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堆芯熔融物捕集裝置

閱讀：100發(fā)布：2020-05-08

專利匯可以提供堆芯熔融物捕集裝置專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 公開了一種 堆芯 熔融物捕集裝置，包括用于捕集堆芯熔融物的 坩堝 形式的捕集筒體，位于反應(yīng)堆的 壓 力 容器 的下方，反應(yīng)堆的壓力容器設(shè)置于反應(yīng)堆的堆坑內(nèi)，反應(yīng)堆的堆坑底部與捕集筒體的開口通過連通通道連接，堆芯熔融物捕集裝置還包括第一分隔組件，第一分隔組件將捕集筒體分隔出由外到內(nèi)依次套置的至少兩個(gè)捕集腔室，捕集腔室的入口與捕集筒體的開口連通。旨在嚴(yán)重核事故工況下，通過第一分隔組件將捕集筒體分隔出由外到內(nèi)依次套置的至少兩個(gè)捕集腔室，增強(qiáng)了熔融物的可冷卻性，提高熔融物的冷卻效率，可有效應(yīng)降低捕集裝置的容積，熔融物分區(qū)冷卻，反應(yīng)堆的事故后處理將大為簡化，有效降低工作人員所受的輻照劑量。，下面是堆芯熔融物捕集裝置專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種堆芯熔融物捕集裝置，包括用于捕集堆芯熔融物的坩堝形式的捕集筒體，位于反應(yīng)堆的壓力容器的下方，反應(yīng)堆的壓力容器設(shè)置于反應(yīng)堆的堆坑內(nèi)，反應(yīng)堆的堆坑底部與捕集筒體的開口通過連通通道連接，其特征在于，堆芯熔融物捕集裝置還包括第一分隔組件，第一分隔組件將捕集筒體分隔出由外到內(nèi)依次套置的兩個(gè)捕集腔室，捕集腔室的入口與捕集筒體的開口連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆芯熔融物捕集裝置，其特征在于，連通通道朝向捕集筒體一端的開口的正投影視圖在最靠近捕集筒體中心軸的捕集腔室的入口的正投影視圖內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的堆芯熔融物捕集裝置，其特征在于，還包括第二分隔組件，第二分隔組件將最靠近捕集筒體中心軸的捕集腔室分隔出內(nèi)捕集腔室，內(nèi)捕集腔室位于最靠近捕集筒體中心軸的捕集腔室的底部，內(nèi)捕集腔室的頂壁設(shè)置有內(nèi)捕集腔室的入口，內(nèi)捕集腔室的入口與最靠近捕集筒體中心軸的捕集腔室的入口連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的堆芯熔融物捕集裝置，其特征在于，內(nèi)捕集腔室的入口的標(biāo)高位于：100％堆芯熔融物滯留量對應(yīng)的其液位標(biāo)高的20～30％，最靠近捕集筒體內(nèi)壁的捕集腔室的入口的標(biāo)高位于：100％堆芯熔融物滯留量對應(yīng)的其液位標(biāo)高的90～95％，其中，
100％堆芯熔融物滯留量為反應(yīng)堆的壓力容器的燃料組件和堆內(nèi)構(gòu)件、反應(yīng)堆的堆坑內(nèi)的犧牲混凝土的總量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的堆芯熔融物捕集裝置，其特征在于，還包括設(shè)置于內(nèi)捕集腔室外的保護(hù)罩，保護(hù)罩將內(nèi)捕集腔室的入口與最靠近捕集筒體中心軸的捕集腔室的入口分隔開。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的堆芯熔融物捕集裝置，其特征在于，內(nèi)捕集腔室的入口由第一隔離塞封閉，第一隔離塞的材質(zhì)為陶瓷、陶瓷基復(fù)合材料、耐高溫合金中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的堆芯熔融物捕集裝置，其特征在于，還包括第三分隔組件，第三分隔組件將內(nèi)捕集腔室分隔出至少兩個(gè)子內(nèi)捕集腔室，子內(nèi)捕集腔室上設(shè)置有子內(nèi)捕集腔室的入口，子內(nèi)捕集腔室的入口與最靠近捕集筒體中心軸的捕集腔室的入口連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的堆芯熔融物捕集裝置，其特征在于，第一分隔組件將捕集筒體分隔出由外到內(nèi)依次設(shè)置的兩個(gè)捕集腔室分別為第一捕集腔室、第二捕集腔室，第一分隔組件套置于捕集筒體內(nèi)，第一捕集腔室位于第一分隔組件外壁與捕集筒體內(nèi)壁之間的空隙內(nèi)，第二捕集腔室位于由第一分隔組件內(nèi)壁圍成的空間內(nèi)，且位于第一捕集腔室的最低點(diǎn)以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的堆芯熔融物捕集裝置，其特征在于，第一捕集腔室的體積為捕集筒體體積的5～15％；第二捕集腔室的體積為捕集筒體體積的70～80％。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的堆芯熔融物捕集裝置，其特征在于，最靠近捕集筒體內(nèi)壁的捕集腔室的入口由第二隔離塞封閉，第二隔離塞的材質(zhì)為陶瓷、陶瓷基復(fù)合材料、耐高溫合金中的一種或幾種。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的堆芯熔融物捕集裝置，其特征在于，還包括第四分隔組件，第四分隔組件將至少一個(gè)捕集腔室分隔出至少兩個(gè)子捕集腔室，子捕集腔室上設(shè)置有子捕集腔室的入口，子捕集腔室的入口與捕集筒體的開口連通。

說明書全文

堆芯熔融物捕集裝置

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明屬于核電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種堆芯熔融物捕集裝置。

背景技術(shù)

[0002] 在三里島和切爾諾貝利核電站的嚴(yán)重事故之后，核電界開始集中力量對嚴(yán)重事故的預(yù)防和后果緩解進(jìn)行研究和攻關(guān)，諸多結(jié)論明確了防范與緩解嚴(yán)重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。當(dāng)壓水堆核電站發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí)，堆芯余熱排出手段的喪失將使冷卻劑蒸發(fā)耗盡，堆芯裸露并持續(xù)升溫，燃料元件由于失去冷卻而發(fā)生融化，堆芯熔融物落入壓力容器(RPV)下腔室，繼而造成壓力容器下封頭失效，如果不能采取有效措施對其冷卻，堆芯熔融物有可能將壓力容器熔穿。壓力容器熔穿后，熔融物直接噴射到安全殼筏基上與結(jié)構(gòu)混凝土相互作用(MCCI)、一定時(shí)間內(nèi)以較快的速度逐漸向下侵蝕安全殼的筏基，若筏基厚度不足，則底板可能被熔穿，并導(dǎo)致安全殼的完整性破壞，隨后放射性物質(zhì)將直接進(jìn)入土壤，對環(huán)境造成嚴(yán)重影響。為了避免堆芯熔融物導(dǎo)致的大規(guī)模放射性物質(zhì)釋放，堆芯捕集器的相關(guān)設(shè)計(jì)逐漸產(chǎn)生。目前針對嚴(yán)重事故下，堆芯熔融物的冷卻與收集策略主要可分為兩種：壓力容器內(nèi)熔融物的冷卻與保持(IVR)，在美國的AP1000機(jī)型設(shè)計(jì)中采用；壓力容器外熔融物冷卻與收集(EVR)，在俄羅斯的WWER1000機(jī)型和法國的EPR機(jī)型中采用。
WWER1000機(jī)型采用“坩堝”式堆芯捕集器，它是位于壓力容器下部的一個(gè)獨(dú)立的容器結(jié)構(gòu)，主要由下底板、犧牲材料和扇形熱交換器組成。EPR機(jī)型采用“鋪展”式堆芯捕集器，嚴(yán)重事故情況下，堆芯形成可流動液態(tài)熔融物，直接流入反應(yīng)堆堆坑中，在高溫作用下熔融物與堆坑犧牲性混凝土發(fā)生反應(yīng)，逐漸消融犧牲混凝土，達(dá)到初步冷卻、收集熔融物的功能。
[0003] 關(guān)于堆芯捕集器的研究，國外起步較早，相關(guān)專利較多，如：美國麻省理工大學(xué)于1978年的專利，Core?catcher?for?nuclear?reactor?core?meltdown?containment(US4113560)，該專利可視為EVR的設(shè)計(jì)雛形；法國原子能機(jī)構(gòu)于1981年的專利，Core?catcher?device(US4280872)，該專利將EVR技術(shù)提升到了工程應(yīng)用的水平；1982年的專利，Molten?core?catcher?and?containment?heat?removal?system(US4342621)提出將熱管技術(shù)用于EVR；美國能源部1983年的專利，Combination?pipe?rupture?mitigator?and?in-vessel?core?catcher(US4412969)，首次提出了IVR的概念；此外的相關(guān)專利還有Retrofittable?nuclear?reactor?core?catcher(US4442065)、Nuclear?reactor?equipped?with?a?core?catcher(US5263066)、Nuclear?reactor?installation?with?a?core?catcher?device?and?method?for?exterior?cooling?of?the?latter?by?natural?circulation(US?5343506)、Core?catcher?cooling?by?heat?pipe(US6353651)、Core?catcher?Cooling(US7558360)、Core?catcher，manufacturing?method?thereof，reactor?containment?vessel?and?manufacturing?method?thereof(US8358732)等。中國對堆芯捕集器的研究在從俄羅斯引進(jìn)WWER核電系統(tǒng)之后逐漸增多，在引進(jìn)美國AP1000核電技術(shù)之后形成了一系列專利，如：俄羅斯2007年在我國申請的專利，損壞的LWR核反應(yīng)堆的襯層定位和冷卻系統(tǒng)(CN200410031091.1)，該專利即為WWER的EVR方案；中核工業(yè)二十三建設(shè)有限公司2010年在WWER施工過程中形成的專利技術(shù)，一種核電站堆芯捕集器的安裝方法(CN201010529073.1)；韓國水力原子力株式會社2010年的專利，具有集成冷卻通道的堆芯捕集器(CN201080068588.4)，其主旨在于對熔融物覆蓋底板的冷卻；上海和工程研究設(shè)計(jì)院在AP1000引進(jìn)消化吸收及CAP1400設(shè)計(jì)過程中逐漸形成的EVR技術(shù)，底部注水疊加外部冷卻的大型非能動核電廠堆芯捕集器(CN201310005308.0)、一種大型非能動壓水堆核電廠坩堝型堆芯摧集器(CN201310005342.8)、有熔融物擴(kuò)展室的大型非能動壓水堆核電廠堆芯捕集器(CN201310005579.6)、大型非能動核電廠熔融物堆內(nèi)和堆外滯留相結(jié)合的裝置(CN201310264749.2)、有熔融物擴(kuò)展室的大型非能動壓水堆核電廠堆芯捕集器(CN201320007203.4)、一種大型非能動壓水堆核電廠堪竭型堆芯捕集器
(CN201320007218.0)、大型非能動核電廠熔融物堆內(nèi)和堆外滯留相結(jié)合的裝置(CN201320007347.X)、底部注水疊加外部冷卻的大型非能動核電廠堆芯捕集器(CN201320007522)。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，核事故發(fā)生時(shí)，熔融物流入到堆芯捕集器中，堆芯捕集器的冷卻效率低下。

發(fā)明內(nèi)容

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種堆芯熔融物捕集裝置，通過第一分隔組件將捕集筒體分隔出由外到內(nèi)依次套置的至少兩個(gè)捕集腔室，多個(gè)捕集腔室增強(qiáng)了熔融物的可冷卻性，從而使得熔融物滯留在堆芯捕集裝置內(nèi)，提高冷卻效率。
[0006] 解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種堆芯熔融物捕集裝置，包括用于捕集堆芯熔融物的坩堝形式的捕集筒體，位于反應(yīng)堆的壓力容器的下方，反應(yīng)堆的壓力容器設(shè)置于反應(yīng)堆的堆坑內(nèi)，反應(yīng)堆的堆坑底部與捕集筒體的開口通過連通通道連接，堆芯熔融物捕集裝置還包括第一分隔組件，第一分隔組件將捕集筒體分隔出由外到內(nèi)依次套置的至少兩個(gè)捕集腔室，捕集腔室的入口與捕集筒體的開口連通。
[0007] 優(yōu)選的是，連通通道朝向捕集筒體一端的開口的正投影視圖在最靠近捕集筒體中心軸的捕集腔室的入口的正投影視圖內(nèi)。
[0008] 優(yōu)選的是，所述的堆芯熔融物捕集裝置還包括第二分隔組件，第二分隔組件將最靠近捕集筒體中心軸的捕集腔室分隔出內(nèi)捕集腔室，內(nèi)捕集腔室位于最靠近捕集筒體中心軸的捕集腔室的底部，內(nèi)捕集腔室的頂壁設(shè)置有內(nèi)捕集腔室的入口，內(nèi)捕集腔室的入口與最靠近捕集筒體中心軸的捕集腔室的入口連通。
[0009] 優(yōu)選的是，內(nèi)捕集腔室覆蓋住最靠近捕集筒體中心軸的捕集腔室的底部。
[0010] 優(yōu)選的是，內(nèi)捕集腔室的正投影視圖位于最靠近捕集筒體中心軸的捕集腔室的正投影視圖的中央。
[0011] 優(yōu)選的是，內(nèi)捕集腔室的入口的標(biāo)高位于：100％堆芯熔融物滯留量對應(yīng)的其液位標(biāo)高的20～30％，最靠近捕集筒體內(nèi)壁的捕集腔室的入口的標(biāo)高位于：100％堆芯熔融物滯留量對應(yīng)的其液位標(biāo)高的90～95％，其中，100％堆芯熔融物滯留量為反應(yīng)堆的壓力容器的燃料組件和堆內(nèi)構(gòu)件、反應(yīng)堆的堆坑內(nèi)的犧牲混凝土的總量。
[0012] 優(yōu)選的是，所述的堆芯熔融物捕集裝置還包括設(shè)置于內(nèi)捕集腔室外的保護(hù)罩，保護(hù)罩將內(nèi)捕集腔室的入口與最靠近捕集筒體中心軸的捕集腔室的入口分隔開。
[0013] 優(yōu)選的是，內(nèi)捕集腔室的入口由第一隔離塞封閉，第一隔離塞的材質(zhì)為陶瓷、陶瓷基復(fù)合材料、耐高溫合金中的一種或幾種。
[0014] 優(yōu)選的是，所述的堆芯熔融物捕集裝置還包括第三分隔組件，第三分隔組件將內(nèi)捕集腔室分隔出至少兩個(gè)子內(nèi)捕集腔室，子內(nèi)捕集腔室上設(shè)置有子內(nèi)捕集腔室的入口，子內(nèi)捕集腔室的入口與最靠近捕集筒體中心軸的捕集腔室的入口連通。
[0015] 優(yōu)選的是，第一分隔組件將捕集筒體分隔出由外到內(nèi)依次設(shè)置的兩個(gè)捕集腔室分別為第一捕集腔室、第二捕集腔室，第一分隔組件套置于捕集筒體內(nèi)，第一捕集腔室位于第一分隔組件外壁與捕集筒體內(nèi)壁之間的空隙內(nèi)，第二捕集腔室位于由第一分隔組件內(nèi)壁圍成的空間內(nèi)，且位于第一捕集腔室的最低點(diǎn)以上。
[0016] 優(yōu)選的是，第一捕集腔室的體積為捕集筒體體積的5～15％；第二捕集腔室的體積為捕集筒體體積的70～80％。
[0017] 優(yōu)選的是，最靠近捕集筒體內(nèi)壁的捕集腔室的入口由第二隔離塞封閉，第二隔離塞的材質(zhì)為陶瓷、陶瓷基復(fù)合材料、耐高溫合金中的一種或幾種。
[0018] 優(yōu)選的是，最靠近捕集筒體的筒壁的捕集腔室的入口設(shè)置于最靠近捕集筒體的筒壁的捕集腔室的頂部。
[0019] 優(yōu)選的是，所述的堆芯熔融物捕集裝置還包括第四分隔組件，第四分隔組件將至少一個(gè)捕集腔室分隔出至少兩個(gè)子捕集腔室，子捕集腔室上設(shè)置有子捕集腔室的入口，子捕集腔室的入口與捕集筒體的開口連通。
[0020] 優(yōu)選的是，第一分隔組件的材質(zhì)為陶瓷、陶瓷基復(fù)合材料、耐高溫合金中的一種或幾種；
[0021] 第二分隔組件的材質(zhì)為陶瓷、陶瓷基復(fù)合材料、耐高溫合金中的一種或幾種；
[0022] 第三分隔組件的材質(zhì)為陶瓷、陶瓷基復(fù)合材料、耐高溫合金中的一種或幾種；
[0023] 第四分隔組件的材質(zhì)為陶瓷、陶瓷基復(fù)合材料、耐高溫合金中的一種或幾種。
[0024] 旨在嚴(yán)重核事故工況下，本發(fā)明中的堆芯熔融物捕集裝置，通過第一分隔組件將捕集筒體分隔出由外到內(nèi)依次套置的至少兩個(gè)捕集腔室，多個(gè)捕集腔室增強(qiáng)了熔融物的可冷卻性，從而使得熔融物滯留在堆芯捕集裝置內(nèi)。本發(fā)明有以下幾點(diǎn)突出優(yōu)勢：(1)第一分隔組件將大量的堆芯熔融物分成若干小塊，削弱堆芯熔融物的聚集效應(yīng)，提高堆芯熔融物的可冷卻性、冷卻效率；(2)捕集腔室分區(qū)對堆芯熔融物可冷卻性的提高，可有效應(yīng)降低堆芯熔融物捕集裝置的容積，增強(qiáng)此類型堆芯熔融物捕集裝置對各種電廠的可適應(yīng)性；(3)堆芯熔融物分區(qū)冷卻，反應(yīng)堆的事故后處理將大為簡化，有效降低工作人員所受的輻照劑量。附圖說明
[0025] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中的堆芯熔融物捕集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例2中的堆芯熔融物捕集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例2中的堆芯熔融物捕集裝置的三維視圖；
[0028] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例2中的堆芯熔融物捕集裝置的運(yùn)行原理圖；
[0029] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例2中的第一捕集腔室與第一分隔組件的剖面圖；
[0030] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例2中的內(nèi)捕集腔室與第二分隔組件的剖面圖。
[0031] 圖中：1-捕集筒體；2-第一分隔組件；3-第一捕集腔室；4-第二捕集腔室；5-反應(yīng)堆的壓力容器；6-反應(yīng)堆的堆坑；7-捕集筒體的開口；8-連通通道；9-第一捕集腔室的入口；10-第二捕集腔室的入口；11-第二分隔組件；12-內(nèi)捕集腔室；13-內(nèi)捕集腔室的入口；14-引流管；15-第二隔離塞；16-氧化物熔融物層；17-輕金屬熔融物層；18-冷卻水池；19-重金屬熔融物層；20-保護(hù)罩；21-第一隔離塞；22-子內(nèi)捕集腔室；23-子內(nèi)捕集腔室的入口；24-子捕集腔室；25-子捕集腔室的入口。

具體實(shí)施方式

[0032] 為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 如圖1所示，本實(shí)施例提供一種堆芯熔融物捕集裝置，包括用于捕集堆芯熔融物的坩堝形式的捕集筒體1，位于反應(yīng)堆的壓力容器的下方，反應(yīng)堆的壓力容器設(shè)置于反應(yīng)堆的堆坑內(nèi)，反應(yīng)堆的堆坑底部與捕集筒體的開口通過連通通道連接，堆芯熔融物捕集裝置還包括第一分隔組件2，第一分隔組件2將捕集筒體1分隔出由外到內(nèi)依次套置的至少兩個(gè)捕集腔室，捕集腔室的入口與捕集筒體的開口7連通。
[0035] 具體的，第一分隔組件2將捕集筒體1分隔出由外到內(nèi)依次設(shè)置的兩個(gè)捕集腔室分別為第一捕集腔室3、第二捕集腔室4，第一分隔組件2套置于捕集筒體1內(nèi)，第一捕集腔室3位于第一分隔組件2外壁與捕集筒體1內(nèi)壁之間的空隙內(nèi)，第二捕集腔室4位于由第一分隔組件2內(nèi)壁圍成的空間內(nèi)，且位于第一捕集腔室3的最低點(diǎn)以上。
[0036] 當(dāng)然，第一分隔組件2也可將捕集筒體1分隔出多于兩個(gè)捕集腔室的更多的捕集腔室。
[0037] 旨在嚴(yán)重核事故工況下，本實(shí)施例中的堆芯熔融物捕集裝置，通過第一分隔組件2將捕集筒體1分隔出由外到內(nèi)依次套置的至少兩個(gè)捕集腔室，多個(gè)捕集腔室增強(qiáng)了熔融物的可冷卻性，從而使得熔融物滯留在堆芯捕集裝置內(nèi)。本實(shí)施例有以下幾點(diǎn)突出優(yōu)勢：(1)第一分隔組件2將大量的堆芯熔融物分成若干小塊，削弱堆芯熔融物的聚集效應(yīng)，提高堆芯熔融物的可冷卻性、冷卻效率；(2)捕集腔室分區(qū)對堆芯熔融物可冷卻性的提高，可有效應(yīng)降低堆芯熔融物捕集裝置的容積，增強(qiáng)此類型堆芯熔融物捕集裝置對各種電廠的可適應(yīng)性；(3)堆芯熔融物分區(qū)冷卻，反應(yīng)堆的事故后處理將大為簡化，有效降低工作人員所受的輻照劑量。
[0038] 實(shí)施例2
[0039] 如圖2～6所示，本實(shí)施例提供一種堆芯熔融物捕集裝置，包括用于捕集堆芯熔融物的坩堝形式的捕集筒體1，位于反應(yīng)堆的壓力容器5的下方，反應(yīng)堆的壓力容器5設(shè)置于反應(yīng)堆的堆坑6內(nèi)，反應(yīng)堆的堆坑6底部與捕集筒體的開口7通過連通通道8連接，堆芯熔融物捕集裝置還包括第一分隔組件2，第一分隔組件2將捕集筒體1分隔出由外到內(nèi)依次套置的至少兩個(gè)捕集腔室，捕集腔室的入口與捕集筒體的開口7連通。
[0040] 具體的，第一分隔組件2將捕集筒體1分隔出由外到內(nèi)依次設(shè)置的兩個(gè)捕集腔室分別為第一捕集腔室3、第二捕集腔室4，第一分隔組件2套置于捕集筒體1內(nèi)，第一捕集腔室3位于第一分隔組件2外壁與捕集筒體1內(nèi)壁之間的空隙內(nèi)，第二捕集腔室4位于由第一分隔組件2內(nèi)壁圍成的空間內(nèi)，且位于第一捕集腔室3的最低點(diǎn)以上。第一捕集腔室的入口9與捕集筒體的開口7連通，第二捕集腔室的入口10與捕集筒體的開口7連通。
[0041] 第一捕集腔室3的體積為捕集筒體1體積的5～15％；第二捕集腔室4的體積為捕集筒體1體積的70～80％。具體的，本實(shí)施例中的第一捕集腔室3的體積為2～6立方米，第二捕集腔室4的體積為10～20立方米。
[0042] 需要說明的是，本實(shí)施例中的堆芯熔融物捕集裝置還包括第二分隔組件11，第二分隔組件11將最靠近捕集筒體1中心軸的捕集腔室分隔出內(nèi)捕集腔室12，內(nèi)捕集腔室12位于最靠近捕集筒體1中心軸的捕集腔室的底部，內(nèi)捕集腔室12的頂壁設(shè)置有內(nèi)捕集腔室的入口13，內(nèi)捕集腔室的入口13與最靠近捕集筒體1中心軸的捕集腔室的入口連通。
[0043] 具體的，第一分隔組件2將捕集筒體1分隔出由外到內(nèi)依次設(shè)置的兩個(gè)捕集腔室分別為第一捕集腔室3、第二捕集腔室4。本實(shí)施例中，最靠近捕集筒體1內(nèi)壁的捕集腔室為第一捕集腔室3，最靠近捕集筒體1中心軸的捕集腔室為第二捕集腔室4。具體的，本實(shí)施例中的內(nèi)捕集腔室12覆蓋住第二捕集腔室4的底部，內(nèi)捕集腔室12的正投影視圖位于第二捕集腔室4的正投影視圖的中央。具體的，本實(shí)施例中的內(nèi)捕集腔室的入口13設(shè)置有用于引流的引流管14。
[0044] 需要說明的是，本實(shí)施例中的連通通道8朝向捕集筒體1一端的開口的正投影視圖在最靠近捕集筒體1中心軸的捕集腔室的入口的正投影視圖內(nèi)。具體的，連通通道8朝向捕集筒體1一端的開口的正投影視圖在第二捕集腔室的入口10的正投影視圖內(nèi)，旨在嚴(yán)重核事故工況下，反應(yīng)堆的堆坑6內(nèi)的堆芯熔融物直接流入到第二捕集腔室4內(nèi)。
[0045] 優(yōu)選的是，最靠近捕集筒體1內(nèi)壁的捕集腔室的入口由第二隔離塞15封閉，第二隔離塞15的材質(zhì)為陶瓷(ZrO2，Al2O3)、陶瓷基復(fù)合材料(SiC/SiC)、耐高溫合金(W-Ni-Fe，W-Ta)中的一種或幾種。具體的，本實(shí)施例中的第一捕集腔室的入口9由第二隔離塞15封閉，第二隔離塞15的材質(zhì)為耐高溫合金(W-Ni-Fe)。
[0046] 優(yōu)選的是，內(nèi)捕集腔室的入口13的標(biāo)高位于：100％堆芯熔融物滯留量對應(yīng)的其液位標(biāo)高的20～30％，最靠近捕集筒體1內(nèi)壁的捕集腔室的入口的標(biāo)高位于：100％堆芯熔融物滯留量對應(yīng)的其液位標(biāo)高的90～95％，其中，100％堆芯熔融物滯留量為反應(yīng)堆的壓力容器5的燃料組件和堆內(nèi)構(gòu)件、反應(yīng)堆的堆坑6內(nèi)的犧牲混凝土的總量。具體的，本實(shí)施例中的內(nèi)捕集腔室的入口13的標(biāo)高位于：100％堆芯熔融物滯留量對應(yīng)的其液位標(biāo)高的25％，最靠近捕集筒體1內(nèi)壁的捕集腔室的入口的標(biāo)高位于：100％堆芯熔融物滯留量對應(yīng)的其液位標(biāo)高的90％。
[0047] 堆芯熔融物由反應(yīng)堆的堆坑6底部進(jìn)入連通通道8，再流入第二捕集腔室4，如圖4所示，隨后堆芯熔融物由于重力作用，堆芯熔融物中的密度相對較小的輕金屬熔融物漂浮在密度相對較大的氧化物熔融物上方，逐漸形成氧化物熔融物層16以及漂浮于其上的輕金屬熔融物層17。第一捕集腔室的入口9設(shè)置在100％堆芯熔融物滯留量對應(yīng)的其液位標(biāo)高的90％，第一捕集腔室的入口9設(shè)置在100％堆芯熔融物滯留量時(shí)的輕金屬熔融物層17內(nèi)。當(dāng)捕集裝置內(nèi)達(dá)到100％堆芯熔融物滯留量，輕金屬熔融物熔化第二隔離塞15后進(jìn)入第一捕集腔室3，藉此削弱輕金屬熔融物層17對捕集筒體1的聚焦熱效應(yīng)。由于第一捕集腔室3套置于第二捕集腔室4外，所以第一捕集腔室3內(nèi)的輕金屬熔融物均勻分布于捕集筒體1內(nèi)壁附近，可有效的將氧化物熔融物的衰變熱傳導(dǎo)至捕集筒體1外側(cè)的冷卻水池18中的冷卻水，達(dá)到冷卻堆芯熔融物的效果。
[0048] 考慮到堆芯熔融物中可能存在少量重金屬熔融物，該部分重金屬熔融物可能聚集于換熱限值較低的捕集筒體1的底部。本實(shí)施例中的內(nèi)捕集腔室的入口13設(shè)置在100％堆芯熔融物滯留量對應(yīng)的其液位標(biāo)高的25％，內(nèi)捕集腔室的入口13設(shè)置在100％堆芯熔融物滯留量是的氧化物熔融物層16內(nèi)?？墒沟醚趸廴谖锸紫冗M(jìn)入內(nèi)捕集腔室12，少量的重金屬熔融物堆積于內(nèi)捕集腔室12上部外側(cè)形成重金屬熔融物層19，從而削弱重金屬熔融物層19對捕集筒體1底部的熱威脅。
[0049] 需要說明的是，本實(shí)施例中的堆芯熔融物捕集裝置還包括設(shè)置于內(nèi)捕集腔室12外的保護(hù)罩20，保護(hù)罩20將內(nèi)捕集腔室的入口13與最靠近捕集筒體1中心軸的捕集腔室的入口分隔開。具體的，本實(shí)施例中，第二捕集腔室的入口10設(shè)置于第二捕集腔室4的頂部，保護(hù)罩20將內(nèi)捕集腔室的入口13與第二捕集腔室的入口10分隔開，內(nèi)捕集腔室的入口13分別設(shè)置有用于引流的引流管14。
[0050] 具體的，本實(shí)施例中的保護(hù)罩20通過支撐機(jī)構(gòu)固定于第一分隔組件2上，在核事故發(fā)生初期，保護(hù)罩20可以對堆芯熔融物捕集裝置內(nèi)的第二分隔組件11進(jìn)行保護(hù)，且可以對由第二分隔組件11分隔出的內(nèi)捕集腔室12進(jìn)行保護(hù)，并對內(nèi)捕集腔室的入口13設(shè)置的引流管14進(jìn)行保護(hù)，防止第二分隔組件11由于核事故發(fā)生時(shí)的各種碎片撞擊而出現(xiàn)早期失效的情況。
[0051] 優(yōu)選的是，內(nèi)捕集腔室的入口13由第一隔離塞21封閉，第一隔離塞21的材質(zhì)為陶瓷(ZrO2，Al2O3)、陶瓷基復(fù)合材料(SiC/SiC)、耐高溫合金(W-Ni-Fe，W-Ta)中的一種或幾種。具體的，本實(shí)施例中的第一隔離塞21的材質(zhì)為耐高溫合金(W-Ni-Fe，W-Ta)。
[0052] 優(yōu)選的是，堆芯熔融物捕集裝置還包括第三分隔組件，第三分隔組件將內(nèi)捕集腔室12分隔出至少兩個(gè)子內(nèi)捕集腔室22，子內(nèi)捕集腔室22上設(shè)置有子內(nèi)捕集腔室的入口23，子內(nèi)捕集腔室的入口23與最靠近捕集筒體1中心軸的捕集腔室的入口連通。需要說明的是，本實(shí)施例中的第三分隔組件將內(nèi)捕集腔室12分隔出多于兩個(gè)數(shù)目的子捕集腔室24。
[0053] 在堆芯熔融物捕集裝置備用狀態(tài)下，即無堆芯熔融物流入狀態(tài)下，均維持真空，一旦第一隔離塞21、第二隔離塞15失效，外部的堆芯熔融物會在內(nèi)外壓差的作用下快速進(jìn)入堆芯熔融物捕集裝置的各個(gè)捕集腔室，達(dá)到預(yù)設(shè)的目的。
[0054] 需要說明的是，最靠近捕集筒體1的筒壁的捕集腔室的入口設(shè)置于最靠近捕集筒體1的筒壁的捕集腔室的頂部。具體的，第一捕集腔室的入口9設(shè)置于第一捕集腔室3的頂部。
[0055] 優(yōu)選的是，堆芯熔融物捕集裝置還包括第四分隔組件，第四分隔組件將至少一個(gè)捕集腔室分隔出至少兩個(gè)子捕集腔室24，子捕集腔室24上設(shè)置有子捕集腔室的入口25，子捕集腔室的入口25與捕集筒體的開口7連通。具體的，本實(shí)施例中第四分隔組件將第一捕集腔室3分隔出多于兩個(gè)數(shù)目的子捕集腔室24。
[0056] 優(yōu)選的是，第一分隔組件2的材質(zhì)為陶瓷(ZrO2，Al2O3)、陶瓷基復(fù)合材料(SiC/SiC)、耐高溫合金(W-Ni-Fe，W-Ta)中的一種或幾種；
[0057] 第二分隔組件11的材質(zhì)為陶瓷(ZrO2，Al2O3)、陶瓷基復(fù)合材料(SiC/SiC)、耐高溫合金(W-Ni-Fe，W-Ta)中的一種或幾種；
[0058] 第三分隔組件的材質(zhì)為陶瓷(ZrO2，Al2O3)、陶瓷基復(fù)合材料(SiC/SiC)、耐高溫合金(W-Ni-Fe，W-Ta)中的一種或幾種；
[0059] 第四分隔組件的材質(zhì)為陶瓷(ZrO2，Al2O3)、陶瓷基復(fù)合材料(SiC/SiC)、耐高溫合金(W-Ni-Fe，W-Ta)中的一種或幾種。
[0060] 具體的，本實(shí)施例中的第一分隔組件2、第二分隔組件11、第三分隔組件、第四分隔組件的材質(zhì)均為耐高溫合金(W-Ni-Fe)。
[0061] 旨在嚴(yán)重核事故工況下，本實(shí)施例中的堆芯熔融物捕集裝置，通過第一分隔組件2將捕集筒體1分隔出由外到內(nèi)依次套置的至少兩個(gè)捕集腔室，多個(gè)捕集腔室增強(qiáng)了熔融物的可冷卻性，從而使得熔融物滯留在堆芯捕集裝置內(nèi)。本發(fā)明有以下幾點(diǎn)突出優(yōu)勢：(1)第一分隔組件2將大量的堆芯熔融物分成若干小塊，削弱堆芯熔融物的聚集效應(yīng)，提高堆芯熔融物的可冷卻性、冷卻效率；(2)捕集腔室分區(qū)對堆芯熔融物可冷卻性的提高，可有效應(yīng)降低堆芯熔融物捕集裝置的容積，增強(qiáng)此類型堆芯熔融物捕集裝置對各種電廠的可適應(yīng)性；(3)堆芯熔融物分區(qū)冷卻，反應(yīng)堆的事故后處理將大為簡化，有效降低工作人員所受的輻照劑量。
[0062] 實(shí)施例3
[0063] 本實(shí)施例提供一種堆芯熔融物捕集裝置，與實(shí)施例2中的堆芯熔融物捕集裝置的區(qū)別為：本實(shí)施例中的內(nèi)捕集腔室的入口的標(biāo)高位于：100％堆芯熔融物滯留量對應(yīng)的其液位標(biāo)高的20％，最靠近捕集筒體內(nèi)壁的捕集腔室的入口的標(biāo)高位于：100％堆芯熔融物滯留量對應(yīng)的其液位標(biāo)高的95％。
[0064] 實(shí)施例4
[0065] 本實(shí)施例提供一種堆芯熔融物捕集裝置，與實(shí)施例2中的堆芯熔融物捕集裝置的區(qū)別為：本實(shí)施例中的內(nèi)捕集腔室的入口的高度為捕集筒體高度的30％；第一捕集腔室的入口的高度為捕集筒體高度的85％。本實(shí)施例中的內(nèi)捕集腔室的入口的標(biāo)高位于：100％堆芯熔融物滯留量對應(yīng)的其液位標(biāo)高的30％，最靠近捕集筒體內(nèi)壁的捕集腔室的入口的標(biāo)高位于：100％堆芯熔融物滯留量對應(yīng)的其液位標(biāo)高的92％。
[0066] 可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
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