一种堆熔物收集冷却系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种堆熔物收集冷却系统，包括用于收集堆熔物的堆熔物收集装置、用于向所述堆熔物收集装置内喷淋冷却剂的喷淋冷却装置、用于从所述堆熔物收集装置的外部冷却堆熔物的冷却池以及用于支撑所述堆熔物收集装置的承重装置，所述承重装置安装在所述冷却池内的底部，所述堆熔物收集装置位于所述冷却池内且由所述承重装置支撑。本发明的堆熔物收集冷却系统中的堆熔物收集装置以及同时配制喷淋冷却装置、冷却池及承重装置，使其可快速冷却，有效的避免了堆熔物与冷却剂接触引起蒸汽爆炸，并且避免了堆熔物熔化安全壳地板危害环境居民的生命安全。
【专利说明】
一种堆熔物收集冷却系统
技术领域
[0001]本发明涉及核电技术领域，更具体地说，涉及一种堆熔物收集冷却系统。
【背景技术】
[0002]反应堆燃料在堆芯熔化以后流入反应堆压力容器的下封头，堆熔物熔化反应堆压力容器的下封头并进入反应堆堆坑。如果在反应堆堆坑内没有特殊的冷却装置，2000多度的堆熔物将把反应堆堆坑内的水泥熔穿，放射性物质通过熔穿的水泥板进入环境，污染环境，给环境居民带来生命危害。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种堆熔物收集冷却系统，解决了现有技术中的堆熔物没有及时冷却进而外泄进入环境导致污染环境并带来生命危害的问题。
[0004]本发明解决技术问题所采用的技术方案是:一种堆熔物收集冷却系统，包括用于收集堆熔物的堆熔物收集装置、用于向所述堆熔物收集装置内喷淋冷却剂的喷淋冷却装置、用于从所述堆熔物收集装置的外部冷却堆熔物的冷却池以及用于支撑所述堆熔物收集装置的承重装置，所述承重装置安装在所述冷却池内的底部，所述堆熔物收集装置位于所述冷却池内且由所述承重装置支撑。
[0005]在本发明的堆熔物收集冷却系统中，所述堆熔物收集装置包括壳体，所述壳体包括底壁和侧壁，所述壳体远离所述底壁的一端开口，所述底壁上朝向开口的方向凸出有呈伞状的凸出面。
[0006]在本发明的堆熔物收集冷却系统中，所述底壁包括相互衔接的第一壁面和第二壁面，所述第一壁面与所述侧壁相接，所述第一壁面由第一线段绕中心轴旋转360°形成，所述第二壁面由第二线段绕中心轴旋转360°形成，所述第二线段与水平面之间的夹角大于所述第一线段与水平面之间的夹角。
[0007]在本发明的堆熔物收集冷却系统中，所述凸出面由第三线段绕中心轴旋转360°形成，所述第三线段与水平面之间的夹角大于所述第二线段与水平面之间的夹角。
[0008]在本发明的堆熔物收集冷却系统中，所述第三线段与水平面之间的夹角为25°-45°，所述第二线段与水平面之间的夹角为12°-20°，所述第一线段与水平面之间的夹角为
5。-10。ο
[0009]在本发明的堆熔物收集冷却系统中，在所述凸出面上安装有用于导出堆熔物产生的蒸汽的导汽管。
[0010]在本发明的堆熔物收集冷却系统中，所述喷淋冷却装置包括多根喷淋管，每一所述喷淋管配有阀门，所述喷淋管的阀门的开关与所述堆熔物收集装置相连接。
[0011]在本发明的堆熔物收集冷却系统中，所述冷却池的底部安装有多个用于补充导入冷却剂的导入管，每一所述导入管配有阀门。
[0012]在本发明的堆熔物收集冷却系统中，所述承重装置包括承重主体，所述承重主体的顶端安装有支撑棒，所述支撑棒的一端用于支撑所述堆熔物收集装置，所述支撑棒的另一端连接有弹簧，所述承重主体顶端开设有用于安装所述弹簧的盲孔，所述弹簧安装在盲孔内，所述盲孔的底端设置有用于触动所述导入管的阀门的触动开关。
[0013]在本发明的堆熔物收集冷却系统中，所述冷却池的底部开设有多个用于填充冷却剂进而从所述堆熔物收集装置外的底部为堆熔物冷却的凹槽，每一所述凹槽具有敞开的第一槽口和对应于所述堆熔物收集装置外的底部的第二槽口，所述第一槽口与所述第二槽口相连通。
[0014]实施本发明的堆熔物收集冷却系统，具有以下有益效果:本发明的堆熔物收集冷却系统中的堆熔物收集装置以及同时配制喷淋冷却装置、冷却池及承重装置，使堆熔物能够缓慢沉入冷却池的同时得到了上下两面的快速冷却，有效的避免了堆熔物与冷却剂接触引起蒸汽爆炸，并且避免了堆熔物熔化安全壳地板危害环境居民的生命安全。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的堆熔物收集冷却系统的俯视示意图；
[0016]图2为本发明的堆熔物收集冷却系统在第一状态时的结构示意图；
[0017]图3为本发明的堆熔物收集冷却系统在第二状态时的结构示意图；
[0018]图4为发明的堆熔物收集冷却系统中的堆熔物收集装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例，对本发明的堆熔物收集冷却系统的结构和作用原理作进一步说明:
[0020]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0021]如图1-3所示，一种堆熔物收集冷却系统，包括用于收集堆熔物的堆熔物收集装置
1、用于向堆熔物收集装置I内喷淋冷却剂的喷淋冷却装置2、用于从堆熔物收集装置I的外部冷却堆熔物的冷却池3以及用于支撑堆熔物收集装置I的承重装置4，承重装置4安装在冷却池3内的底部，堆熔物收集装置I位于冷却池3内且由承重装置4支撑。其中冷却池3可以从堆熔物收集装置I的外部冷却堆熔物，即指冷却池3可以从堆熔物收集装置I外的顶部、底部和侧面都可以冷却堆熔物。
[0022]如图1所示，喷淋冷却装置2包括多根喷淋管21，每一喷淋管21配有阀门，阀门的开关与堆熔物收集装置I相连接。在本实施例中，如图2所示，喷淋管21的阀门的开关与堆熔物收集装置I之间通过钢丝22相连接。当堆熔物收集装置I缓慢开始下沉时，喷淋管21的阀门连接的钢丝22带动阀门缓慢打开，开始喷淋冷却剂到堆熔物上部，对堆熔物进行喷淋冷却；当堆芯的堆熔物全部流入堆熔物收集装置I时，堆熔物收集装置I沉入冷却池3底部，喷淋管
21的阀门全部打开。其中喷淋管21的数量优选为8个，可以达到较佳的冷却效果。在其它实施例中喷淋管21的数量也可以为6个或10个等。
[0023]冷却池3优选是由一个直径5.2m，高度3m的圆形水池。在冷却池3的内存有冷却剂，在冷却池3内的冷却剂有Im深度。在冷却池3外还设有补水池33，补水池33存有数百立方冷却剂并与换料水箱或者消防水等连接，当需要补水时，换料水箱或者消防水源源不断的流入补水池33。
[0024]冷却池3的底部安装有多个用于补充导入冷却剂的导入管31，每一导入管31配有阀门。其中导入管31的数量优选为四个，使得冷却剂补充注入的速度恰到好处，且可以从四个方向进行均匀补充冷却剂。在其它实施例中导入管31的数量也可以为两个或六个。
[0025]在冷却池3的底部还开设有多个用于填充冷却剂的凹槽32，当堆熔物收集装置I沉入冷却池3的底部时，冷却剂通过凹槽32进入堆熔物收集装置I外的底部，可以从堆熔物收集装置I外的底部为堆熔物冷却，即用于冷却剂流出或者流进入堆熔物收集装置I外的底部。优选地，凹槽32开设在冷却池3与堆熔物收集装置I底部的边缘位置相对应的位置。其中，每一凹槽32具有敞开的第一槽口 321和对应于堆熔物收集装置I外的底部的第二槽口322，即凹槽32的一部分作为第一槽口 321是裸露出来敞开的，凹槽32的另一部分第二槽口322埋于堆熔物收集装置I外的底部，第一槽口 321与第二槽口 322是相连通的。凹槽32的数量优选为四个，可以从四个方向从堆熔物收集装置I底部进行冷却，在其它实施例中也可以为两个或六个等。其中每一凹槽32的长为0.8m-l.2m，宽为0.3m_0.7m，深度为0.3m_0.7m。优选地，每一凹槽32的长为Im，宽为0.5m，深度为0.5m
[0026]如图2-3所示，承重装置4包括承重主体41，承重主体41的顶端安装有支撑棒42，支撑棒42的一端用于支撑堆熔物收集装置I，支撑棒42的另一端连接有弹簧43，承重主体41顶端开设有用于安装弹簧43的盲孔(图中未标示)，弹簧43安装在盲孔内，在盲孔的底端设置有用于触动导入管31阀门的触动开关(图中未标示)。当堆熔物收集装置I全部沉入冷却池3底部且冷却池3的水位低于2m时，支撑棒42便会压缩弹簧43至最底端，触动上述的触动开关，进而冷却池3底部的导入管31的阀门全部自动打开，补水池33向冷却池3补充冷却剂并淹没堆熔物收集装置I，对堆熔物进行淹没冷却。
[0027]其中，承重主体41的纵截面呈梯形，优选支撑棒42的数量为四个且分别安装在承重主体41的四个角上。截面呈梯形的承重主体41由于从上至下体积逐渐变大，有利于起支撑承重的作用。在其它实施例中，承重主体41也可以为简单的矩形体或圆柱体等，支撑棒42的数量也可以为两个或六个等。
[0028]当堆熔物收集装置I沉入冷却池3底部时，支撑棒42用于支撑堆熔物收集装置I并使堆熔物收集装置I与承重装置4和冷却池3底部之间保持适度空间，进而使冷却剂能够流动冷却堆熔物。
[0029]其中支撑棒42优选高于承重主体41顶部10cm-30cm，更优选高于承重主体41顶部20cm，弹簧43嵌入进承重主体41内，在堆熔物未大量进入堆熔物收集装置I前，堆熔物收集装置I被支撑并保持在水面处，此时通过底部冷却剂和上部喷淋冷却剂用于冷却堆熔物，预防堆熔物收集装置I直接沉入冷却池3发生蒸汽爆炸。
[0030]如图4所示，堆恪物收集装置I包括具有容纳空间的壳体(图中未标示)，壳体包括底壁11和侧壁12，且由底壁11和侧壁12围合形成容纳空间，壳体远离底壁11的一端开口，在底壁11上朝向开口的方向凸出有呈伞状的凸出面14。底壁11包括相互衔接的第一壁面111和第二壁面112，第一壁面111与侧壁12相接。其中，壳体为直径5m，高度1.5m圆形体，在其它实施例中，壳体也可以为椭圆形体。底壁11上凸出的凸出面14部分为抗高温陶瓷，第一壁面111和第二壁面112部分为抗高温钢材。
[0031]其中，第一壁面111由第一线段绕中心轴旋转360°形成，第二壁面112由第二线段绕中心轴旋转360°形成，凸出面14由第三线段绕中心轴旋转360°形成，且第二线段为弯曲的线段，第三线段与水平面之间的夹角大于第二线段与水平面之间的夹角，第二线段与水平面之间的夹角大于第一线段与水平面之间的夹角。优选地，第三线段与水平面之间的夹角为25°-45°，第二线段与水平面之间的夹角为12°-20°，第一线段与水平面之间的夹角为5°_10°。更优选地，第三线段与水平面之间的夹角为30°，第二线段与水平面之间的夹角为15°，第一线段与水平面之间的夹角为10°。需要说明的是，第三线段与水平面之间的夹角也就相当于凸出面14与水平面之间的夹角，第二线段与水平面之间的夹角也就相当于第二壁面112与水平面之间的夹角，第一线段与水平面之间的夹角也就相当于第一壁面111与水平面之间的夹角。
[0032]前述喷淋管21具有喷淋头，喷淋头基本上是位于凸出面14的上方。
[0033]堆熔物收集装置I中底壁11的凸出面14的设计，可以便于使进入堆熔物收集装置I的堆熔物快速迀移到堆熔物收集装置I的四周被冷却并不累积在堆熔物收集装置I的中部。
[0034]在凸出面14上安装有用于导出堆熔物底部产生的蒸汽的导汽管13。导汽管13的直径优选为15cm-25cm，进而可以使蒸汽均匀快速的排出，导汽管13的直径更优选为20cmo
[0035]为了预防蒸汽爆炸，堆熔物未进入堆熔物收集装置I前，堆熔物收集装置I由梯形承重装置4上部四个角上的支撑棒42支撑，象船一样浮在冷却池3的水面上。当反应堆堆芯的燃料熔化并把压力容器底部熔化以后，堆熔物从压力容器底部流入堆熔物收集装置I底壁的凸出面14，并快速被迀移到堆熔物收集装置I的第二壁面112和第一壁面111，初始流入堆熔物收集装置I的堆熔物被堆熔物收集装置I底部的冷却剂冷却并且产生的蒸汽通过顶部的导汽管13流出。随着流入堆熔物收集装置I的堆熔物增加，在堆熔物的重力作用下，梯形承重装置4上部的支撑棒42缓慢进入承重装置4的承重主体41的盲孔内，堆熔物收集装置I缓慢开始下沉，同时与喷淋管21的阀门连接的钢丝22带动阀门缓慢打开，喷淋管21开始喷淋冷却剂到顶部的堆熔物，对堆熔物进行喷淋冷却。当堆芯的堆熔物全部流入堆熔物收集装置I时，堆熔物收集装置I沉入冷却池3底部，喷淋管21的阀门全部打开。当堆熔物收集装置I全部沉入冷却池3底部且冷却池3的水位低于2m时，冷却池3底部的四个导入管31的阀门被触动全部自动打开，补水池33向冷却池3内补充冷却剂并淹没堆熔物收集装置I，对堆熔物进行淹没冷却。
[0036]本发明的堆熔物收集冷却系统中的堆熔物收集装置底壁设置凸出面形成的坡度可以使堆熔物进行快速迀移，同时配制喷淋冷却装置、冷却池及承重装置使其可双面快速冷却，有效的避免了堆熔物与冷却剂接触引起蒸汽爆炸，并且避免了堆熔物熔化安全壳地板危害环境居民的生命安全。
[0037]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进或变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种堆熔物收集冷却系统，其特征在于，包括用于收集堆熔物的堆熔物收集装置(I)、用于向所述堆熔物收集装置(I)内喷淋冷却剂的喷淋冷却装置(2)、用于从所述堆熔物收集装置(I)的外部冷却堆熔物的冷却池(3)以及用于支撑所述堆熔物收集装置(I)的承重装置(4)，所述承重装置(4)安装在所述冷却池(3)内的底部，所述堆熔物收集装置(I)位于所述冷却池(3)内且由所述承重装置(4)支撑。2.根据权利要求1所述的堆熔物收集冷却系统，其特征在于，所述堆熔物收集装置(I)包括壳体，所述壳体包括底壁(11)和侧壁(12 )，所述壳体远离所述底壁(11)的一端开口，所述底壁(11)上朝向开口的方向凸出有呈伞状的凸出面(14)。3.根据权利要求2所述的堆熔物收集冷却系统，其特征在于，所述底壁(II)包括相互衔接的第一壁面(111)和第二壁面(112)，所述第一壁面(111)与所述侧壁(12)相接，所述第一壁面(111)由第一线段绕中心轴旋转360°形成，所述第二壁面(112)由第二线段绕中心轴旋转360°形成，所述第二线段与水平面之间的夹角大于所述第一线段与水平面之间的夹角。4.根据权利要求3所述的堆熔物收集冷却系统，其特征在于，所述凸出面(14)由第三线段绕中心轴旋转360°形成，所述第三线段与水平面之间的夹角大于所述第二线段与水平面之间的夹角。5.根据权利要求4所述的堆熔物收集冷却系统，其特征在于，所述第三线段与水平面之间的夹角为25°-45°，所述第二线段与水平面之间的夹角为12°-20°，所述第一线段与水平面之间的夹角为5°-10°。6.根据权利要求2所述的堆熔物收集冷却系统，其特征在于，在所述凸出面(14)上安装有用于导出堆熔物产生的蒸汽的导汽管(13)。7.根据权利要求1所述的堆熔物收集冷却系统，其特征在于，所述喷淋冷却装置(2)包括多根喷淋管(21)，每一所述喷淋管(21)配有阀门，所述喷淋管(21)的阀门的开关与所述堆熔物收集装置(I)相连接。8.根据权利要求1所述的堆熔物收集冷却系统，其特征在于，所述冷却池(3)的底部安装有多个用于补充导入冷却剂的导入管(31)，每一所述导入管(31)配有阀门。9.根据权利要求8所述的堆熔物收集冷却系统，其特征在于，所述承重装置(4)包括承重主体(41)，所述承重主体(41)的顶端安装有支撑棒(42)，所述支撑棒(42)的一端用于支撑所述堆熔物收集装置(I)，所述支撑棒(42)的另一端连接有弹簧(43)，所述承重主体(41)顶端开设有用于安装所述弹簧(43)的盲孔，所述弹簧(43)安装在盲孔内，所述盲孔的底端设置有用于触动所述导入管(31)的阀门的触动开关。10.根据权利要求1所述的堆熔物收集冷却系统，其特征在于，所述冷却池(3)的底部开设有多个用于填充冷却剂进而从所述堆熔物收集装置(I)外的底部为堆熔物冷却的凹槽(32)，每一所述凹槽(32)具有敞开的第一槽口(321)和对应于所述堆熔物收集装置(I)外的底部的第二槽口(322)，所述第一槽口(321)与所述第二槽口(322)相连通。
【文档编号】G21C9/016GK105931680SQ201610442912
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】骆邦其, 邹沫元, 章旋, 卢苇
【申请人】中广核（北京）仿真技术有限公司, 中国广核集团有限公司, 中国广核电力股份有限公司