一種反應(yīng)堆屏蔽、冷卻劑卸壓和安全殼抑壓的復合裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圍繞反應(yīng)堆壓力容器(RPV)的屏蔽結(jié)構(gòu)，特別涉及一種具有反應(yīng)堆屏蔽、冷卻劑卸壓和安全殼抑壓的復合裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]商業(yè)壓水堆核電站中，圍繞反應(yīng)堆壓力容器(RPV)的屏蔽層基本是混凝土結(jié)構(gòu)。反應(yīng)堆屏蔽能降低來自反應(yīng)堆源的各種核輻射，并通過減弱來自堆芯的中子注量率，來防止混凝土屏蔽外的部件和結(jié)構(gòu)被過度活化。在艦船用反應(yīng)堆屏蔽設(shè)計中，也有采用鋼-水混合結(jié)構(gòu)或者其它結(jié)構(gòu)(比如摻入重金屬或者中子吸收復合材料等)。
[0003]在布置小型安全殼的反應(yīng)堆設(shè)計中，盡管反應(yīng)堆屏蔽可以采用常規(guī)混凝土設(shè)計，但為了更加充分的復用屏蔽層空間，實現(xiàn)屏蔽材料的多重利用，有必要進行新型的屏蔽層設(shè)計。
[0004]小型安全殼對于壓水堆來說，安全殼容納事故后質(zhì)能釋放的能力相對較小，其次安全殼內(nèi)也無法單獨布置用于冷卻劑卸壓和安全殼抑壓的大型水池。此外，在發(fā)生管道破口導致冷卻劑噴放(LOCA)的事故中，需要淹沒堆腔并覆蓋破口位置，但水源可能不足。
[0005]由于商業(yè)壓水堆大多是大型干式安全殼，這方面設(shè)計鮮有先例。而艦船用壓水堆，雖然可能布置了鋼-水結(jié)構(gòu)的屏蔽，但對于冷卻劑卸壓、安全殼抑壓等可能考慮較少。因此本發(fā)明布置了鋼-水結(jié)構(gòu)的屏蔽，同時屏蔽水池兼做安全殼抑壓水池和冷卻劑卸壓水池，且屏蔽水可以溢出至堆腔內(nèi)，從而綜合復用了屏蔽水池的空間和材料，且部分實現(xiàn)安全系統(tǒng)的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述問題，本發(fā)明提供一種反應(yīng)堆屏蔽、冷卻劑卸壓和安全殼抑壓的復合裝置，適用于小型安全殼內(nèi)的屏蔽和安全設(shè)計，實現(xiàn)屏蔽空間和屏蔽材料的復用，且部分實現(xiàn)安全系統(tǒng)的功能。這套系統(tǒng)設(shè)備布局緊湊，占據(jù)空間小，布置簡易，經(jīng)濟性高。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]反應(yīng)堆屏蔽、冷卻劑卸壓和安全殼抑壓的復合裝置，其特征在于，包括設(shè)置在安全殼內(nèi)并環(huán)繞在壓力容器周圍的環(huán)形屏蔽層，所述環(huán)形屏蔽層為封閉式結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形屏蔽層的外殼為屏蔽鋼板，環(huán)形屏蔽層內(nèi)裝有屏蔽水，所述環(huán)形屏蔽層設(shè)置有用以連通安全殼大氣和屏蔽水的抑壓管路；所述環(huán)形屏蔽層設(shè)置有將壓力容器內(nèi)的冷卻劑通往所述屏蔽水的卸壓管路、以及將屏蔽水排往堆腔的排水管。
[0009]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述的環(huán)形屏蔽層，沿徑向從內(nèi)往外是鋼板、水、鋼板的混合結(jié)構(gòu)。
[0010]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述的環(huán)形屏蔽層至少包含一層側(cè)壁屏蔽鋼板和一層屏蔽水。
[0011]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述的環(huán)形屏蔽層，鋼板厚度是10-50cm，水厚度是 20_100cm。
[0012]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述抑壓管路的一端伸出環(huán)形屏蔽層的外殼，另一端伸入屏蔽水內(nèi)。進一步，所述抑壓管路在伸入屏蔽水的一端設(shè)置有噴灑器。
[0013]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述卸壓管路上設(shè)有卸壓閥組和末端的鼓泡器。
[0014]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述排水管的一端伸入屏蔽水內(nèi)，排水管的另一端伸出環(huán)形屏蔽層的外殼且位于屏蔽水水平面之上。
[0015]本發(fā)明提供一種反應(yīng)堆屏蔽、冷卻劑卸壓和安全殼抑壓的復合裝置，可作為小型安全殼的一次屏蔽和安全系統(tǒng)的重要組成部分。這套裝置實現(xiàn)屏蔽空間和屏蔽材料的復用，且部分實現(xiàn)安全系統(tǒng)的功能。這套系統(tǒng)設(shè)備布局緊湊，占據(jù)空間小，布置簡易，經(jīng)濟性聞。
[0016]本發(fā)明能實現(xiàn)反應(yīng)堆屏蔽功能,冷卻劑卸壓功能,安全殼抑壓功能，向堆腔排水的功能。
[0017]本發(fā)明的特點可參閱本案圖式及以下較好實施方式的詳細說明而獲得清楚地了解。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的示意圖。
[0019]其中，1-壓力容器；2_安全殼；3_環(huán)形屏蔽層；4_側(cè)壁屏蔽鋼板；5_豎直屏蔽鋼板；6_豎直屏蔽鋼板；7_上部屏蔽鋼板；8_屏蔽水；9-空氣；10_抑壓管路；11_噴灑器；12-排水管；13_卸壓管路；14_卸壓閥組；15_鼓泡器。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施例進一步闡述本發(fā)明。
[0021]參見圖1，反應(yīng)堆屏蔽、冷卻劑卸壓和安全殼抑壓的復合裝置，包括設(shè)置在安全殼2內(nèi)并環(huán)繞在壓力容器I周圍的環(huán)形屏蔽層3，環(huán)形屏蔽層3為封閉式結(jié)構(gòu)，環(huán)形屏蔽層3的外殼為屏蔽鋼板，環(huán)形屏蔽層3的外殼包括上部鋼板屏蔽7、側(cè)壁屏蔽鋼板4和多層豎直屏蔽鋼板(5、6)。環(huán)形屏蔽層3內(nèi)的豎直屏蔽鋼板5上留有間隙。
[0022]環(huán)形屏蔽層3內(nèi)裝有(或包含)屏蔽水8，屏蔽水8未充滿整個腔體，上方有空氣9，保持在一個常壓狀態(tài)。環(huán)形屏蔽層3設(shè)置有用以連通安全殼大氣和屏蔽水8的抑壓管路10 ;抑壓管路10的一端伸出環(huán)形屏蔽層3的外殼，另一端伸入屏蔽水8內(nèi)。抑壓管路的屏蔽水端設(shè)置有噴灑器11。
[0023]環(huán)形屏蔽層3設(shè)置有將壓力容器內(nèi)的冷卻劑通往所述屏蔽水的卸壓管路13，卸壓管路13上設(shè)有卸壓閥組14和末端的鼓泡器15。
[0024]環(huán)形屏蔽層3設(shè)置有將屏蔽水排往堆腔的排水管12。排水管可以是一根“7”字型的水管，排水管12的一端伸入屏蔽水8內(nèi)，排水管12的另一端伸出環(huán)形屏蔽層3的外殼且位于屏蔽水8水平面之上。
[0025]通過計算表明，本發(fā)明能夠起到很好的屏蔽作用，可以替代傳統(tǒng)反應(yīng)堆的混凝土屏蔽結(jié)構(gòu)。它布置在壓力容器外圍，形成堆腔，有效屏蔽來自堆芯和冷卻劑的輻射。
[0026]該裝置的安全殼抑壓功能是如下實現(xiàn)的:當發(fā)生破口 LOCA事故時，冷卻劑向安全殼噴放，使得安全殼內(nèi)充滿高溫高壓的水汽。由屏蔽鋼板形成的環(huán)形屏蔽層3是一個密封結(jié)構(gòu)，內(nèi)部的壓力并沒有跟隨安全殼壓力而同步升高。因此安全殼內(nèi)高溫水汽便通過抑壓管路10進入屏蔽水8，在屏蔽水8內(nèi)冷凝，從而抑制安全殼內(nèi)壓力上升。為提高抑壓效果，安全殼內(nèi)最好設(shè)置為部分真空(即抽走部分空氣)，同時增加屏蔽水8上層空氣的體積。
[0027]該裝置的冷卻劑卸壓功能是如下實現(xiàn)的:當需要進行冷卻劑卸壓時，打開卸壓管路13上的泄壓閥組14，反應(yīng)堆冷卻劑就在壓力(冷卻劑壓力一般遠大于安全殼內(nèi)壓力)驅(qū)動下通過卸壓管路13向屏蔽水8噴放，在屏蔽水8內(nèi)冷凝，從而實現(xiàn)冷卻劑卸壓。工程上還應(yīng)該在卸壓管路13上設(shè)置防止水錘等的設(shè)備。
[0028]排水管12的作用和實現(xiàn)方式如下:無論是安全殼內(nèi)高溫水汽通過抑壓管路10進入屏蔽水8，還是反應(yīng)堆冷卻劑通過卸壓管路13進入屏蔽水8，都會導致環(huán)形屏蔽層3內(nèi)壓力升高和屏蔽水8水位的上升(尤其對于冷卻劑卸壓而言)。此時，屏蔽水8就會通過排放管線(排放口高度置于緊靠水位之上)溢出，流入堆腔。這樣一方面屏蔽水池的壓力不會持續(xù)升高(尤其在冷卻劑卸壓時)，另一方面更重要的是堆腔被溢出的水逐漸淹沒。而堆腔淹沒在LOCA事故的緩解中是非常重要的。
[0029]從上述描述可知，由于排水管12的位置和屏蔽水8水位的關(guān)系，通過卸壓管路13跑出的高溫冷卻劑在屏蔽水8內(nèi)冷凝后，絕大部分通過排水管12進入了堆腔。而壓力容器內(nèi)有足夠多的冷卻劑將堆腔完全淹沒。
[0030]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【主權(quán)項】
1.反應(yīng)堆屏蔽、冷卻劑卸壓和安全殼抑壓的復合裝置，其特征在于，包括設(shè)置在安全殼內(nèi)并環(huán)繞在壓力容器周圍的環(huán)形屏蔽層，所述環(huán)形屏蔽層為封閉式結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形屏蔽層的外殼為屏蔽鋼板，環(huán)形屏蔽層內(nèi)裝有屏蔽水，所述環(huán)形屏蔽層設(shè)置有用以連通安全殼大氣和屏蔽水的抑壓管路；所述環(huán)形屏蔽層設(shè)置有將壓力容器內(nèi)的冷卻劑通往所述屏蔽水的卸壓管路、以及將屏蔽水排往堆腔的排水管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)堆屏蔽、冷卻劑卸壓和安全殼抑壓的復合裝置，其特征在于，所述的環(huán)形屏蔽層，沿徑向從內(nèi)往外是鋼板、水、鋼板的混合結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)堆屏蔽、冷卻劑卸壓和安全殼抑壓的復合裝置，其特征在于，所述的環(huán)形屏蔽層至少包含一層側(cè)壁屏蔽鋼板和一層屏蔽水。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反應(yīng)堆屏蔽、冷卻劑卸壓和安全殼抑壓的復合裝置，其特征在于，所述的環(huán)形屏蔽層的鋼板厚度是10-50cm，屏蔽水厚度是20-100cm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)堆屏蔽、冷卻劑卸壓和安全殼抑壓的復合裝置，其特征在于，所述抑壓管路的一端伸出環(huán)形屏蔽層的外殼，另一端伸入屏蔽水內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的反應(yīng)堆屏蔽、冷卻劑卸壓和安全殼抑壓的復合裝置，其特征在于，所述抑壓管路在伸入屏蔽水的一端設(shè)置有噴灑器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)堆屏蔽、冷卻劑卸壓和安全殼抑壓的復合裝置，其特征在于，所述卸壓管路上設(shè)有卸壓閥組和末端的鼓泡器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)堆屏蔽、冷卻劑卸壓和安全殼抑壓的復合裝置，其特征在于，所述排水管的一端伸入屏蔽水內(nèi)，排水管的另一端伸出環(huán)形屏蔽層的外殼且位于屏蔽水水平面之上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種反應(yīng)堆屏蔽、冷卻劑卸壓和安全殼抑壓的復合裝置，包括設(shè)置在安全殼內(nèi)并環(huán)繞在壓力容器周圍的環(huán)形屏蔽層，所述環(huán)形屏蔽層為封閉式結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形屏蔽層的外殼為屏蔽鋼板，環(huán)形屏蔽層內(nèi)裝有屏蔽水，所述環(huán)形屏蔽層設(shè)置有用以連通安全殼大氣和屏蔽水的抑壓管路；所述環(huán)形屏蔽層設(shè)置有將壓力容器內(nèi)的冷卻劑通往所述屏蔽水的卸壓管路、以及將屏蔽水排往堆腔的排水管。本發(fā)明能實現(xiàn)反應(yīng)堆屏蔽功能，冷卻劑卸壓功能，安全殼抑壓功能，向堆腔排水的功能。
【IPC分類】G21C11/08, G21C9/004
【公開號】CN105632570
【申請?zhí)枴緾N201410719383
【發(fā)明人】申屠軍, 黎輝, 王夢琪, 廖亮, 林千, 司勝義, 梅其良
【申請人】上海核工程研究設(shè)計院
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年12月1日