【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋核电平台非能动应急冷却，具体涉及一种用于海洋核电平台的熔融物堆内滞留非能动应急冷却系统及方法。
技术介绍
1、随着我国对海洋资源开发的不断深入，对稳定、可靠、大容量的海上电能和热能供应的需求愈加显得迫切。由于核燃料能量密度远高于传统化石能源，海洋核电平台可为偏远岛礁、海上油气开发长期可靠地提供充足的电和热，具有良好的市场前景。
2、海洋核电平台面临的外部海洋环境比陆上核电站复杂，发生核事故风险理论上比陆上核电站高，且可能部署在偏远海域，事故救援远比普通核电站困难。发生核事故后，若一回路冷却剂丧失，堆芯可能裸露，并由于衰变热而升温、熔化，堆芯熔融物会因重力积聚在反应堆压力容器下封头，此时若无应急导热措施，则熔融物会继续熔穿下封头，造成反应堆压力容器失效，导致放射性物质大量释放到安全壳，甚至环境中的风险增大，造成海洋环境污染和国际纠纷。
3、目前，三代核电站中防止反应堆压力容器失效的措施主要有：(1)通过蒸汽发生器的二次侧充排水排出堆芯余热；(2)使用稳压器卸压阀，进行一回路充排水排出堆芯余热；(3)注水淹没地坑以冷却压力容器等，一般需要设置体积较大水箱作为冷却水源。
4、由于海洋核电平台的空间有限，难以参照核电站设置充足的严重事故缓解措施。因此海洋核电平台的严重事故缓解具有较大的难度。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种用于海洋核电平台的熔融物堆内滞留非能动应急冷却系统及方法，在严重事故下，采用该非能动应急冷却系统将
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
3、第一方面，本专利技术提供一种用于海洋核电平台的熔融物堆内滞留非能动应急冷却系统，包括应急冷却通道、底部冷却通道、引水管道、取水管路、排水管路和排气管路，所述引水管道、所述取水管路、所述排水管路和所述排气管路将应急冷却通道、底部冷却通道与海水连通，形成自然循环通道；其中，
4、所述应急冷却通道通过环绕在反应堆压力容器周围的屏蔽水箱(或一次屏蔽水箱)和反应堆压力容器的支承结构形成；
5、所述底部冷却通道通过在反应堆压力容器下方的平台的双层底中设置双层底围板，将所述双层底围成封闭空间而形成；
6、所述引水管路在所述底部冷却通道和所述应急冷却通道之间；所述取水管路通过通海阀箱将海水与所述引水管路连接；
7、在所述应急冷却通道的顶部设置排出管路，所述排出管路分别与所述排气管路和所述排水管路联通。
8、本专利技术提供的非能动应急冷却系统，采用对反应堆压力容器和海洋核电平台底部的双层底(即，反应堆压力容器下方的平台的双层底，包括平台上部板和平台底部外板)分别进行密封性改造，形成海水应急冷却通道和底部冷却通道。所述非能动应急冷却系统在海洋核电平台发生严重事故的工况下可通过非能动方式投入，保证堆芯的长期冷却。
9、作为一种可选实施方式，所述应急冷却通道中，将屏蔽水箱和支承结构靠近反应堆压力容器的一侧进行密封，形成封闭空间，可用于事故后填充海水。
10、作为一种可选实施方式，所述封闭空间的高度高于反应堆压力容器内堆芯组件的最高处。这种设置可以保证事故后海水可淹没反应堆压力容器的主要发热源，有效导出堆芯热量。
11、作为一种可选实施方式，所述引水管路的接口设置在所述底部冷却通道的顶部，以保证海水能完全淹没双层底，排空双层底之间的气体，提高传热效率；海水注满底部冷却通道后，通过引水管路注入应急冷却通道。
12、作为一种可选实施方式，将所述引水管路的阀门(例如，)设置在屏蔽水箱的外部，以减少核反应堆对阀门的放射性辐照，同时方便设备检修。
13、作为一种可选实施方式，所述引水管路的阀门采用气动球阀(如图1所示的安全壳底部气动球阀)。
14、作为一种可选实施方式，所述引水管路的阀门为至少2个(如图1所示的安全壳底部气动球阀6和7)。
15、作为一种可选实施方式，所述通海阀箱设置在舷侧舱室的底部平台中。
16、本专利技术中，发生事故后，通过通海阀箱将海水引入底部冷却通道，排出空气并填满海水；应急冷却通道的海水可将热量通过反应堆压力容器下方的钢结构(如，平台的上部板)传导到底部冷却通道，再通过平台的底部外板导出至海水中。
17、作为一种可选实施方式，所述通海阀箱的顶部设置有通海阀。
18、作为一种可选实施方式，所述通海阀箱的底部设置有吸入格栅。
19、作为一种可选实施方式，所述排气管路的出口高于海水的水平线。
20、本专利技术中，所述排气管路用于排出影响传热效果的气体，可确保海水完全淹没冷却通道(例如，应急冷却通道)。排水管路可与取水管路的组合形成应急冷却的自然循环通道。
21、作为一种可选实施方式，所述取水管路还设置有安全壳进水隔离阀。
22、作为一种可选实施方式，所述排出管路设置有安全壳排出隔离阀。
23、作为一种可选实施方式，所述排水管路设置有舷侧通海阀(例如，舷侧通海球阀)。
24、作为一种可选实施方式，所述排气管路设置有舷侧排气阀(例如，舷侧排气球阀)。
25、本专利技术提供的非能动应急冷却系统，用于海洋核电平台严重事故工况下，将海水引入并淹没反应堆压力容器外壁，利用多种非能动方法导出反应堆压力容器内熔融物的热量，保证堆芯长期冷却并防止反应堆压力容器边界屏障破坏，有效预防安全壳屏障失效。
26、第二方面，本专利技术提供一种用于海洋核电平台的熔融物堆内滞留非能动应急冷却方法，采用上述非能动应急冷却系统进行实施，所述非能动应急冷却方法包括以下步骤：
27、1)通过排气管路使底部冷却通道、应急冷却通道与外部大气空间联通；
28、2)使海水由取水管路进入底部冷却通道，然后经引水管路进入应急冷却通道；
29、3)使海水由取水管路经引水管路进入应急冷却通道，淹没反应堆压力容器；
30、4)使排水管路、应急冷却通道和取水管路联通，形成自然循环通道。
31、本专利技术中，在备用工况(即，海洋核电平台正常运行时)下，所述非能动应急冷却系统处于备用状态，具体地，应急冷却通道、底部冷却通道、取水管路和排气管路均处于备用状态，非能动应急冷却系统中各阀门均处于关闭状态，应急冷却通道和底部冷却通道处于密闭状态。在严重事故工况(即，海洋核电平台发生严重事故)的工况下，采用上述非能动应急冷却方法进行应急处理。例如，当判断反应堆堆芯可能出现熔毁，且无法有效排出堆芯热量时，打开取水、排水和排气管路上一系列阀门，将海水迅速注入底部冷却通道、应急冷却通道，最终完全淹没冷却通道，实现堆芯熔融物热量的安全可靠导出。
【技术保护点】
1.一种用于海洋核电平台的熔融物堆内滞留非能动应急冷却系统，其特征在于，所述非能动应急冷却系统包括应急冷却通道、底部冷却通道、引水管道、取水管路、排水管路和排气管路，所述引水管道、所述取水管路、所述排水管路和所述排气管路将应急冷却通道、底部冷却通道与海水连通，形成自然循环通道；其中，
2.根据权利要求1所述的用于海洋核电平台的熔融物堆内滞留非能动应急冷却系统，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的用于海洋核电平台的熔融物堆内滞留非能动应急冷却系统，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的用于海洋核电平台的熔融物堆内滞留非能动应急冷却系统，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的用于海洋核电平台的熔融物堆内滞留非能动应急冷却系统，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的用于海洋核电平台的熔融物堆内滞留非能动应急冷却系统，其特征在于，
7.根据权利要求1或6所述的用于海洋核电平台的熔融物堆内滞留非能动应急冷却系统，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的用于海洋核电平台的熔融物堆内滞留非能动应急冷却系统，其特
9.一种用于海洋核电平台的熔融物堆内滞留非能动应急冷却方法，其特征在于，采用根据权利要求1-8中任一项所述的非能动应急冷却系统进行实施，所述非能动应急冷却方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的用于海洋核电平台的熔融物堆内滞留非能动应急冷却方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种用于海洋核电平台的熔融物堆内滞留非能动应急冷却系统，其特征在于，所述非能动应急冷却系统包括应急冷却通道、底部冷却通道、引水管道、取水管路、排水管路和排气管路，所述引水管道、所述取水管路、所述排水管路和所述排气管路将应急冷却通道、底部冷却通道与海水连通，形成自然循环通道；其中，
2.根据权利要求1所述的用于海洋核电平台的熔融物堆内滞留非能动应急冷却系统，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的用于海洋核电平台的熔融物堆内滞留非能动应急冷却系统，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的用于海洋核电平台的熔融物堆内滞留非能动应急冷却系统，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的用于海洋核电平台的...
【专利技术属性】
技术研发人员：林韩清，王振斌，王浩，刘成洋，景兴天，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：
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