一种分层强制铺展的堆芯熔融物捕集器的制造方法【
技术领域：
】[0001]本发明属于核反应堆安全
技术领域：
，具体涉及一种分层强制铺展的堆芯熔融物捕集器。【
背景技术：
】[0002]在三里岛和切尔诺贝利核电站的严重事故之后，核电界开始集中力量对严重事故的预防和后果缓解进行研究和攻关，诸多结论明确了防范与缓解严重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。当压水堆核电站发生严重事故时，堆芯余热排出手段的丧失将使冷却剂蒸发耗尽，堆芯裸露并持续升温，燃料元件由于失去冷却而发生融化，堆芯熔融物落入压力容器(RPV)下腔室，继而造成压力容器下封头失效，如果不能采取有效措施对其冷却，堆芯熔融物有可能将压力容器熔穿。压力容器熔穿后，熔融物直接喷射到安全壳筏基上与结构混凝土相互作用(MCCI)、一定时间内以较快的速度逐渐向下侵蚀安全壳的筏基，若筏基厚度不足，则底板可能被熔穿，并导致安全壳的完整性破坏，随后放射性物质将直接进入土壤，对环境造成严重影响。为了避免堆芯熔融物导致的大规模放射性物质释放，堆芯捕集器的相关设计逐渐产生。目前针对严重事故下，堆芯熔融物的冷却与收集策略主要可分为两种:压力容器内熔融物的冷却与保持(IVR)，在美国的AP1000机型设计中采用；压力容器外熔融物冷却与收集(EVR)，在俄罗斯的WWER1000机型和法国的EPR机型中采用。WWER1000机型采用“坩祸”式堆芯捕集器，它是位于压力容器下部的一个独立的容器结构，主要由下底板、牺牲材料和扇形热交换器组成。EPR机型采用“铺展”式堆芯捕集器，严重事故情况下，堆芯形成可流动液态熔融物，直接流入反应堆堆坑中，在高温作用下熔融物与堆坑牺牲性混凝土发生反应，逐渐消融牺牲混凝土，达到初步冷却、收集熔融物的功能。[0003]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，Corecatcherfornuclearreactorcoremeltdowncontainment(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，Corecatcherdevice(US4280872)，该专利将EVR技术提升到了工程应用的水平；1982年的专利，Moltencorecatcherandcontainmentheatremovalsystem(US4342621)提出将热管技术用于EVR;美国能源部1983年的专利，Combinat1npiperupturemitigatorandin_vesselcorecatcher(US4412969)，首次提出了IVR的概念；此外的相关专利还有Retrofittablenuclearreactorcorecatcher(US4442065)、Nuclearreactorequippedwithacorecatcher(US5263066)、Nuclearreactorinstallat1nwithacorecatcherdeviceandmethodforexter1rcoolingofthelatterbynaturalcirculat1n(US5343506)、Corecatchercoolingbyheatpipe(US6353651)、CorecatcherCooling(US7558360)^Corecatcher,manufacturingmethodthereof?reactorcontainmentvesselandmanufacturingmethodthereof(1138358732)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APlOOO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201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；上海核工程研究设计院在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祸型堆芯摧集器(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(0似01310005579.6)、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(CN2013200072I8.0)、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)。[0004]上述所有堆芯捕集器相关专利均未考虑采用分层强制铺展手段实现熔融物的充分展开，从而使熔融物热量导出最大化。【
发明内容】[0005]针对目前所采用的堆芯熔融物捕集器所存在的不足，以及熔融物冷却降温方面的问题，有必要设计一种具备强制铺展功能的熔融物捕集器，能够更加可靠的铺展熔融物，使其充分展开，增加熔融物的热交换面积，提高熔融物热交换率，更好的对熔融物进行降温冷却。[0006]为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种分层强制铺展的堆芯熔融物捕集器，包括通过熔融物转移通道连接反应堆堆坑的熔融物扩展室，其中，在所述熔融物扩展室的内部底面设置有能够承载所述熔融物转移通道输送的熔融物的捕集器底板，层叠设置在所述捕集器底板上方的一组带有捕集器盖板通孔的捕集器盖板，所述捕集器底板、捕集器盖板通过若干个盖板下落定向支撑连接，位于上层的所述捕集器盖板能够覆盖在所述捕集器底板或位于下方的所述捕集器盖板上。[0007]进一步，[0008]所述捕集器底板外围边沿设置有捕集器底板轮廓凸沿，内部板面上设置有若干捕集器底板凸起及捕集器底板凹陷；[0009]所述捕集器盖板的上表面的外围边沿设置有捕集器盖板轮廓上凸沿，上表面内部板面上设置有若干捕集器盖板凸起及捕集器盖板凹陷;所述捕集器盖板的下表面的外围边沿设置有捕集器盖板轮廓下凸沿，下表面内部板面上设置有若干向下突出的捕集器盖板格栅，各个所述捕集器盖板格栅之间构成熔融物铺展腔；[0010]所述熔融物铺展腔能够容纳所述捕集器底板上的所述捕集器底板凸起或位于下方的所述捕集器盖板上的捕集器盖板凸起;所述捕集器底板凹陷、捕集器盖板凹陷能够容纳上方的所述捕集器盖板的所述捕集器盖板格栅；[0011]所述捕集器底板轮廓凸沿、捕集器盖板轮廓下凸沿能够紧密连接，所述捕集器盖板、捕集器底板之间构成一个熔融物铺展空间；上层的所述捕集器盖板的所述捕集器盖板轮廓下凸沿与下层的所述捕集器盖板的所述捕集器盖板轮廓上凸沿能够紧密连接，上下两个所述捕集器盖板之间构成一个熔融物铺展空间；所述熔融物铺展空间通过所述捕集器盖板通孔与外部连通；[0012]所述捕集器底板、捕集器盖板中还设置有与所述熔融物扩展室的内部空间贯通的冷却剂通道。[0013]进一步，所述捕集器盖板上还设置有若干落速阻尼器，用于控制所述捕集器盖板沿所述盖板下落定向支撑下落的速度。[0014]更进一步，所述捕集器底板、捕集器盖板、盖板下落定向支撑均采用耐高温的金属、合金、非金属或复合材料制造，接触或靠近熔融物的表面或表层，均采用钨基高密度合金或碳化硅陶瓷复合材料。[0015]进一步，所述捕集器盖板上还设置有控制所述捕集器盖板下落的盖板释放触发开关。[0016]进一步，所述熔融物扩展室上还设置有熔融物扩展室注水管线和熔融物扩展室通风通道。[0017]进一步，所述反应堆堆坑内设置有金属合金的堆坑牺牲材料，所述熔融物转移通道与所述反应堆堆坑的连接处设置有坑底熔断塞。[0018]进一步，所述熔融物转移通道内还设置有熔融物过流总量传感器、熔融物转移通道温度传感器、熔融物转移通道热成像仪;所述熔融物扩展室内还设置有熔融物扩展室热成像仪。[0019]更进一步，所述盖板释放触发开关能够根据所述熔融物过流总量传感器、熔融物转移通道温度传感器、熔融物转移通道热成像仪发送的数据信号以及所述捕集器盖板的释放数量被触发，也能够通过手动或远程当前第1页1 2 3