反应堆坑置式核电站.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102693764A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102693764A(43)申请公布日2012.09.26(21)申请号201110074285.X(22)申请日2011.03.21(71)申请人常州市福驰电动车辆科技有限公司地址213012江苏省常州市龙城大道2188号新闸科技工业园10号楼1008室(72)发明人刘本林王琼徐国友雄伟兴吕卫民孙奕薛烨费卓辉高文杰刘溪清王正王恕邹逸平赵国平蒋村徐光范骏丁剑金卫东陈辉刘步云陈荣保任汉植薛苏云赵立明赵勇张耀平单文钧(51)Int.Cl.G21C15/18(2006.01)G21C13/10(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图33页(54)发明名称反应堆坑置式核电站(57)摘要本发明试图通过改进核电站布局设计，将核电站的原子能反应堆从核电站平面布局中划出，独立设置于一个专用的低于地平面坑中。而包括热交换器，汽轮机，发电机组等核电站的其他部分仍然保留现有的平面布局。当核电站在核反应堆发生严重事故，向反应堆堆坑注水，即可有效地冷却反应堆，并迅速扑灭可能已经发生的与反应堆相关的火灾，有效实现核辐射隔离，降低放射性物质在大气中的扩散，从而大幅度提高核电站在应用过程中的事实上的安全性。反应堆坑中的反应堆压力壳与安全壳设有可以快速打开的水流进口与出口，以增加水的循环，实现反应堆堆芯的有效冷却。反应堆坑四周设有防渗漏层，以阻止反应堆坑中的水向地下渗透。CN10269374ACN102693764A权利要求书1/1页1.一种在反应堆发生事故时反应堆能够及时获得水冷却与隔离的核电站，其特征为将核电站的原子能反应堆独立设置于一个专用的低于地平的反应堆坑中，当反应堆发生严重事故时，向核反应堆坑注水直至其被淹没，使其及时获得冷却，并隔离放射性材料扩散。2.根据权利要求1所述的核电站，反应堆坑附近设有可以向其注水的储水池，储水池中的水应当是特制的与常备的。3.根据权利要求1所述的核电站，反应堆坑中的反应堆压力壳与安全壳设有可以快速打开的水流进口与出口，以增加水的循环，实现反应堆堆芯的有效冷却。4.根据权利要求1所述的核电站，反应堆坑四周设有防渗漏层，压力壳与安全壳表面设有防渗、可更换的透覆盖层。2CN102693764A说明书1/3页反应堆坑置式核电站[0001]本发明涉及一种在严重核事故情况下低泄漏、低放射性物质扩散危害的核电站。[0002]自20世纪60年代以来，由于铀资源比较丰富，运行消耗小，经济性好，核能发电在世界范围内逐步得到了广泛应用。[0003]核电站通常包括核反应堆、冷却一回路、冷却二回路，蒸汽轮机与发电机组。核反应堆与冷却一回路通常称为核岛。反应堆的核心部分称为堆芯，又称活性区。堆芯主要包括核燃料元件、慢化剂冷却剂等部分。在堆芯周围设有中子反射层，以减少中子的损失。反射层以外是壳体与屏蔽层。核裂变材料元件主要由裂变材料芯片(或芯体)和包壳两部分组成。元件包壳起支撑结构作用，同时也用来防止裂变产物外逸污染冷却剂回路，并防止冷却剂同裂变材料直接接触发生腐蚀等不利的化学反应。核电站用反应堆一般用锆合金做包壳。[0004]为了冷却反应堆并应用反应堆中产生的热能，通常用液体(例如水)作为冷却剂流经反应堆，带出热量。流经反应堆的冷却剂不但流量大，而且与核燃料(铀元素)密切接触，具有放射性，因此需要在加热另一个回路(二回路)中水(蒸气)后被冷却后回收，在泵的作用下作封闭循环使用。上述与核燃料接触的冷却回路被称为一回路。二回路中的水蒸气推动蒸汽轮机转动并拖动发电机发电。[0005]核安全是核能发电中最重要的因素之一。为了保证核安全，人们目前为核反应堆设置了三道屏障。第一道屏障是燃料元件的芯片和包壳，堆内的放射性绝大多数来自核燃料裂变碎片核及其衰变产物，这些裂变产物98％以上停留在元件芯片中，逸出芯片的放射性物质通常被包壳挡住。第二道屏障是反应堆的一回路，它是包括厚达数百毫米不锈钢制压力壳在内的密封系统，避免放射性核素漏到外面来。第三道屏障是由预应力钢筋混凝土或钢制成的安全壳，它将堆本体和整个一回路密封出来，万一前两道屏障失灵，它仍能保证周围居民的辐射剂量安全。[0006]然而，事实表明，上述三道屏障其实不能确保核能使用安全。尤其在重大核事故发生时，上述三道屏障呈完全失效状态。[0007]1986年4月26日，位于前苏联乌克兰切尔诺贝利核电站4号核反应堆发生爆炸，包壳、压力壳与安全壳全部失效，屋顶被炸飞，墙壁坍塌，反应堆中的1700吨石墨材料燃烧起熊熊大火，裹挟着放射性物质四处飘散。前苏联倾其国力进行救援，在数十天的时间内用直升飞机向4号反应堆投放了5000吨降温与吸收放射性的材料，才初步控制了放射性物质的扩散。又