一种船用反应堆的抑压舱及船用反应堆的制作方法

本发明涉及核动力船舶及核能安全应用领域，尤其涉及一种船用反应堆的抑压舱及船用反应堆。

背景技术：

1、反应堆安全系统的主要目的是确保在发生事故以后，保证反应堆紧急停堆，堆芯余热排出和安全壳的完整，以便限制事故的发展和减轻事故的后果。

2、反应堆安全壳是为了防止核反应堆在运行或发生事故是放射性物质外逸的密闭空间，同时也兼作反应堆舱的保护结构，保护反应堆舱内设备及系统免受外部事件的不利影响。

3、当反应堆中充斥大量蒸汽，将导致安全壳承受的压力急剧升高，为尽可能降低堆舱内部压力，在安全壳内设置可用于冷凝高温蒸汽的抑压水箱十分重要；

4、同时当抑压水箱冷凝作用接近极限时，抑压水箱结构也需要承受额外的气体压力，并保持放射性气体不外泄至外部环境；

5、此外，船用反应堆设计常常因为空间限制，安注系统水量十分有限，如能利用抑压水箱中的冷凝水在安注能力全部用尽之后继续填补安注系统用水，将大大提高反应堆安全防护水平。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种船用反应堆的抑压舱及船用反应堆，极大程度限制了事故发展，避免放射性物质泄漏和堆芯熔化情况发生。

2、本发明提供了一种船用反应堆的抑压舱，所述抑压舱为安全壳内壁、反应堆舱外壁以及反应堆底板围成的区域，包括：由水密甲板分隔为处于上部的气舱和处于下部的水舱，

3、所述水密甲板，其两端分别连接反应堆舱的侧壁及安全壳内壁；以反应堆舱为对称中心，位于反应堆舱一侧的水密甲板上设置透气孔，另一侧的水密甲板上设置落水孔；

4、所述透气孔依次连接透气管、引流管及回流管，所述回流管的末端插入至水密甲板以下的冷却液中；

5、所述水舱内设置至少一层滞荡甲板，其两端分别连接反应堆舱的侧壁及安全壳内壁；所述滞荡甲板上设置有多组流水孔；

6、所述抑压舱顶部的筋板形成金属翅片；

7、所述落水孔连接落水管，延伸至水舱内的冷却液液面以下；

8、抑压管由反应堆舱内延伸至水舱的冷却液液面以下。

9、优选地，所述水密甲板距离反应堆底板的高度与反应堆舱顶板的高度相等。

10、优选地，所述透气孔设置在反应堆舱前部的水密甲板上，所述落水孔设置在反应堆舱后部的水密甲板上。

11、优选地，还包括：漏斗形的水气分离装置，所述水气分离装置设置于所述透气管和引流管之间；

12、所述水气分离装置包括水气入口，气体出口，第一挡水板，第二挡水板，落水口；

13、所述气体出口与水气入口分别设置在漏斗形侧壁相对的两侧，所述落水口设置在底部，

14、所述第一挡水板由顶部向下延伸，使气体出口与水气入口不直接相对；

15、所述第二挡水板设置于漏斗形的倾斜壁上，位于气体出口的一侧；

16、所述水气分离装置通过气体入口与透气管连接，通过落水口与引流管连接。

17、优选地，所述引流管由连接透气管的一侧向连接引流管的一侧倾斜，倾斜角度为0～3度。

18、优选地，所述水仓内存储冷却液，冷却液为水，气仓中存储空气或氮气。

19、优选地，所述滞荡甲板设置于水舱的冷却液液面以下，设置两层或三层的滞荡甲板。

20、优选地，最高层的所述滞荡甲板距离冷却液液面的距离不大于液位总深度的50％。

21、优选地，所述抑压管底部设置气泡离散装置。

22、本发明还公开了一种船用反应堆，反应堆舱底板将安全壳分为上下两部分，上部分包括上述技术方案所述的抑压舱和反应堆舱，下部分为隔离空仓。

23、与现有技术相比，本发明的船用反应堆的抑压舱及船用反应堆，具有如下有益效果：

24、1)本发明将结合船舶隔离空舱设计理念，将安全壳设置在原船体的隔离空仓位置，压缩了原船体隔离空舱的体积用于设置反应堆舱及抑压舱，大大节省了空间，具有极强的适船性。

25、2)水箱深度较大，抑压管在水体中的行进距离较长，进一步地，抑压管出口采用了离散气泡装置，非常有利于高温蒸汽冷凝；

26、3)进行了滞荡甲板、水密甲板、透气、落水设计，最大程度限制冷却水晃荡、溢出至舱顶等对舱顶部结构造成局部积水和腐蚀等问题。

27、4)抑压舱顶部筋板进行了加高，形成类似翅片作用，确保极端事故工况下热量通过翅片传递至甲板，并又外部冷源将热量带走，提高降温效果，再确保不发生放射性外泄的前提下充分利用外部冷源；

28、5)抑压舱的水舱冷却水和冷凝水成为了安注系统的冗余设计。

技术特征：

1.一种船用反应堆的抑压舱，其特征在于，所述抑压舱为安全壳内壁、反应堆舱外壁以及反应堆底板围成的区域，包括：由水密甲板分隔为处于上部的气舱和处于下部的水舱，

2.根据权利要求1所述的船用反应堆的抑压舱，其特征在于，所述水密甲板距离反应堆底板的高度与反应堆舱顶板的高度相等。

3.根据权利要求1所述的船用反应堆的抑压舱，其特征在于，所述透气孔设置在反应堆舱前部的水密甲板上，所述落水孔设置在反应堆舱后部的水密甲板上。

4.根据权利要求1所述的船用反应堆的抑压舱，其特征在于，还包括：漏斗形的水气分离装置，所述水气分离装置设置于所述透气管和引流管之间；

5.根据权利要求1所述的船用反应堆的抑压舱，其特征在于，所述引流管由连接透气管的一侧向连接引流管的一侧倾斜，倾斜角度为0～3度。

6.根据权利要求1所述的船用反应堆的抑压舱，其特征在于，所述水仓内存储冷却液，冷却液为水，气仓中存储空气或氮气。

7.根据权利要求6所述的船用反应堆的抑压舱，其特征在于，所述滞荡甲板设置于水舱的冷却液液面以下，设置两层或三层的滞荡甲板。

8.根据权利要求7所述的船用反应堆的抑压舱，其特征在于，最高层的所述滞荡甲板距离冷却液液面的距离不大于液位总深度的50％。

9.根据权利要求1所述的船用反应堆的抑压舱，其特征在于，所述抑压管底部设置气泡离散装置。

10.一种船用反应堆，其特征在于，反应堆舱底板将安全壳分为上下两部分，上部分包括权利要求1～9任意一项所述的抑压舱和反应堆舱，下部分为隔离空仓。

技术总结
本发明涉及核动力船舶及核能安全应用领域，尤其涉及船用反应堆的抑压舱及船用反应堆。所述抑压舱为安全壳内壁、反应堆舱外壁以及反应堆底板围成的区域，包括：由水密甲板分隔为气舱和水舱，水密甲板两端分别连接反应堆舱的侧壁及安全壳内壁；以反应堆舱为对称中心，位于反应堆舱一侧的水密甲板上设置透气孔，另一侧水密甲板上设置落水孔；透气孔依次连接透气管、引流管及回流管，回流管的末端插入至冷却液中；水舱内设置至少一层滞荡甲板，其两端分别连接反应堆舱的侧壁及安全壳内壁；滞荡甲板上流水孔；抑压舱顶部有金属翅片；落水孔连接落水管，延伸至冷却液以下。本发明设置了适用于船体的抑压舱及反应堆，安全性好，极大程度限制了事故发展。

技术研发人员：顾颖宾,胡安康,林一,陈励志,田明琦,侯阅兵,罗涛,王立陶,葛骥
受保护的技术使用者：中核海洋核动力发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15