较合适的，这使内含冷却剂的空间形成若干通道，在通道中冷却剂能在显然水平方向有效地循环。在这样的条件下，这些通道可延伸于略高的冷却剂源与汽化的冷却剂出口之间。从通道的一侧一旦因汽化降低了冷却剂的高度，则由于静液压的作用，冷却剂可自动补充。

然而这些通道可以通过一个阀门或另外的隔离装置与冷却剂源隔开。但也可以装设一个当冷却剂变热时，自动开启的一个阀门或一个装置。

以下情况是更加合适的：所有的空体积和充满冷却剂的空间之上都设一连续的吸热材料层，这一层之上是耐火材料层，以在当事故发生时，减弱机械和热的冲击。这样就避免了由于过高温度的堆芯破坏耐火材料层和隔板的危险。必须注意到：仅在隔板的大部分被破坏时才更改此过程，在此装置正常运行时，当隔板仅有小范围破坏时并没有危险的后果，因穿透到充满冷却剂的通道的物质将受到更强的冷却迅速固化。

参照附图，结合下面不受限制的实施例，本发明将更详细地予以说明：

-图1是本发明的总图，通道是剖面图。

-图2是部分装置的透视图，显示了几个剖面。

-图3和图4从纵剖面描述本发明的第二实施例，其中通道是纵向的：以及顶视图。

核反应堆芯处于槽1中，槽1安装在具有混凝土壁的井2中。地板或基础3延伸于井2及发电站的其余地方的下面。实际上包在基础3中的恢复装置包含若干隔板4，通常情况下隔板由平行的钢板构成，这些钢板隔出所有狭窄的空体积5，狭窄的空体积5和冷却剂通道6交替排列。冷却剂通常是水，每个冷却剂通道6上方有一层耐火混凝土7，耐火混凝土7及空体积5上方有一层连续的硅质混凝土8；这种材料可以充分减弱掉下的熔化物质的冲击并吸收其一部分热量，这样恢复装置的其它部分不至于遭受过高的温度。

在井2的底部(深处)有耐火混凝土墙9，它和耐火混凝土层7在边界相接，耐火混凝土墙9可限制熔化物阻碍其侵害较低承受力的井2壁。

所有冷却剂通道6通过至少一根公共导管10连到一个冷却剂源11，冷却剂源可以是任何一个自然水流、人工湖或发电站的一个水阱。可以理解在使用发电站水阱时，在正常运转下阱是空的，仅在事故时充水，同时导管10开启。但是更保险的是利用始终充了水的水阱，如果水平面太高，几个阀门12(或别的封闭装置)能在平时关闭导管10。自动开启阀门或装置是合适的，即它们受控于安装在冷却剂通道6区域内、敏感于温度升高的伺服装置，或配置可熔化件，当其区域被加热时即断开。

和前述的导管10相对的、至少由一根管所构成的出口13可使由于加热所产生的蒸气自由地排出到大气中。

可以预料在发生事故的情况下，此恢复所包含的运行步骤为：首先是连续硅质混凝土层8被破坏，然后是熔化的物质渗到空体积5内而不能侵害耐火混凝土层7。该粘性物质受隔板4的抑制，只能缓慢下降，加之它受到快速冷却，它的粘度显著增加。隔板4被很热的物质局部穿透是可能的，但这不会导致任何重要的干扰，因为刚接触冷却剂的物质将遭受强于固化的冷却从而变成堵住开口的塞子。因此若想在隔板4外用耐火材料层包住它们是不必要的，此保护用的耐火材料层会显著减慢冷却过程。