一种用于严重事故缓解的海水淹没系统的制作方法

本申请涉及机械领域，尤其涉及一种用于严重事故缓解的海水淹没系统。

背景技术：

1、严重事故是指严重性超过设计基准事故并造成堆芯明显恶化的事故工况。严重事故发生的概率极低，但一旦发生，很可能会破坏所有的安全屏障，向环境大规模释放放射性物质，产生严重的放射性后果，会对公众和环境造成严重危害。严重事故缓解措施是指在预防措施失效后，堆芯损坏不可避免的时候采取的降低严重事故后果的措施。

2、自20世纪80年代以来，严重事故研究一直是核安全领域的重点课题。如何提高核电厂缓解严重事故的能力、提升核安全监管水平、提高公众心理承受能力、正确对待舆论压力，是核电发展所面临和亟待解决的问题。严重事故防御能力的大小，已经成为衡量核电厂安全性的重要指标，针对严重事故缓解的研究已被提到十分重要的位置。对于船用核动力系统更是如此，船用核动力的潜在核风险高，核安全要求苛刻，必须重视对严重事故的缓解。

3、目前核电厂中的严重事故缓解措施主要有：(1)防止压力容器失效，包括：通过主泵进行强迫循环；主冷却剂系统降压并进行注水；排出堆芯余热；通过一回路充排水排出堆芯余热；注水淹没地坑以冷却压力容器等措施。(2)防止高压熔堆，通过适时地开启稳压器安全阀卸压。(3)防止因缓慢升压造成安全壳失效，包括：安全壳喷淋、安全壳风冷导出安全壳热量，在压力容器失效前后向地坑注水延缓堆芯与安全壳相互作用等措施。(4)防止快速升压导致安全壳失效，包括：主冷却剂系统降压、注水淹没地坑、安全壳通风等措施。(5)防止地坑熔穿。(6)消氢。(7)控制裂变产物向安全壳外的迁移，包括：淹没泄漏地点、重建安全壳隔离、安全壳卸压、主冷却剂系统降压、蒸汽发生器二次侧淹没等措施。

4、水下核动力系统受到空间等限制，严重事故缓解的手段主要为适时地开启稳压器安全阀，以防止高压熔堆，同时延缓堆芯熔化，而专门为严重事故设置的系统与设备较少。

5、对于水面船舶核动力系统，一方面，为实现较高的核安全水平。对严重事故缓解提出了较高的要求，应尽可能维持已高度损坏堆芯的冷却，实现可控的最终稳定状态，尽可能长时间地维持安全壳的完整性。但是另一方面，由于船上空间等资源较为有限，无法像核电站设置复杂的严重事故缓解措施。

6、因此，水面船舶核动力系统严重事故缓解具有较大的难度，如何既有简化的配置和原理、同时系统可靠，并且能够有效的实现严重事故缓解：保护安全壳安全屏障、减少放射性泄漏、从安全壳排热、防止事态恶化，实现可控的最终稳定状态。

技术实现思路

1、本申请的目的之一在于提供一种用于严重事故缓解的海水淹没系统，以解决现有的核动力系统严重事故缓解难度较大的问题。

2、本申请的技术方案是：

3、一种用于严重事故缓解的海水淹没系统，包括安全壳；所述安全壳的内部设置有反应堆和蒸汽发生器，且上部连通有过滤排放管道；所述过滤排放管道的一端连通于所述安全壳内，另一端穿过船体上的核辅间、船外板而与舷外海水相连通，且所述过滤排放管道上依次安装有第一气动阀和过滤器，所述第一气动阀靠近所述安全壳且处于所述核辅间中，所述过滤器处于所述核辅间中；当所述反应堆处于正常运行状态时，所述第一气动阀处于关闭状态；当所述反应堆发生严重事故后，所述第一气动阀处于开启状态。

4、作为本申请的一种技术方案，所述安全壳的下部连通有海水引入管道；所述海水引入管道的一端连通于所述安全壳内，另一端穿过所述船体上的核辅间、船外板而与舷外海水相连通，且所述海水引入管道上依次安装有第二气动阀和止回阀，所述第二气动阀靠近所述安全壳且处于所述核辅间中，所述止回阀处于所述核辅间中；当所述反应堆处于正常运行状态时，所述第二气动阀处于关闭状态；当所述反应堆发生严重事故后，所述第二气动阀处于开启状态。

5、作为本申请的一种技术方案，所述过滤排放管道与所述海水引入管道平行间隔设置。

6、本申请的有益效果：

7、本申请的用于严重事故缓解的海水淹没系统中，其针对水面船舶核动力系统发生严重事故后，即出现堆芯出现熔毁后，实现对堆芯熔融物的充分冷却，防止其熔穿安全壳，造成放射性外泄，同时排出安全壳内的热量防止安全壳超压，并且将放射性物质包容在安全壳之内，避免事故后果进一步扩大，保证舰员与环境的安全。同时，子啊严重事故初期，其能够利用安全壳内与舷外海水的巨大压差，以非能动的方式实现安全壳过滤排放，受控排出堆芯热量；安全壳排放降压后，其能够利用舷外海水势能将海水注入安全壳，以使得安全壳内压力与海水侧压力形成动态平衡；在严重事故中后期，反应堆不断产生衰变热，安全壳内的水加热、蒸发，海水随之补充进来，通过自然循环实现长期的冷却。由此，该装置能够通过过滤器的排放而实现安全壳的热量排出，进而能够有效降低安全壳压力防止安全壳超压，并为海水注入安全壳提供条件；同时，其能够通过安全壳与海水侧的连通管实现海水自动进入安全壳，实现冷却，并可持续补充冷却海水，为实现堆芯的长期热阱提供条件；此外，其能够利用自然循环原理等非能动方式，提高了系统运行的可靠性；并且，其通过防止安全壳破坏并采用过滤手段，能够将放射性物质完全包容在安全壳内；再者，其通过排放将严重事故后安全壳内产生的大量氢气排出，避免安全壳内产生氢气爆炸的危险。

技术特征：

1.一种用于严重事故缓解的海水淹没系统，其特征在于，包括安全壳；所述安全壳的内部设置有反应堆和蒸汽发生器，且上部连通有过滤排放管道；所述过滤排放管道的一端连通于所述安全壳内，另一端穿过船体上的核辅间、船外板而与舷外海水相连通，且所述过滤排放管道上依次安装有第一气动阀和过滤器，所述第一气动阀靠近所述安全壳且处于所述核辅间中，所述过滤器处于所述核辅间中；当所述反应堆处于正常运行状态时，所述第一气动阀处于关闭状态；当所述反应堆发生严重事故后，所述第一气动阀处于开启状态。

2.根据权利要求1所述的用于严重事故缓解的海水淹没系统，其特征在于，所述安全壳的下部连通有海水引入管道；所述海水引入管道的一端连通于所述安全壳内，另一端穿过所述船体上的核辅间、船外板而与舷外海水相连通，且所述海水引入管道上依次安装有第二气动阀和止回阀，所述第二气动阀靠近所述安全壳且处于所述核辅间中，所述止回阀处于所述核辅间中；当所述反应堆处于正常运行状态时，所述第二气动阀处于关闭状态；当所述反应堆发生严重事故后，所述第二气动阀处于开启状态。

3.根据权利要求2所述的用于严重事故缓解的海水淹没系统，其特征在于，所述过滤排放管道与所述海水引入管道平行间隔设置。

技术总结
本申请提供一种用于严重事故缓解的海水淹没系统，其包括安全壳；安全壳的内部设置有反应堆和蒸汽发生器，且上部连通有过滤排放管道；过滤排放管道的一端连通于安全壳内，另一端穿过船体上的核辅间、船外板而与舷外海水相连通，且过滤排放管道上依次安装有第一气动阀和过滤器，第一气动阀靠近安全壳且处于核辅间中，过滤器处于核辅间中；当反应堆处于正常运行状态时，第一气动阀处于关闭状态；当反应堆发生严重事故后，第一气动阀处于开启状态。该装置通过过滤排放实现安全壳的热量排出，能够有效降低安全壳压力进而防止安全壳超压，并为海水注入安全壳提供条件。

技术研发人员：王浩,王振斌,林韩清,郑雷,孙兴昂
受保护的技术使用者：中国舰船研究设计中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13