一種堆熔物收集冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種堆熔物收集冷卻系統(tǒng)，包括用于收集堆熔物的堆熔物收集裝置、用于向所述堆熔物收集裝置內(nèi)噴淋冷卻劑的噴淋冷卻裝置、用于從所述堆熔物收集裝置的外部冷卻堆熔物的冷卻池以及用于支撐所述堆熔物收集裝置的承重裝置，所述承重裝置安裝在所述冷卻池內(nèi)的底部，所述堆熔物收集裝置位于所述冷卻池內(nèi)且由所述承重裝置支撐。本發(fā)明的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)中的堆熔物收集裝置以及同時(shí)配制噴淋冷卻裝置、冷卻池及承重裝置，使其可快速冷卻，有效的避免了堆熔物與冷卻劑接觸引起蒸汽爆炸，并且避免了堆熔物熔化安全殼地板危害環(huán)境居民的生命安全。
【專利說明】
一種堆熔物收集冷卻系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及核電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種堆熔物收集冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]反應(yīng)堆燃料在堆芯熔化以后流入反應(yīng)堆壓力容器的下封頭，堆熔物熔化反應(yīng)堆壓力容器的下封頭并進(jìn)入反應(yīng)堆堆坑。如果在反應(yīng)堆堆坑內(nèi)沒有特殊的冷卻裝置，2000多度的堆熔物將把反應(yīng)堆堆坑內(nèi)的水泥熔穿，放射性物質(zhì)通過熔穿的水泥板進(jìn)入環(huán)境，污染環(huán)境，給環(huán)境居民帶來生命危害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種堆熔物收集冷卻系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的堆熔物沒有及時(shí)冷卻進(jìn)而外泄進(jìn)入環(huán)境導(dǎo)致污染環(huán)境并帶來生命危害的問題。
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種堆熔物收集冷卻系統(tǒng)，包括用于收集堆熔物的堆熔物收集裝置、用于向所述堆熔物收集裝置內(nèi)噴淋冷卻劑的噴淋冷卻裝置、用于從所述堆熔物收集裝置的外部冷卻堆熔物的冷卻池以及用于支撐所述堆熔物收集裝置的承重裝置，所述承重裝置安裝在所述冷卻池內(nèi)的底部，所述堆熔物收集裝置位于所述冷卻池內(nèi)且由所述承重裝置支撐。
[0005]在本發(fā)明的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)中，所述堆熔物收集裝置包括殼體，所述殼體包括底壁和側(cè)壁，所述殼體遠(yuǎn)離所述底壁的一端開口，所述底壁上朝向開口的方向凸出有呈傘狀的凸出面。
[0006]在本發(fā)明的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)中，所述底壁包括相互銜接的第一壁面和第二壁面，所述第一壁面與所述側(cè)壁相接，所述第一壁面由第一線段繞中心軸旋轉(zhuǎn)360°形成，所述第二壁面由第二線段繞中心軸旋轉(zhuǎn)360°形成，所述第二線段與水平面之間的夾角大于所述第一線段與水平面之間的夾角。
[0007]在本發(fā)明的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)中，所述凸出面由第三線段繞中心軸旋轉(zhuǎn)360°形成，所述第三線段與水平面之間的夾角大于所述第二線段與水平面之間的夾角。
[0008]在本發(fā)明的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)中，所述第三線段與水平面之間的夾角為25°-45°，所述第二線段與水平面之間的夾角為12°-20°，所述第一線段與水平面之間的夾角為
5。-10。ο
[0009]在本發(fā)明的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)中，在所述凸出面上安裝有用于導(dǎo)出堆熔物產(chǎn)生的蒸汽的導(dǎo)汽管。
[0010]在本發(fā)明的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)中，所述噴淋冷卻裝置包括多根噴淋管，每一所述噴淋管配有閥門，所述噴淋管的閥門的開關(guān)與所述堆熔物收集裝置相連接。
[0011]在本發(fā)明的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)中，所述冷卻池的底部安裝有多個(gè)用于補(bǔ)充導(dǎo)入冷卻劑的導(dǎo)入管，每一所述導(dǎo)入管配有閥門。
[0012]在本發(fā)明的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)中，所述承重裝置包括承重主體，所述承重主體的頂端安裝有支撐棒，所述支撐棒的一端用于支撐所述堆熔物收集裝置，所述支撐棒的另一端連接有彈簧，所述承重主體頂端開設(shè)有用于安裝所述彈簧的盲孔，所述彈簧安裝在盲孔內(nèi)，所述盲孔的底端設(shè)置有用于觸動(dòng)所述導(dǎo)入管的閥門的觸動(dòng)開關(guān)。
[0013]在本發(fā)明的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)中，所述冷卻池的底部開設(shè)有多個(gè)用于填充冷卻劑進(jìn)而從所述堆熔物收集裝置外的底部為堆熔物冷卻的凹槽，每一所述凹槽具有敞開的第一槽口和對(duì)應(yīng)于所述堆熔物收集裝置外的底部的第二槽口，所述第一槽口與所述第二槽口相連通。
[0014]實(shí)施本發(fā)明的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)，具有以下有益效果:本發(fā)明的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)中的堆熔物收集裝置以及同時(shí)配制噴淋冷卻裝置、冷卻池及承重裝置，使堆熔物能夠緩慢沉入冷卻池的同時(shí)得到了上下兩面的快速冷卻，有效的避免了堆熔物與冷卻劑接觸引起蒸汽爆炸，并且避免了堆熔物熔化安全殼地板危害環(huán)境居民的生命安全。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)的俯視示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)在第一狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)在第二狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為發(fā)明的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)中的堆熔物收集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和作用原理作進(jìn)一步說明:
[0020]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0021]如圖1-3所示，一種堆熔物收集冷卻系統(tǒng)，包括用于收集堆熔物的堆熔物收集裝置
1、用于向堆熔物收集裝置I內(nèi)噴淋冷卻劑的噴淋冷卻裝置2、用于從堆熔物收集裝置I的外部冷卻堆熔物的冷卻池3以及用于支撐堆熔物收集裝置I的承重裝置4，承重裝置4安裝在冷卻池3內(nèi)的底部，堆熔物收集裝置I位于冷卻池3內(nèi)且由承重裝置4支撐。其中冷卻池3可以從堆熔物收集裝置I的外部冷卻堆熔物，即指冷卻池3可以從堆熔物收集裝置I外的頂部、底部和側(cè)面都可以冷卻堆熔物。
[0022]如圖1所示，噴淋冷卻裝置2包括多根噴淋管21，每一噴淋管21配有閥門，閥門的開關(guān)與堆熔物收集裝置I相連接。在本實(shí)施例中，如圖2所示，噴淋管21的閥門的開關(guān)與堆熔物收集裝置I之間通過鋼絲22相連接。當(dāng)堆熔物收集裝置I緩慢開始下沉?xí)r，噴淋管21的閥門連接的鋼絲22帶動(dòng)閥門緩慢打開，開始噴淋冷卻劑到堆熔物上部，對(duì)堆熔物進(jìn)行噴淋冷卻；當(dāng)堆芯的堆熔物全部流入堆熔物收集裝置I時(shí)，堆熔物收集裝置I沉入冷卻池3底部，噴淋管
21的閥門全部打開。其中噴淋管21的數(shù)量?jī)?yōu)選為8個(gè)，可以達(dá)到較佳的冷卻效果。在其它實(shí)施例中噴淋管21的數(shù)量也可以為6個(gè)或10個(gè)等。
[0023]冷卻池3優(yōu)選是由一個(gè)直徑5.2m，高度3m的圓形水池。在冷卻池3的內(nèi)存有冷卻劑，在冷卻池3內(nèi)的冷卻劑有Im深度。在冷卻池3外還設(shè)有補(bǔ)水池33，補(bǔ)水池33存有數(shù)百立方冷卻劑并與換料水箱或者消防水等連接，當(dāng)需要補(bǔ)水時(shí)，換料水箱或者消防水源源不斷的流入補(bǔ)水池33。
[0024]冷卻池3的底部安裝有多個(gè)用于補(bǔ)充導(dǎo)入冷卻劑的導(dǎo)入管31，每一導(dǎo)入管31配有閥門。其中導(dǎo)入管31的數(shù)量?jī)?yōu)選為四個(gè)，使得冷卻劑補(bǔ)充注入的速度恰到好處，且可以從四個(gè)方向進(jìn)行均勻補(bǔ)充冷卻劑。在其它實(shí)施例中導(dǎo)入管31的數(shù)量也可以為兩個(gè)或六個(gè)。
[0025]在冷卻池3的底部還開設(shè)有多個(gè)用于填充冷卻劑的凹槽32，當(dāng)堆熔物收集裝置I沉入冷卻池3的底部時(shí)，冷卻劑通過凹槽32進(jìn)入堆熔物收集裝置I外的底部，可以從堆熔物收集裝置I外的底部為堆熔物冷卻，即用于冷卻劑流出或者流進(jìn)入堆熔物收集裝置I外的底部。優(yōu)選地，凹槽32開設(shè)在冷卻池3與堆熔物收集裝置I底部的邊緣位置相對(duì)應(yīng)的位置。其中，每一凹槽32具有敞開的第一槽口 321和對(duì)應(yīng)于堆熔物收集裝置I外的底部的第二槽口322，即凹槽32的一部分作為第一槽口 321是裸露出來敞開的，凹槽32的另一部分第二槽口322埋于堆熔物收集裝置I外的底部，第一槽口 321與第二槽口 322是相連通的。凹槽32的數(shù)量?jī)?yōu)選為四個(gè)，可以從四個(gè)方向從堆熔物收集裝置I底部進(jìn)行冷卻，在其它實(shí)施例中也可以為兩個(gè)或六個(gè)等。其中每一凹槽32的長(zhǎng)為0.8m-l.2m，寬為0.3m_0.7m，深度為0.3m_0.7m。優(yōu)選地，每一凹槽32的長(zhǎng)為Im，寬為0.5m，深度為0.5m
[0026]如圖2-3所示，承重裝置4包括承重主體41，承重主體41的頂端安裝有支撐棒42，支撐棒42的一端用于支撐堆熔物收集裝置I，支撐棒42的另一端連接有彈簧43，承重主體41頂端開設(shè)有用于安裝彈簧43的盲孔(圖中未標(biāo)示)，彈簧43安裝在盲孔內(nèi)，在盲孔的底端設(shè)置有用于觸動(dòng)導(dǎo)入管31閥門的觸動(dòng)開關(guān)(圖中未標(biāo)示)。當(dāng)堆熔物收集裝置I全部沉入冷卻池3底部且冷卻池3的水位低于2m時(shí)，支撐棒42便會(huì)壓縮彈簧43至最底端，觸動(dòng)上述的觸動(dòng)開關(guān)，進(jìn)而冷卻池3底部的導(dǎo)入管31的閥門全部自動(dòng)打開，補(bǔ)水池33向冷卻池3補(bǔ)充冷卻劑并淹沒堆熔物收集裝置I，對(duì)堆熔物進(jìn)行淹沒冷卻。
[0027]其中，承重主體41的縱截面呈梯形，優(yōu)選支撐棒42的數(shù)量為四個(gè)且分別安裝在承重主體41的四個(gè)角上。截面呈梯形的承重主體41由于從上至下體積逐漸變大，有利于起支撐承重的作用。在其它實(shí)施例中，承重主體41也可以為簡(jiǎn)單的矩形體或圓柱體等，支撐棒42的數(shù)量也可以為兩個(gè)或六個(gè)等。
[0028]當(dāng)堆熔物收集裝置I沉入冷卻池3底部時(shí)，支撐棒42用于支撐堆熔物收集裝置I并使堆熔物收集裝置I與承重裝置4和冷卻池3底部之間保持適度空間，進(jìn)而使冷卻劑能夠流動(dòng)冷卻堆熔物。
[0029]其中支撐棒42優(yōu)選高于承重主體41頂部10cm-30cm，更優(yōu)選高于承重主體41頂部20cm，彈簧43嵌入進(jìn)承重主體41內(nèi)，在堆熔物未大量進(jìn)入堆熔物收集裝置I前，堆熔物收集裝置I被支撐并保持在水面處，此時(shí)通過底部冷卻劑和上部噴淋冷卻劑用于冷卻堆熔物，預(yù)防堆熔物收集裝置I直接沉入冷卻池3發(fā)生蒸汽爆炸。
[0030]如圖4所示，堆恪物收集裝置I包括具有容納空間的殼體(圖中未標(biāo)示)，殼體包括底壁11和側(cè)壁12，且由底壁11和側(cè)壁12圍合形成容納空間，殼體遠(yuǎn)離底壁11的一端開口，在底壁11上朝向開口的方向凸出有呈傘狀的凸出面14。底壁11包括相互銜接的第一壁面111和第二壁面112，第一壁面111與側(cè)壁12相接。其中，殼體為直徑5m，高度1.5m圓形體，在其它實(shí)施例中，殼體也可以為橢圓形體。底壁11上凸出的凸出面14部分為抗高溫陶瓷，第一壁面111和第二壁面112部分為抗高溫鋼材。
[0031]其中，第一壁面111由第一線段繞中心軸旋轉(zhuǎn)360°形成，第二壁面112由第二線段繞中心軸旋轉(zhuǎn)360°形成，凸出面14由第三線段繞中心軸旋轉(zhuǎn)360°形成，且第二線段為彎曲的線段，第三線段與水平面之間的夾角大于第二線段與水平面之間的夾角，第二線段與水平面之間的夾角大于第一線段與水平面之間的夾角。優(yōu)選地，第三線段與水平面之間的夾角為25°-45°，第二線段與水平面之間的夾角為12°-20°，第一線段與水平面之間的夾角為5°_10°。更優(yōu)選地，第三線段與水平面之間的夾角為30°，第二線段與水平面之間的夾角為15°，第一線段與水平面之間的夾角為10°。需要說明的是，第三線段與水平面之間的夾角也就相當(dāng)于凸出面14與水平面之間的夾角，第二線段與水平面之間的夾角也就相當(dāng)于第二壁面112與水平面之間的夾角，第一線段與水平面之間的夾角也就相當(dāng)于第一壁面111與水平面之間的夾角。
[0032]前述噴淋管21具有噴淋頭，噴淋頭基本上是位于凸出面14的上方。
[0033]堆熔物收集裝置I中底壁11的凸出面14的設(shè)計(jì)，可以便于使進(jìn)入堆熔物收集裝置I的堆熔物快速迀移到堆熔物收集裝置I的四周被冷卻并不累積在堆熔物收集裝置I的中部。
[0034]在凸出面14上安裝有用于導(dǎo)出堆熔物底部產(chǎn)生的蒸汽的導(dǎo)汽管13。導(dǎo)汽管13的直徑優(yōu)選為15cm-25cm，進(jìn)而可以使蒸汽均勻快速的排出，導(dǎo)汽管13的直徑更優(yōu)選為20cmo
[0035]為了預(yù)防蒸汽爆炸，堆熔物未進(jìn)入堆熔物收集裝置I前，堆熔物收集裝置I由梯形承重裝置4上部四個(gè)角上的支撐棒42支撐，象船一樣浮在冷卻池3的水面上。當(dāng)反應(yīng)堆堆芯的燃料熔化并把壓力容器底部熔化以后，堆熔物從壓力容器底部流入堆熔物收集裝置I底壁的凸出面14，并快速被迀移到堆熔物收集裝置I的第二壁面112和第一壁面111，初始流入堆熔物收集裝置I的堆熔物被堆熔物收集裝置I底部的冷卻劑冷卻并且產(chǎn)生的蒸汽通過頂部的導(dǎo)汽管13流出。隨著流入堆熔物收集裝置I的堆熔物增加，在堆熔物的重力作用下，梯形承重裝置4上部的支撐棒42緩慢進(jìn)入承重裝置4的承重主體41的盲孔內(nèi)，堆熔物收集裝置I緩慢開始下沉，同時(shí)與噴淋管21的閥門連接的鋼絲22帶動(dòng)閥門緩慢打開，噴淋管21開始噴淋冷卻劑到頂部的堆熔物，對(duì)堆熔物進(jìn)行噴淋冷卻。當(dāng)堆芯的堆熔物全部流入堆熔物收集裝置I時(shí)，堆熔物收集裝置I沉入冷卻池3底部，噴淋管21的閥門全部打開。當(dāng)堆熔物收集裝置I全部沉入冷卻池3底部且冷卻池3的水位低于2m時(shí)，冷卻池3底部的四個(gè)導(dǎo)入管31的閥門被觸動(dòng)全部自動(dòng)打開，補(bǔ)水池33向冷卻池3內(nèi)補(bǔ)充冷卻劑并淹沒堆熔物收集裝置I，對(duì)堆熔物進(jìn)行淹沒冷卻。
[0036]本發(fā)明的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)中的堆熔物收集裝置底壁設(shè)置凸出面形成的坡度可以使堆熔物進(jìn)行快速迀移，同時(shí)配制噴淋冷卻裝置、冷卻池及承重裝置使其可雙面快速冷卻，有效的避免了堆熔物與冷卻劑接觸引起蒸汽爆炸，并且避免了堆熔物熔化安全殼地板危害環(huán)境居民的生命安全。
[0037]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)或變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種堆熔物收集冷卻系統(tǒng)，其特征在于，包括用于收集堆熔物的堆熔物收集裝置(I)、用于向所述堆熔物收集裝置(I)內(nèi)噴淋冷卻劑的噴淋冷卻裝置(2)、用于從所述堆熔物收集裝置(I)的外部冷卻堆熔物的冷卻池(3)以及用于支撐所述堆熔物收集裝置(I)的承重裝置(4)，所述承重裝置(4)安裝在所述冷卻池(3)內(nèi)的底部，所述堆熔物收集裝置(I)位于所述冷卻池(3)內(nèi)且由所述承重裝置(4)支撐。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述堆熔物收集裝置(I)包括殼體，所述殼體包括底壁(11)和側(cè)壁(12 )，所述殼體遠(yuǎn)離所述底壁(11)的一端開口，所述底壁(11)上朝向開口的方向凸出有呈傘狀的凸出面(14)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述底壁(II)包括相互銜接的第一壁面(111)和第二壁面(112)，所述第一壁面(111)與所述側(cè)壁(12)相接，所述第一壁面(111)由第一線段繞中心軸旋轉(zhuǎn)360°形成，所述第二壁面(112)由第二線段繞中心軸旋轉(zhuǎn)360°形成，所述第二線段與水平面之間的夾角大于所述第一線段與水平面之間的夾角。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述凸出面(14)由第三線段繞中心軸旋轉(zhuǎn)360°形成，所述第三線段與水平面之間的夾角大于所述第二線段與水平面之間的夾角。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述第三線段與水平面之間的夾角為25°-45°，所述第二線段與水平面之間的夾角為12°-20°，所述第一線段與水平面之間的夾角為5°-10°。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)，其特征在于，在所述凸出面(14)上安裝有用于導(dǎo)出堆熔物產(chǎn)生的蒸汽的導(dǎo)汽管(13)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述噴淋冷卻裝置(2)包括多根噴淋管(21)，每一所述噴淋管(21)配有閥門，所述噴淋管(21)的閥門的開關(guān)與所述堆熔物收集裝置(I)相連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻池(3)的底部安裝有多個(gè)用于補(bǔ)充導(dǎo)入冷卻劑的導(dǎo)入管(31)，每一所述導(dǎo)入管(31)配有閥門。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述承重裝置(4)包括承重主體(41)，所述承重主體(41)的頂端安裝有支撐棒(42)，所述支撐棒(42)的一端用于支撐所述堆熔物收集裝置(I)，所述支撐棒(42)的另一端連接有彈簧(43)，所述承重主體(41)頂端開設(shè)有用于安裝所述彈簧(43)的盲孔，所述彈簧(43)安裝在盲孔內(nèi)，所述盲孔的底端設(shè)置有用于觸動(dòng)所述導(dǎo)入管(31)的閥門的觸動(dòng)開關(guān)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆熔物收集冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻池(3)的底部開設(shè)有多個(gè)用于填充冷卻劑進(jìn)而從所述堆熔物收集裝置(I)外的底部為堆熔物冷卻的凹槽(32)，每一所述凹槽(32)具有敞開的第一槽口(321)和對(duì)應(yīng)于所述堆熔物收集裝置(I)外的底部的第二槽口(322)，所述第一槽口(321)與所述第二槽口(322)相連通。
【文檔編號(hào)】G21C9/016GK105931680SQ201610442912
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月20日
【發(fā)明人】駱邦其, 鄒沫元, 章旋, 盧葦
【申請(qǐng)人】中廣核（北京）仿真技術(shù)有限公司, 中國廣核集團(tuán)有限公司, 中國廣核電力股份有限公司