專利名稱:具有爐心筒注入延伸管道的緊急爐心冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及用于高壓輕水反應堆的緊急爐心冷卻系統(tǒng)(ECCS)，用來將從高壓安注泵或安注箱提供的緊急爐心冷卻水注入到反應堆容器的下行水道中，并且更具體地說涉及用于阻止緊急爐心冷卻水直接旁通排出現(xiàn)象的下行水道注入延伸管道技術，其中緊急爐心冷卻水在大破口失水事故(LBLOCA)的情況中由下行水道的強橫向流引導，然后從反應堆中排出。
背景技術：
高壓輕水反應堆即使在已經(jīng)在充分考慮了安全邊際的情況下設計出的情況下會碰到不期望有的安全問題。如果在出現(xiàn)其中大量冷卻水泄漏的安全問題時沒有提供足夠的 緊急爐心冷卻水，則爐心會過熱，從而導致對反應器造成損壞。為了在冷卻水泄漏時使爐心冷卻，高壓輕水反應堆配備有高壓安注泵和安注箱，從而在外面將緊急爐心冷卻水排出。緊急爐心冷卻水供應源根據(jù)注入噴嘴端部的位置分成兩種類型。在這兩種類型之中，一種為冷段注入型，其中注入噴嘴位于冷段處，并且另一個為直接容器注入型，其中注入噴嘴位于反應堆容器處。
冷段注入型的含義是，緊急爐心冷卻水通過注入管線提供給反應堆系統(tǒng)，所述注入管線連接在與用來從反應器冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)泵將冷卻水提供給反應器容器的管道對應的冷段上，但是存在這樣的缺點，即在緊急爐心冷卻水提供給破裂的冷段時，緊急爐心冷卻水從破裂的冷段完全泄漏出，因此不能期望獲得反應堆爐心冷卻效果。因此，直接容器注入型當前經(jīng)設計為包括直接容器注入(DVI)噴嘴，用來將緊急爐心冷卻水提供給反應堆容器，并且將緊急爐心冷卻水直接提供給在反應堆容器和爐心支撐筒之間的下行水道。
但是，直接容器注入型存在這樣的問題，即緊急爐心冷卻水直接旁通現(xiàn)象增加，其中在冷段破裂時，緊急爐心冷卻水通過下行水道的強橫向流朝著破裂冷段引導，并且從反應堆容器中排出。如圖IA至ID所示，用于防止出現(xiàn)緊急爐心冷卻水直接旁通現(xiàn)象的常規(guī)技術如此設計，從而注入延伸管道110或110’安裝在圖IA的下行水道140的爐心筒100的外表面上或者安裝在圖IB的爐心筒100中的擋板區(qū)域上，并且注入延伸管道110或110’使用管子130與橫跨下行水道140的DVI噴嘴120連接。另外，該常規(guī)技術如此設計，從而注入延伸管道210安裝在圖IC的爐心筒200的外表面上，并且注入延伸管道210使用突出噴嘴230和230’與橫跨下行水道240的DVI噴嘴220連接。
如分別在圖IA和IB中所示的美國專利No. 5377242 (James D. Carlton等人)和5135708 (James D. Carlton等人)中所披露的一樣，使用管子130將DVI噴嘴120與在下行水道140中的注入延伸管道110或110’連接的常規(guī)方法，由于在下行管道140中的間隙狹窄，所以在連接部分的安裝中出現(xiàn)困難。在反應堆容器裝配有爐心筒時，在凸出部分之間出現(xiàn)干涉。另外，根據(jù)該現(xiàn)有技術，在大冷段150破裂時，能夠?qū)⒕o急爐心冷卻水有效噴射到下行水道140的下部或爐心入口。但是，在DVI管線自身破裂時，噴射延伸管道110或110’的出口由于虹吸管效應而用作斷流的入口，并且在反應堆容器中的冷卻水水位根據(jù)注入延伸管道110或110’的長度而下降，從而爐心包覆溫度異常增高。這導致出現(xiàn)不符合安全規(guī)則的問題。
如圖IC中所示一樣，與上述技術類似的另一種常規(guī)技術用來使用管子直接連接DVI噴嘴220和在下行水道240中的注入延伸管道210，并且將突出噴嘴230和230’設置成彼此相對并且形成細微的間隙(韓國專利申請文獻No. 10-2000-0074521)。但是，該常規(guī)技術也存在這樣的問題，其中在反應堆容器與爐心筒200裝配在一起時，在朝著下行水道240突出的噴嘴230和230’之間出現(xiàn)干涉，因此使得組裝困難，并且因此用來對安裝在反應堆容器的下部處的中子檢測艙進行周期性抽出檢查的孔與突出噴嘴重疊，從而工作無法進行。另外，在DVI管線破裂時，在注入延伸管道210的上連接噴嘴之間的間隙變窄，因此造成入口 -出口倒置現(xiàn)象，其中位于注入延伸管道210的最下面位置處的注入延伸管道210的最下側出口將作為入口，盡管斷流吸入量并不多。因此，存在這樣的問題，即在反應堆容器中的冷卻水水位明顯下降至注入延伸管道210的的最下側出口，之后注入延伸管道210的的最下側出口將作為入口。
還有一種更簡單的技術，其中DVI噴嘴的出口使用彎管320以直角垂直設置(韓國專利申請文獻No. 10-2003-0064634)。但是，由于由彎管320占據(jù)的空間與在下行水道330中的間隙類似，所以反應堆容器300不能與爐心筒310裝配在一起。通過進行緊急爐心冷卻水旁通試驗，發(fā)現(xiàn)這種簡單的垂直注入其熱液壓作用很小，因為緊急爐心冷卻水的直接旁通速度非常高(NED Vol. 225, “Effect of the yaw injection angle on theECCbypass in comparison with the horizontal injection，，，T. S. Kwon 等人，2003)。
根據(jù)上述常規(guī)技術，用于緊急爐心冷卻水的DVI管線破裂，因此注入延伸管道的最下面出口用作斷流的入口。在該情況中，在反應堆容器中的冷卻水水位逐漸下降從而到達與注入延伸管道的最下面出口相等或更低的位置，該位置位于注入延伸管道的最下面位置處。在冷卻水的水位下降時，反應堆爐心暴露出。這在冷卻反應堆爐心時具有致命結果。
如上所述，傳統(tǒng)的常規(guī)技術問題大多數(shù)歸因于這樣一種連接機構，其中DVI噴嘴和注入延伸管道在下行水道中相互連接。因此，為了改善在反應堆容器和爐心筒之間的可裝配性、避免在操作期間在檢查工作區(qū)域內(nèi)的結構之間的干涉、防止出現(xiàn)在DVI管線破裂時出現(xiàn)的注入延伸管道的入口-出口倒置現(xiàn)象并且避免在中子監(jiān)測艙的抽出入口和注入延伸管道或突出噴嘴之間的干涉，需要構思出一種具有新結構的注入延伸管道。
一種緊急爐心冷卻水直接容器注入系統(tǒng)符合下面的設計要求，其中將緊急爐心冷卻水直接注入到在高壓輕水反應堆中的反應堆容器的下行水道中。
首先，通過防止發(fā)生大破口失水事故(LBLOCA)的現(xiàn)象，在該現(xiàn)象中緊急爐心冷卻水通過由出現(xiàn)在下行水道中的高速蒸汽橫向流而旁通排出，緊急爐心冷卻水直接容器注入系統(tǒng)將能夠通過下行水道的下部向爐心入口提供大量的緊急爐心冷卻水。
第二，因為注入延伸管道的最下面位置的緊急爐心冷卻水出口用作斷流的入口以便能夠在直接容器注入系統(tǒng)的管子破裂時應用，所以不應該出現(xiàn)在反應堆容器中的冷卻水水位明顯降低的現(xiàn)象。
第三，雖然安裝在下行水道中的注入延伸管道，但橫向流阻力不應該過分增大，并且由該橫向流引起的振動不應該過分增大。
第四，注入延伸管道和直接容器注入噴嘴的連接器在將反應堆容器與在下行水道中的爐心筒組裝在一起時造成妨礙，或者與中子監(jiān)測艙的抽樣孔干涉。由此，可以進行實際應用，并且能夠保證該設計，并且可以在反應堆的運轉期間進行連續(xù)檢查。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明是鑒于在現(xiàn)有技術中出現(xiàn)的上述問題而作出的。本發(fā)明涉及提供一種用于高壓輕水反應堆的具有注入延伸管道的緊急爐心冷卻系統(tǒng)，其中在通過阻止其中在冷段破裂時緊急爐心冷卻水由于在下行水道中的高速蒸汽橫向流而旁通排出的現(xiàn)象并且防止出現(xiàn)注入延伸管道的入口-出口倒置現(xiàn)象，從而能夠在大破口失水事故(LBLOCA)或直接容器注入系統(tǒng)管路破裂事故中使用注入延伸管道，由此不會妨礙反應堆裝配工作以及中子監(jiān)測艙的周期性檢查工作，同時降低了橫向流阻力。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種具有爐心筒注入延伸管道的緊急爐心冷卻系統(tǒng)，用來將從用于高壓輕水反應堆的高壓安注泵或安注箱提供的緊急爐心冷卻水直接注入到反應堆容器下行水道中，并且其中爐心筒注入延伸管道阻止了緊急爐心冷卻水直接旁通排出現(xiàn)象，在該現(xiàn)象中緊急爐心冷卻水在大破口失水事故(LBLOCA)的情況下受到下行水道的強橫向流控制，并且由此從反應堆中排出。
根據(jù)本發(fā)明，能夠防止出現(xiàn)在現(xiàn)有技術中出現(xiàn)的反應堆組裝干涉問題和在直接容器注入系統(tǒng)的任一個管路破裂時出現(xiàn)的入口 -出口倒置現(xiàn)象。因此，實現(xiàn)了具有新結構的下行水道的緊急爐心冷卻水注入延伸管道構思，它能夠防止冷卻水水位在反應堆容器中過分下降。
在本發(fā)明中，在直接容器注入噴嘴和注入延伸管道之間沒有采用管路或突出噴嘴進行機械連接的情況下，彼此相對的緊急爐心冷卻水入口和出口設計成在下行水道中呈開放態(tài)。如圖2所示，雖然直接容器注入噴嘴沒有通過管子與注入延伸管道機械連接，但是用來從直接容器注入噴嘴注入緊急爐心冷卻水的緊急爐心冷卻水進水口形成在注入延伸管道上，該進水口位于直接容器注入噴嘴的軸線上，并且緊急爐心冷卻水射流按照液壓連接方式流入到注入延伸管道中。
在通過直接容器注入噴嘴將從高壓安注泵或安注箱提供的緊急爐心冷卻水注入到反應堆容器下行水道中時形成的射流速度較高，并且雖然直接容器注入噴嘴采用單獨連接管或單獨突出噴嘴與注入延伸管道機械連接，但是通過注入的緊急爐心冷卻水的動量形成能夠流過在直接容器注入噴嘴和注入延伸管道之間的下行水道的射流。因此，直接容器注入噴嘴與注入延伸管道液壓連接。另外，緊急爐心冷卻水仍然無法流入到注入延伸管道中時，部分緊急爐心冷卻水將向下流入到下行水道中，然后存儲在反應堆容器的下行水道中，并且有助于反應堆爐心的冷卻。
因此，在正常運轉狀態(tài)中，其中沒有注入緊急爐心冷卻水，直接容器注入噴嘴和注入延伸管道對下行水道開放，并且只是在注入緊急爐心冷卻水時通過水射流連接。由于在下行水道中的這種連接結構，所以能夠避免在反應堆容器與爐心筒組裝在一起時出現(xiàn)的干涉。另外，能夠基本上防止在安裝在反應堆容器的下行水道上并且受到周期性抽樣檢查的中子監(jiān)測艙的抽樣孔和注入延伸管道之間的干涉。
在具有如圖3所示的爐心筒注入延伸管道的緊急爐心冷卻系統(tǒng)中，緊急爐心冷卻水即使在其中直接容器注入系統(tǒng)管道自身破裂的事故情況中也不會形成水射流，因此自動地斷開在直接容器注入噴嘴和注入延伸管道之間的液壓連接。因此，只有在液壓斷開的下行水道中的冷卻水通過直接容器注入噴嘴從反應堆容器中排出。
因此，在現(xiàn)有技術中，其中直接容器注入噴嘴和注入延伸管道通過管道和噴嘴機械連接，從反應堆容器排出的冷卻水入口位于注入延伸管道的最下面位置處。但是，在本發(fā)明中，冷卻水的出口限定于直接容器注入噴嘴，并且因此與現(xiàn)有技術相比入口的高度隨著注入延伸管道的長度而進一步增加。其中入口高度進一步增加的結構具有這樣的結構優(yōu)點，其中它非常有助于防止冷卻水的水位在反應堆容器中過分下降。
另外，在具有如圖5所示的爐心筒注入延伸管道的緊急爐心冷卻系統(tǒng)中，常規(guī)注入延伸管道的側面如在公知的四邊形界面注入延伸管道中一樣傾斜，從而降低了下行水道的橫向流阻力。在相對于冷段射流的橫向流阻力降低時，流動振動干擾元件的尺寸減小。
因此，本發(fā)明提供了一種用于高壓輕水反應堆的具有注入延伸管道的緊急爐心冷卻系統(tǒng)，其中注入延伸管道能夠用在LBLOCA和直接容器注入管線破裂的情況中。根據(jù)本發(fā)明，具有爐心筒注入延伸管道的緊急爐心冷卻系統(tǒng)防止出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象即緊急爐心冷卻水在LBLOCA的情況下直接旁通排出，并且因此使得更多的緊急爐心冷卻水幫助爐心冷卻。另外，在直接容器注入管線破裂的情況中，具有爐心筒注入延伸管道的緊急爐心冷卻系統(tǒng)具有防止冷卻水的水位由于在注入延伸管道的出口的最下面位置處的入口-出口倒置現(xiàn)象而在下行水道中下降。
另外，因為本發(fā)明的注入延伸管道具有傾斜的側面，該管道具有如現(xiàn)有技術中的四邊形橫截面，所以降低了下行水道的橫向流阻力。由于去除了在安裝在反應堆容器中的直接容器注入噴嘴和安裝在下行水道側爐心筒上的注入延伸管道之間的連接結構，從而提供了這樣一種緊急爐心冷卻水直接容器注入系統(tǒng)的注入延伸管道技術，它防止了在反應堆容器和爐心筒之間的干涉以及用于中子監(jiān)測艙的抽樣干涉，從而能夠充分滿足反應堆的安全和安全規(guī)則要求。


從下面的詳細說明書中結合附圖將更加清楚了解本發(fā)明的上面和其它目的、特征和其它優(yōu)點，其中
圖IA至ID為示意性概略圖，顯示出傳統(tǒng)的緊急爐心冷卻系統(tǒng)；
圖2為概略圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明在大破口失水事故(LBLOCA)的情況中注入延伸管道的緊急爐心冷卻水的注入和直接旁通阻斷；
圖3為概略圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明在直接容器注入管線的破裂事故情況中在反應堆容器中用于斷流的入口的位置；
圖4A和4B為頂部平面圖和縱向剖視圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的具有爐心筒注入延伸管道的緊急爐心冷卻系統(tǒng)；
圖5A和5B為詳視圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的注入延伸管道的結構；并且
圖6為示意性剖視圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的具有緊急爐心冷卻水注入延伸管道的高壓輕水反應堆的縱向剖面結構。
具體實施方式
現(xiàn)在將更詳細參照本發(fā)明的示例性實施方案，其實施例顯示在附圖中。只要可能，在這些附圖和說明書中將使用相同的附圖標記來表示相同或相似的部分。這里將避免對會妨礙理解本發(fā)明的主題的已知功能和結構進行詳細說明。
如圖4A所示，具有爐心筒12的注入延伸管道26的緊急爐心冷卻系統(tǒng)采用了將緊急爐心冷卻水直接注入到反應堆容器10的下行水道16中的系統(tǒng)。這里，高壓輕水反應堆通常包括外部反應堆容器10和其直徑小于反應堆容器10的直徑并且安裝在反應堆容器10的中央處的爐心筒12。另外，其中裝有核燃料棒的爐心14位于爐心筒12中。由于在爐心筒12和反應堆容器10之間的直徑差而具有環(huán)形間隙空間的下行水道16形成在爐心筒12 和反應堆容器10之間。反應堆容器10包括多個冷段20，它們用作在正常操作中進入到反應堆冷卻水循環(huán)通道中的入口，并且還包括多個熱段22，它們用作讓在順序流經(jīng)冷段20、下行水道16和爐心14的期間受到加熱的冷卻水流入蒸汽發(fā)生器的出口。在本發(fā)明的實施方案中，如圖4A和4B所示，安裝有四個冷段20和兩個熱段22。
如圖4A和6所示，根據(jù)本發(fā)明的高壓輕水反應堆的緊急爐心冷卻系統(tǒng)包括安裝在構成核反應堆的反應堆容器10的上部上的多個直接容器注入(DVI)噴嘴24和安裝在爐心筒12的外表面上以便面對著DVI噴嘴24同時下行水道16位于它們之間的用于緊急爐心冷卻水的多條注入延伸管道26。
每條注入延伸管道26包括在其外表面中的緊急爐心冷卻水進水口 28，其中緊急爐心冷卻水進水口 28穿過注入延伸管道26的外表面，從而采用與DVI噴嘴24的軸線相交的點作為其中心點，并且其直徑大約為DVI噴嘴的內(nèi)徑Ddvi的兩倍。根據(jù)本發(fā)明的這個結構，在DVI噴嘴24和注入延伸管道26 (尤其是緊急爐心冷卻水進水口)之間沒有安裝任何連接結構。換句話說，DVI噴嘴24與注入延伸管道26完全機械分開。
這樣，采用根據(jù)本發(fā)明具有爐心筒12和注入延伸管道26的緊急爐心冷卻系統(tǒng)，在高壓輕水反應堆在沒有從DVI噴嘴24提供緊急爐心冷卻水的情況下正常工作時，DVI噴嘴24從熱液壓方面與注入延伸管道26分開，并且在結構方面在DVI噴嘴24和注入延伸管道26之間的下行水道16中沒有存在任何連接結構。因此，在組裝反應堆容器10和爐心筒12時并且在抽出中子監(jiān)測艙時不會出現(xiàn)任何干涉。
但是，如果冷段20完全破裂，則，通過DVI噴嘴24注入的緊急爐心冷卻水的水噴射速度在安注箱注入緊急爐心冷卻水的情況下大約為22m/秒，并且在高壓安注泵注入緊急爐心冷卻水的情況下大約為I. 6m/秒。具有這種水噴射速度的緊急爐心冷卻水的水平慣性力足以讓緊急爐心冷卻水從DVI噴嘴24穿過下行水道16流入到注入延伸管道26面對著DVI噴嘴24的緊急爐心冷卻水進水口 28中。因此，只有在注入緊急爐心冷卻水期間形成的水射流使得DVI噴嘴24按照熱液壓方式與注入延伸管道26連接。注入到注入延伸管道26中的緊急爐心冷卻水能夠在緊急爐心冷卻水的重力和流動動量作用下流入到下行水道16的下部中。通過注入延伸管道的壁防止了在大破口失水事故(LBLOCA)情況下流入到在注入延伸管道26中的下行水道16的下部的緊急爐心冷卻水在下行水道16中出現(xiàn)高速橫向流。另外，雖然不是所有緊急爐心冷卻水流入到注入延伸管道26中，即雖然部分緊急爐心冷卻水向下流到下行水道16，但是沒有流入到注入延伸管道26中的緊急爐心冷卻水收集在反應堆容器10的下行水道16中，并且因此幫助冷卻反應堆爐心。[0040]在與DVI噴嘴24連接的管路破裂的情況下，無法將緊急爐心冷卻水注入到破裂的DVI噴嘴24中。因此，無法形成緊急爐心冷卻水的水射流。但是，由于DVI噴嘴24沒有按照熱液壓的方式與注入延伸管道26分開，所以只有在DVI噴嘴24周圍的下行水道16的冷卻水將導致形成斷流。
換句話說，在盡管出現(xiàn)其中DVI管線自身破裂的事故DVI噴嘴24仍然與注入延伸管道26連接時，注入延伸管道26的最下面出口由于虹吸管效應而用作斷流的入口，從而在反應堆容器10中的冷卻水水位由于注入延伸管道26的長度而明顯降低。因此，在DVI噴嘴24面對著注入延伸管道26的位置處，即于此處冷卻水的水位在沒有出現(xiàn)其中注入延伸管道26的最下面出口用作入口的現(xiàn)象的情況下由于注入延伸管道26的長度而升高，斷流將泄露出去。
因此，在本發(fā)明中的反應堆容器10的冷卻水的水位可以按照這樣的方式保持，從而下行水道的冷卻水的水位比在其中如在現(xiàn)有技術中使用管子使DVI噴嘴24與注入延伸管道26機械連接的結構中高得多。因此，由于在下行水道和爐心之間的水位差而導致的從下行水道流向爐心的冷卻水量增大，從而反應堆爐心更有效地受到冷卻。·
如圖4A所示，本發(fā)明的緊急爐心冷卻系統(tǒng)在平面上按照這樣的方式設計，從而在DVI噴嘴24和冷段20之間的角度α小于在DVI噴嘴24和熱段22之間的角度。還有如在圖4Β中所示，本發(fā)明的緊急爐心冷卻系統(tǒng)在平面上按照這樣的方式設計，從而在DVI噴嘴24和熱段22之間的角度β小于在DVI噴嘴24和冷段20之間的角度。
在本發(fā)明中，在連接著DVI噴嘴24和注入延伸管道26的軸向線和冷段20之間的角度和在連接著DVI噴嘴24和注入延伸管道26的軸向線和熱段22之間的角度優(yōu)選分別小于在DVI噴嘴24和冷段20之間的角度α和在DVI噴嘴24和熱段22之間的角度β。下面將結合這樣的情況對本發(fā)明的實施方案進行說明，其中在冷段20和熱段22之間的角度為60°。在圖4Α的角度α和圖4Β的角度β之間的區(qū)域為沿著垂直方向(沿著向上和向下方向)在反應堆容器外面運動的爐心外監(jiān)測器的運動通道。因此，考慮到注入延伸管道26的寬度和在注入延伸管道26和相鄰的熱段22之間的距離，最大角度α優(yōu)選小于15°，并且最大角度β優(yōu)選小于35°。
下面將參照圖5Α對本發(fā)明的注入延伸管道26的結構進行更詳細說明。注入延伸管道26的最下面出口打開，并且注入延伸管道26的最高蓋帽關閉，并且該蓋帽包括至少一個通氣孔30，從而在核反應堆注入水時可以將氣體排出。注入延伸管道26包括緊急爐心冷卻水進水口 28，其直徑大約為面對著注入延伸管道26的DVI噴嘴24的內(nèi)徑的兩倍，并且位于DVI噴嘴24的軸向線上。
如圖6所示，考慮到在其中DVI噴嘴24的射流具有較小的擴散和流動速度的情況下由于重力帶來的射流偏差，緊急爐心冷卻水進水口 28的直徑Dduct大約為DVI噴嘴24的內(nèi)徑Ddvi的兩倍。由此，緊急爐心冷卻水很容易導入到注入延伸管道26中。
從圖5Α中可以看出，注入延伸管道26在其相對側上具有沿著橫向方向傾斜大約45°的側面32，因此與其側面以90°的夾角形成的現(xiàn)有注入延伸管道相比，它能夠降低下行水道16的橫向流阻力。
從爐心筒12朝著反應堆容器10突出的注入延伸管道26優(yōu)選具有大約為圖6的下行水道16的徑向間隙寬度的3/25至7/25的徑向距離(h)。原因在于，在徑向距離(h)必須小于反應堆容器10的上對準鍵部分的最小內(nèi)徑Rkey和圖4A的熱段22的內(nèi)徑Rm的情況中，在組裝反應堆容器10和爐心筒12時或者在抽出中子監(jiān)測艙時不會出現(xiàn)任何干涉。
因此，對于本發(fā)明的注入延伸管道26的橫截面形狀而言，向下行水道16突出的注入延伸管道26的外表面的曲率半徑等于爐心筒12的半徑R和注入延伸管道26的徑向距離h的總和，并且注入延伸管道26的相對側面與等腰梯形的非平行側邊類似。
如圖5B所示，本發(fā)明的注入延伸管道26具有通過將兩個圓周平行面沿著爐心筒12的圓周方向的尺寸平均值乘以徑向距離而限定的垂直橫截面面積，并且優(yōu)選等于或大于DVI噴嘴24的有效橫截面面積。這里，考慮到所有上述條件，包括注入延伸管道26的徑向距離h限制為下行水道16的徑向間隙寬度的大約3/25至7/25的條件，對著注入延伸管道26沿著爐心筒12的圓周方向的較長圓周面的中心角Φ大約在最小20°至最大35°的范圍內(nèi)。
安裝在爐心筒12上的注入延伸管道26的長度從面對著反應堆容器10的DVI噴嘴24的緊急爐心冷卻水進水口 28開始，然后沿著爐心筒12的外表面延伸至在冷段20和熱段22的位置下方的下行水道16的下部。
另外，注入延伸管道26的出口的最下面位置(圖6的長度B)在從冷段20的中央軸線到下行水道16的下部的范圍內(nèi)?？紤]到周圍冷卻水在LBLOCA的情況下由形成在下行水道16中的強進入斷流而被排出，所以注入延伸管道26的出口的最下面位置必須位于下行水道16的下部處，這低于冷段20的位置，并且優(yōu)選在為冷段內(nèi)徑Da兩倍至四倍的范圍內(nèi)從冷段20的中央軸線朝著下行水道16的下部延伸，由此能夠防止緊急爐心冷卻水直接芳通。
雖然已經(jīng)處于例舉說明的目的對本發(fā)明的示例性實施方案進行了說明，但是本領域普通技術人員要理解的是，在不脫離在所附權利要求
中所披露的本發(fā)明精神和范圍的情況下可以作出各種變型、增加和替換。
權利要求
1.一種緊急爐心冷卻系統(tǒng)，它具有至少一個爐心筒注入延伸管道，該系統(tǒng)包括 直接容器注入噴嘴，用來朝著設計在反應堆容器中的爐心筒注入緊急爐心冷卻水射流，在反應堆容器上安裝有具有冷段和熱段的冷卻系統(tǒng)；以及 注入延伸管道，多個注入延伸管道安裝在爐心筒的外表面上從而面對著直接容器注入噴嘴， 其中，注入延伸管道形成于爐心筒的外表面上的多個部分區(qū)域， 其中每個注入延伸管道在其外表面中包括緊急爐心冷卻水進水口，從而從直接容器注入噴嘴注入的射流流進各個注入延伸管道，并且緊急爐心冷卻水進水口通過注入延伸管道的外表面，該進水口以注入延伸管道的外表面與各個直接容器注入噴嘴的軸線相交的點作為其中心點，并且，其中每個注入延伸管道包括相對于爐心筒的表面以大約45°的角度傾斜的側面。
2.如權利要求
I所述的緊急爐心冷卻系統(tǒng)，其中所述緊急爐心冷卻水進水口的直徑大約為直接容器注入噴嘴的內(nèi)徑的兩倍。
3.如權利要求
I所述的緊急爐心冷卻系統(tǒng)，其中每個注入延伸管道在其最下面部分處打開，并且在其最高部分處封閉。
4.如權利要求
3所述的緊急爐心冷卻系統(tǒng)，其中每個注入延伸管道包括至少一個通氣孔，從而在核反應堆注入冷卻水時可以將氣體排出。
5.如權利要求
I所述的緊急爐心冷卻系統(tǒng)，其中每個注入延伸管道在預定距離內(nèi)從爐心筒朝著反應堆容器突出，該距離小于反應堆容器的上對準鍵部分的最小內(nèi)徑并且小于反應堆容器的每個熱段的內(nèi)徑。
6.如權利要求
I所述的緊急爐心冷卻系統(tǒng)，其中每個注入延伸管道在預定距離內(nèi)從爐心筒朝著反應堆容器突出，該距離大約為下行水道的徑向間隙寬度的3/25至7/25，所述徑向間隙為形成在反應堆容器和爐心筒之間的環(huán)形空間。
7.如權利要求
I所述的緊急爐心冷卻系統(tǒng)，其中安裝在爐心筒上的每個注入延伸管道具有這樣的長度，它從面對著反應堆容器的每個直接容器注入噴嘴的緊急爐心冷卻水進水口開始，并且沿著爐心筒的外表面延伸至在每個冷段和每個熱段的位置下方的下行水道的下部。
8.如權利要求
7所述的緊急爐心冷卻系統(tǒng)，其中每個注入延伸管道具有出口，其位置是在每個冷段的中央軸線的下方，并且， 其中注入延伸管道的出口與冷段的中央軸線之間的距離是在每個冷段的內(nèi)徑的兩倍至四倍的范圍。
專利摘要
本發(fā)明的緊急爐心冷卻系統(tǒng)將從用于高壓輕水反應堆的高壓安注泵或安注箱提供的緊急爐心冷卻水直接注入到反應堆容器下行水道中。從彼此相對的每個直接容器注入噴嘴和安裝在爐心筒的外表面上的每個注入延伸管道之間將管連接器完全去除。用來從每個直接容器注入噴嘴注入水的緊急爐心冷卻水進水口形成在每個注入延伸管道面對著每個直接容器注入噴嘴的軸線的表面上。由此，按照液壓連接的方式采用其中緊急爐心冷卻水射流流進注入延伸管道中的結構。
文檔編號G21C15/18GKCN101540212 B發(fā)布類型授權 專利申請?zhí)朇N 200810111386
公開日2013年2月20日 申請日期2008年5月29日
發(fā)明者權泰純, 宋哲和, 白源弼 申請人:韓國原子力研究院, 韓國水力原子力株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (4),