带有能动水冷热阱的潜式安全壳的制作方法

本发明涉及核反应堆的安全系统领域，尤其涉及一种带有能动水冷热阱的潜式安全壳。

背景技术：

1、安全壳是核电站发生事故时避免放射性物质外泄的最后一道物理屏障，在发生事故时，反应堆衰变热以及大量高温蒸汽在安全壳内逐渐累积，可能发生安全壳超温超压失效风险。

2、安全壳本身只是有一定承压性的安全屏障，不具备最终热阱功能，现有技术中，通常采用能动喷淋、钢制壳体液膜冷却、热管式冷却三种方式，将热量最终排出到大气环境中。

3、其中，能动喷淋的方式，要求克服壳内背压和高位水头，用电需求大；钢制壳体液膜冷却的方式，需要高位水箱且热阱能力不足；热管式冷却的方式，也需要高位水箱，安全壳结构载荷大以及抗震要求高，另外热阱能力有限，热管换热面积要求大，换热效果差，整体上经济性差。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，提供一种带有能动水冷热阱的潜式安全壳。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、提供一种带有能动水冷热阱的潜式安全壳，包括壳本体以及水冷热阱；所述壳本体的底部基准面低于地面，所述壳本体内部包括连通的腔体及堆坑，且所述堆坑相较于所述腔体更靠近所述壳本体底部；水冷热阱包括输入通道、输出通道、循环泵、设置于所述壳本体外部的水池以及设置于所述水池内的换热器，所述换热器相对的两端分别和所述输入通道与所述输出通道相连；所述输入通道与所述输出通道分别连接于所述壳本体，所述输入通道与所述腔体相连通，所述输出通道与所述堆坑相连通，所述壳本体与所述水冷热阱形成有封闭回路；所述循环泵设置于所述输入通道和/或所述输出通道内，以驱动所述封闭回路中的水汽循环。

4、在一些实施例中，所述换热器包括相对设置的入口端以及出口端，所述入口端高于所述出口端；所述入口端与所述输入通道相连，所述出口端与所述输出通道相连。

5、在一些实施例中，所述换热器的底标高高于所述堆坑的墙体顶部。

6、在一些实施例中，所述输出通道的入口端的高度高于或等于所述输出通道的出口端的高度。

7、在一些实施例中，所述水池设置于所述壳本体的周边，所述换热器设置于所述水池内且浸没于所述水池的水体中。

8、在一些实施例中，所述水池处于地面以上或地面以下。

9、在一些实施例中，在所述输入通道与所述输出通道上分别设有隔离阀，以控制所述封闭回路的导通。

10、在一些实施例中，压力容器设置在所述堆坑内，且所述压力容器的内部设置有堆芯燃料区，所述堆坑的墙体顶部高于所述堆芯燃料区的顶标高。

11、在一些实施例中，所述换热器的底标高高于所述堆芯燃料区的顶标高。

12、在一些实施例中，所述压力容器与所述堆坑的壁面形成有间隙，所述输出通道与所述间隙相连通，且所述压力容器与所述堆坑之间形成有堆内熔融物滞留系统。

13、实施本发明具有以下有益效果：本发明采用水冷热阱的设计，水冷热阱与壳本体形成有封闭循环回路，在低功耗循环泵的驱动下，在该回路完成水汽循环，具有用电需求小、热阱能力强以及换热效果好的优点；另外，采用潜式壳体与外置水池的设计，解决了高位水箱对安全壳结构载荷大与抗震要求高的问题。

技术特征：

1.一种带有能动水冷热阱的潜式安全壳，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的带有能动水冷热阱的潜式安全壳，其特征在于，所述换热器包括相对设置的入口端以及出口端，所述入口端高于所述出口端；所述入口端与所述输入通道相连，所述出口端与所述输出通道相连。

3.根据权利要求1所述的带有能动水冷热阱的潜式安全壳，其特征在于，所述换热器的底标高高于所述堆坑的墙体顶部。

4.根据权利要求1所述的带有能动水冷热阱的潜式安全壳，其特征在于，所述输出通道的入口端的高度高于或等于所述输出通道的出口端的高度。

5.根据权利要求1所述的带有能动水冷热阱的潜式安全壳，其特征在于，所述水池设置于所述壳本体的周边，所述换热器设置于所述水池内且浸没于所述水池的水体中。

6.根据权利要求5所述的带有能动水冷热阱的潜式安全壳，其特征在于，所述水池处于地面以上或地面以下。

7.根据权利要求1所述的带有能动水冷热阱的潜式安全壳，其特征在于，在所述输入通道与所述输出通道上分别设有隔离阀，以控制所述封闭回路的导通。

8.根据权利要求1所述的带有能动水冷热阱的潜式安全壳，其特征在于，压力容器设置在所述堆坑内，且所述压力容器的内部设置有堆芯燃料区，所述堆坑的墙体顶部高于所述堆芯燃料区的顶标高。

9.根据权利要求8所述的带有能动水冷热阱的潜式安全壳，其特征在于，所述换热器的底标高高于所述堆芯燃料区的顶标高。

10.根据权利要求8所述的带有能动水冷热阱的潜式安全壳，其特征在于，所述压力容器与所述堆坑的壁面形成有间隙，所述输出通道与所述间隙相连通，且所述压力容器与所述堆坑之间形成有堆内熔融物滞留系统。

技术总结
本发明公开了一种带有能动水冷热阱的潜式安全壳，包括壳本体以及水冷热阱；壳本体呈潜式，其内部包括连通的腔体及堆坑，且堆坑相较于腔体更靠近壳本体底部；水冷热阱包括输入通道、输出通道、循环泵、外部水池以及换热器，换热器相对的两端分别和输入通道与输出通道相连；输入通道与输出通道分别连接于壳本体，输入通道与腔体连通，输出通道与堆坑连通，壳本体与水冷热阱形成有封闭回路；循环泵设置于输入通道和/或输出通道内，以驱动封闭回路中的水汽循环。本发明中的低功耗循环泵驱动该回路中的水汽循环，具有用电需求小、热阱能力强以及换热效果好的优点；另外，采用潜式壳体与外置水池的设计，对安全壳结构载荷小与抗震要求低。

技术研发人员：赵梓辰,陈鹏,郭超,李亚冰,展德奎,夏少雄
受保护的技术使用者：中广核研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12