[发明专利]反应堆装载腔注水系统

说明书

本发明一般来说涉及核反应堆。更具体地说，本发明涉及一种与核反应堆有关的设备，这种设备在反应堆发生预定事故时可以向装载反应堆的防事故外壳建筑中注水。

在发生超出核电厂设计规定事件的严重事故过程中，反应堆容器有可能破裂，从而将灼尽的核反应堆堆芯释放到防事故外壳建筑中。严重事故发生在以下情形中：(1)如果在核燃料完全冷却之前安全喷射系统无法向反应堆容器中输送冷却水；(2)如果反应堆容器破裂，灼尽的反应堆芯(燃料组件，即主要是燃料和钢的芯材料混合物)会释放到反应堆容器下面的芯部装置(ICI)架槽中。向ICI架槽中输送冷却水会减少燃料组件从防事故外壳建筑泄漏出来的可能性。

更具体地说，在反应堆冷却系统水管破裂事件中(即一种设计规定事件)，安全喷射罐中的水被排放到反应堆容器中以对反应堆堆芯进行冷却。在上述排放之后利用安全喷射泵将燃料更换储水罐(RWST)中的水抽进反应堆容器中，并通过防事故外壳喷射系统将水喷进防事故外壳中以冷凝在防事故外壳建筑中产生的水蒸气。一旦燃料更换储水罐(RWST)中的水耗尽，水泵会重新改变工作路径，从位于防事故外壳建筑中的应急堆芯冷却水存储罐中抽水以重复循环利用从反应堆冷却水系统中泄漏的水，并从防事故外壳喷射系统中喷射出来。

如果由于某种原因，安全喷射泵不能继续将水泵入反应堆容器中，就易于发生严重事故，燃料组件从反应堆容器的裂缝中流出并进入芯部装置(ICI)架槽中。燃料组件需要有足够数量的冷却水以确保防事故外壳建筑不发生破裂，如果发生破裂将导致放射性物质进入大气中。

然而，由于防事故外壳喷射系统相对于防事故外壳建筑的横截面是均匀喷射的，喷射进入反应堆装载腔的水的份额基本等于反应堆容器的面积与防事故外壳横截面面积之比。因此，限制了使喷射的水主要蓄积在高危险区域中的比例。

本发明的一个目的是提供一种相对简单的设备，这种设备除了在防事故外壳喷射系统喷射时倾向于将喷射水蓄积在反应堆装载腔中，而且能够根据需要向反应堆装载腔输送更多的水。

简而言之，上述目的是由这样一种设备实现的，在这种设备中，蓄积在一个水池如位于反应堆装载腔附近的燃料更换水池中的水可以通过连接两部分结构的一根导管补充输入到反应堆装载腔中。除非得到指令需要补充注水，通常该导管在一个遥控阀门的控制下保持关闭状态，以使蓄积在位于反应堆装载腔下面的架槽中和反应堆容器中的水的深度最小，从而保护设置在该架槽中和/或装载腔中的各种装置。

更具体地说，本发明的第一方面涉及一种核反应堆装载腔注水系统，这种系统包括：用于有选择地将水喷入防事故外壳建筑内部的喷射装置，这种装置从预定的水源中抽水，在所说的防事故外壳建筑中装载有容纳反应堆装载腔的反应堆压力容器和一个相邻的燃料更换水池结构；可控制地连接所说水池和一个架槽的导管装置，所说的架槽与反应堆装载腔连通并位于反应堆下面；和用于控制在所说水池和位于反应堆压力容器下面的所说架槽之间流体流通的可选择控制阀门装置。

本发明的第二方面涉及一种用于核反应堆防事故外壳建筑的安全设备，其特征在于它包括：用于在发生第一预定事件时将水喷入所说防事故外壳建筑中的、包括一个储水罐的喷射装置；形成在所说防事故外壳建筑中的、使从喷射装置中喷射出来的水能够发生蓄积的一个位置处的反应堆装载腔，该反应堆装载腔用于装载反应堆压力容器；与所说反应堆装载腔的下部连通并且位于所说反应堆压力容器下面的一个架槽；位于从喷射装置中喷出的水能够发生蓄积的一个位置处的一个水池，所说水池的底部位置高于设置在所说装载腔下部的所说架槽；将所说水池和所说架槽流体连通的一条通道；和通常处于关闭状态的阀门装置，该阀门装置设置在所说通道中，用于在预定状态下有选择地打开所说通道以使汇集在所说水池中的水可以在第二预定事件发生时排放到所说装载腔中。

本发明的第三方面涉及一种向设置核反应堆的装载腔中注水的方法，该方法包括以下步骤：在发生第一事件时将水喷入防事故外壳建筑内；将喷入防事故外壳建筑内的水蓄积在反应堆容器装载腔中；将喷入防事故外壳建筑内的水蓄积在位于反应堆压力容器装载腔附近的一个水池中；和在发生第二预定事件时将蓄积在所说水池中的水排放到所说反应堆压力容器装载腔的下部。