冷却剂丧失反应堆冷却系统的制作方法_3

文档序号:9602591阅读:来源:国知局
,311可采用任何合适的强固的材料制成,诸如(但不限于)便于焊接的韧性金属板(例如,低碳钢)。可以使用其它合适的金属材料,包括各种合金。在一个实施方式中(但不限于),双壁安全壳容器外壳结构(CES)300可以是厚度6英尺以上的混凝土 312,确保足够能够承受高能抛射物撞击,诸如客机撞击。
[0067]安全壳容器外壳结构(CES)300包围着安全壳容器的壳体204并(大体)径向地与壳体204隔开,从而形成主环形空间313。在一个实施方式中,环形空间313可以充水以形成散热器,用来在安全壳容器内部出现热能释放事故时接收和排放来自安全壳容器200的热量。在一个实施方式中,这种充水的环形储存器优选围绕安全壳容器壳体204上部周缘沿周向延伸整整360度,所述壳体204位于混凝土基底310上方。图4示出了充水环形空间313的横截面,为了清晰起见,该图未示出外部(大体)径向翅片(radial fins)221。在一个实施方式中,环形空间313内充的水从底端314的基垫304处流到安全壳容器外壳结构(CES)300的同心壳体310、311的大约顶端315,在安全壳容器外壳结构(CES)的安全壳容器壳体204和内同心壳体310之间形成环形冷却储存器。在一些实施方式中,这种环形储存器使用合适的防腐材料涂层或衬里,诸如铝、不锈钢,或合适的防腐涂料。在一个代表性示例中(但不限于),环形空间313大约10英尺宽,大约100英尺高。
[0068]在一个实施方式中,安全壳容器外壳结构(CES)300包括钢质穹顶316,厚度适当,并经过加强坚固可抵抗撞击飞机和其它入射的抛射物。穹顶316采用坚固法兰接头318可拆除地固定到同心壳体310,311上。在一个实施方式中,安全壳容器外壳结构(CES)300在所有外露的地面以上部分上整个被安全壳容器外壳结构(CES)300包围,该结构优选足够高,可保护安全壳容器防止飞机危害或类似抛射物撞击,保持安全壳容器周围环形空间313内的水团(water mass)的结构完整性。如图所示,在一个实施方式中,安全壳容器外壳结构(CES)300垂直向地面以下延伸相当一部分距离,直到基垫304顶部。
[0069]安全壳容器外壳结构(CES) 300可进一步包括至少一个防雨通风口 317,其与穹顶316下方的封头空间318和充水环形空间313流体联通,使得水蒸汽能够流动、逸出和排放到大气环境中。在一个实施方式中,通风口 317可以位于穹顶316中央。在其它实施方式中,可提供多个通风口,在穹顶316周围(大体)径向间隔配置。在一些实施方式中,通风口 317可以采用一小段管路来形成,该管路被任何合适配置的防雨罩来覆盖,这样,既可使蒸汽从安全壳容器外壳结构(CES)逸出,但又将浸水降到最小。
[0070]在一些可能的实施方式中,穹顶316和安全壳容器200上封头206之间的封头空间318可用能量吸收材料或结构来填充,将对来自坠毁(下落)冲击(例如,客机等)对安全壳容器外壳结构(CES)穹顶316所引起的碰撞载荷降到最小。在一个不例中,封头空间局部或全部使用了多个紧密填充的波浪形或波纹状的可变形铝板,以形成褶皱区域,这有助于吸收并排放作用在穹顶316上的冲击力。
[0071]主要参照图1-5和图8-17,基垫304下方混凝土基底301内的安全壳容器200被埋部分可以带有无外部特征的普通壳体204。然而,基垫304上方的安全壳容器外壳204各部分都可包括多个纵向外部(大体)径向加强筋或翅片220,这些部件(大体)平行于安全壳容器-外壳组件200-300的垂直轴线VA而轴向延伸。外部纵向翅片220在安全壳容器壳体204周缘沿周向间隔隔开并从安全壳容器处(大体)径向向外延伸。
[0072]加强筋220具有多个有利功能,包括(但不限于):(1)加强安全壳容器的壳体204,(2)防止发生地震时环形空间313内的储水过度“来回晃荡(sloshing) ”,以及(3)重要的是,在安全壳容器内出现流体/蒸汽释放情况下,能起传热“翅片”的作用,将通过壳体204传导而吸收的热量排放到环形空间313的环境中。
[0073]为此,在实现传热效率最大化的一个实施方式中,纵向翅片220垂直延伸充水环形空间313的近乎整个高度,覆盖了安全壳容器200的有效传热表面(即,未埋入混凝土基底内的部分),将安全壳容器200热量传输到储存器中,如下将进一步介绍。在一个实施方式中,外部纵向翅片220带有上水平端220a和下水平端220b,上水平端220a的终点在安全壳容器200较大直径顶部216的下方或底部处或其附近,下水平端220b的终点在混凝土基底301的基垫304处或其附近。在一个实施方式中,外部纵向翅片220的高度H3等于或大于安全壳容器的壳体的总高度的一半。
[0074]在一个实施方式中,纵向翅片220的上水平端220a为自由端,并不永久地连接(或焊接)到安全壳容器200或其结构上。纵向翅片220的下水平端220b的至少一部分可对接地接触和坐落在水平周缘加强筋222上,后者焊接到安全壳容器的壳体204的外表面上,有助于支撑纵向翅片220的重量并将作用在纵向加强筋至壳体焊接点上的应力减到最小。周缘加强筋222呈环形,可围绕安全壳容器的壳体204的周缘延伸整整360度。在一个实施方式中,周缘加强筋222位于混凝土基底301的基垫304上,将纵向翅片220的载荷传输到基底上。纵向翅片220的侧向范围或宽度向外伸出,并伸过周缘加强筋222的外周缘边缘。为此,在这个实施方式中,只有每个加强筋220的下水平端220b的内部接触周缘加强筋222。在其它可能的实施方式中,周缘加强筋222可以(大体)径向地向外延伸,延伸到足以使每个纵向加强筋220的整个下水平端220b落座在周缘加强筋222上。在一些实施方式中,下水平端220b可焊接到周缘加强筋222上,以进一步增强和加固纵向翅片220。
[0075]外纵向翅片220可以采用钢(例如,低碳钢)或其它合适金属材料制成,包括合金,都可在其中一个纵向延伸侧面焊接到安全壳容器的壳体204的外部。每个加强筋220的相对的纵向延伸侧面位于安全壳容器外壳结构(CES) 300内同心壳体310内部附近,但优选不用永久固定在其上,将起散热翅片作用的加强筋的传热表面实现最大。在一个实施方式中,外纵向翅片220 (大体)径向向外延伸过安全壳容器220的较大直径顶部216,如图所示。在一个代表性示例中,但不限于此,钢质加强筋220的厚度可以为大约1英寸。根据情况,可使用其它合适厚度的加强筋。为此,在一些实施方式中,加强筋220的径向宽度是加强筋厚度的10倍以上。
[0076]在一个实施方式中,纵向翅片220的方向与安全壳容器的壳体204构成斜角A1,如图2-3和图5清楚所示。该方向形成了一种皱褶区域,该区域围绕安全壳容器200的周缘延伸360度,从而与外部安全壳容器外壳结构(CES) 300配合而更好地抗击抛射物的撞击作用。为此,导致安全壳容器外壳结构(CES)的壳体210,211向内变形的撞击会折弯纵向翅片220,在这个过程中,纵向翅片220会优选分布撞击力,而不会直接传送到并折断内部安全壳容器的壳体204,而这种情况在加强筋方向与安全壳容器壳体204为90度时则很可能会出现。在其它可能的实施方式中,根据安全壳容器外壳结构(CES) 300的构造和其它因素,加强筋220与安全壳容器壳体204成垂直配置是合适的。
[0077]在一个实施方式中,参照图6-8,带有外部(大体)径向翅片220并受其保护防止抛射物撞击的安全壳容器壳体204各个部分都可延伸到地面以下,防止抛射物撞击安全壳容器外壳结构(CES) 300或刚刚进入地面以下的结构部分。为此,在基底301垂直延伸侧壁303顶部处形成的基垫304则可位于地面以下若干英尺,翅片220下端终点就在基底处,从而改善核反应堆安全壳容器系统的抗撞击性。
[0078]在一个实施方式中,安全壳容器200可选择包括多个沿周向间隔隔开的内部(大体)径向翅片221,其连接到壳体204的内表面上(如图2和3的虚线所示)。内部翅片221从安全壳容器的壳体204处(大体)径向向内延伸并沿合适高度的垂直方向纵向延伸。在一个实施方式中,内部(大体)径向翅片221的高度大体上与充水环形空间313的高度相同并从基垫304处延伸到壳体204的大约顶部。在一个实施方式中,但不限于此,内部翅片221的方向大体上垂直(即90度)于安全壳容器壳体204。可以使用其它合适的角度和倾斜方向。内部翅片的作用是,如果出现安全壳容器增压事故(例如,L0CA或反应堆紧急停堆),增加可利用的热传输表面面积和结构上增强安全壳容器壳体抗击外部撞击(如抛射物)或安全壳容器200内压力上升。在一个实施方式中,但不限于此,内部翅片221可以采用钢制成。
[0079]参照图1至图15,多个垂直结构支柱331连接到安全壳容器壳体204外表面上,以帮助支撑安全壳容器200的较大顶部216,该部分周边(大体)径向向外悬臂伸出,伸过壳体204。支柱331沿安全壳容器壳体204周缘隔开配置。在一个实施方式中,支柱331可以采用钢质空心结构件来形成,例如,但不限于,横截面为C形的构件(即,结构槽钢),这些构件焊接到安全壳容器壳体204外表面上。通过使用连续或间断焊接工艺,诸如针脚焊接(stitch welds),沿每个支柱331高度,可将槽钢的两个平行腿(parallel legs)垂直地焊接到安全壳容器壳体204上。
[0080]支柱331从安全壳容器较大直径顶部216的底部/下方垂直向下延伸并可在其顶端处焊接到该底部/下方上,所述较大直径顶部用来容纳回转吊车。支柱331的低端支撑在或焊接到周缘加强筋222上,该加强筋在安全壳容器埋入部分附近连接混凝土基底301的基垫304。支柱331帮助将来自回转吊车和安全壳容器300顶部216的一部分静载荷或重量向下传输到基底上。在一个实施方式中,支柱内部的空心部分可充有混凝土(带或不带螺纹钢筋),协助加强和进一步支撑静载荷或重量。在其它可能的实施方式中,可以使用其它结构钢形状,包括填充的或未填充的箱型梁、工字梁、管材、角钢等。纵向翅片220可沿(大体)径向方向比支柱331更向外延伸,纵向翅片与加强筋220 —样起结构作用而不是起传热作用。在某些实施方式中,加强筋220的(大体)径向宽度是支柱的(大体)径向宽度的至少两倍。
[0081]图11-15示出了安全壳容器200的各种横截面(纵向和横向),其内装有设备。在一个实施方式中,安全壳容器200可以是小型模块式反应堆(SM)系统的组成部分,诸如霍尔泰克国际股份有限公司(Holtec Internat1nal)的SMR-160。所述设备通常包括核反应堆容器500和蒸汽发生器502,核反应堆容器位于湿井(wet well) 504内并形成在其内装核燃料堆芯和循环一次冷却剂的内部空间,蒸汽发生器则流体连接到反应堆上并循环二次冷却剂,构成兰金发电循环的组成部分。例如,2013年10月25日提交的PCT国际专利申请(N0.PCT/US 13/66777)介绍了这样一种系统,该申请全文通过引用在此并入本文。可提供
当前第3页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1