[发明专利]用于核电厂严重事故下堆芯熔融物滞留的装置

说明书

本发明公开了一种包括：用于捕集堆芯熔融物的环状坩埚，环状坩埚包括：内管、位于内管外的外管、分别与内管、外管底部连接的底板，内管、外管、底板围成环状坩埚的容纳区。本发明中的用于核电厂严重事故下堆芯熔融物滞留的装置，用于对堆芯熔融物进行压力容器外容纳和整体冷却。本发明有以下几点突出优势：(1)该发明装置中增强了环状坩埚的面积/体积比，即提高了换热效率，散热效果好，更有利于堆芯熔融物冷却及环状坩埚完整性的保证，提高了核反应堆安全性；(2)该装置方案整体结构简单，不需要较大的铺展空间。该项发明从整体上增强堆芯熔融物滞留的装置的可靠性。

技术领域

本发明属于核电技术领域，具体涉及一种用于核电厂严重事故下堆芯熔融物滞留的装置。

背景技术

核电作为清洁的能源，中国在过去的20多年来快速发展，但是核电却也存在其它方式的能源不具有的放射性风险。核电发展的史上发生了三次大的核事故。其中，1986年的切尔诺贝利事故十分严重，放射性物质被大量释放到环境中，并且部分熔融物掉入地坑(筏基未被熔穿)。采用熔融物堆内滞留(IVR)技术，放射性物质大部分能被包容在压力容器内，而不会泄漏到安全壳及环境中。对于电功率为1400MW或者更高的1700MW的大堆或者超大堆，IVR技术可能就不能适用了，则需要堆芯熔融物堆外滞留(EVR)将堆芯熔融物滞留在该装置中，确保放射性物质不会因地基熔穿而被释放到环境中。堆芯熔融物滞留装置有利于提高核电厂的安全性。

关于堆芯捕集器的研究，国外起步较早，相关专利较多，如：美国麻省理工大学于1978年的专利，Core catcher for nuclear reactor core meltdown containment(US4113560)，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(US4280872),该专利将EVR技术提升到了工程应用的水平；1982年的专利，Molten core catcher and containment heat removal system(US4,342,621)提出将热管技术用于EVR；美国能源部1983年的专利，Combination pipe rupture mitigator andin-vessel core catcher(US4,412,969)，首次提出了IVR的概念；此外的相关专利还有Retrofittable nuclear reactor core catcher (US4442065)、Nuclear reactorequipped with a core catcher (US5263066)、Nuclear reactor installation with acore catcher device and method for exterior cooling of the latter by naturalcirculation(US 5343506)、Core catcher cooling by heat pipe (US6353651)、Corecatcher Cooling(US7558360)、Core catcher, manufacturing method thereof,reactorcontainment vessel and manufacturing method thereof(US8358732)等。中国对堆芯捕集器的研究在从俄罗斯引进WWER核电系统之后逐渐增多，在引进美国AP1000核电技术之后形成了一系列专利，如：俄罗斯2007 年在我国申请的专利，损坏的LWR核反应堆的衬层定位和冷却系统(CN200410031091.1)，该专利即为WWER的EVR方案；中核工业二十三建设有限公司2010年在WWER施工过程中形成的专利技术，一种核电站堆芯捕集器的安装方法(CN201010529073.1)；韩国水力原子力株式会社2010年的专利，具有集成冷却通道的堆芯捕集器(CN201080068588.4)，其主旨在于对熔融物覆盖底板的冷却；上海和工程研究设计院在AP1000 引进消化吸收及CAP1400设计过程中逐渐形成的EVR技术，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)、一种大型非能动压水堆核电厂堪竭型堆芯捕集器(CN201320007218.0)、大型非能动核电厂熔融物堆内和堆外滞留相结合的装置(CN201320007347.X)、底部注水叠加外部冷却的大型非能动核电厂堆芯捕集器(CN201320007522)。