CN1254437A - 核动力装置 - Google Patents

Abstract

一种核反应堆动力装置,包括:一个包围一次空间(2)的外壳(1),一个安排在一次空间(2)中的反应堆压力壳(9),和一个设在反应堆压力壳中的反应堆堆芯(10)。此外,该动力装置还包括一个设在外壳(1)上方的上部空间(19)。反应堆堆芯(10)借助于可开启的盖装置(21、22)同上部空间(19)分隔开。对外壳(1)进行设计,以使一次空间(2)相对于环境至少封闭到对应于反应堆堆芯(10)的最高定位部分的高度。对上部空间(19)进行安排,以便可容纳一定体积的液体,所说的体积要足够大,以便可用所说的液体把一次空间(2)填充到位于反应堆堆芯(10)的最高定位部分的一个高度(25)。

Description

核动力装置

发明的背景和现有技术

本发明涉及一种核动力装置，它包括：包围一次空间的一个外壳，设在一次空间中的一个反应堆压力壳，设在反应堆压力壳中的一个反应堆堆芯，和设在一次空间上方的上部空间，反应堆堆芯借助于一个可开启的盖装置与上部空间分开。

这样一些核动力装置是公知的，并且已经证明它们的工作状态是令人满意的。在这种核动力装置停堆休整维护期间，要拆除所说的盖装置。因此，要把反应堆堆芯完全没入水中。当然，从安全观点出发，重要的是要在整个停堆期间能够保持反应堆压力壳中的水，以防止反应堆堆芯的辐射抵达环境，并且防止反应堆堆芯的温度超过不能允许的水平，可能导致反应堆压力壳熔化。

在反应堆停堆期间以及在反应堆的某些类型的服务工作期间，例如针对设在反应堆压力壳底部的泵的服务工作期间，在某些情况下有可能发生如下情况：反应堆压力壳中的水开始泄漏。在这种不利的情况下，这可能使反应堆压力壳排空这个一定量的水，使反应堆压力壳中的水的高度逐渐变得低于反应堆堆芯的高度。此外，如果通常设在进入反应堆压力壳下方的空间的安全壳中的开口和通道没有准确关闭，则从反应堆压力壳泄漏的水还要经安全壳消失掉。应该说明的是，在停堆期间以及在休整工作期间，这些开口和通道通常是开放的，以便于维护人员进入和输送材料。

在反应堆压力壳发生这种水损失时，可能发生的情况是：反应堆堆芯中的温度升高到在一个开放的反应堆安全壳处可以熔化堆芯的水平。

发明的概述

本发明的目的是解决上述问题，具体来说是提供一种反应堆动力装置，借此可以以一种可靠和无源的方式防止反应堆压力壳中的水损失。

通过在本说明书第一段定义的核反应堆动力装置来完成这一目的，所说反应堆动力装置的特征在于按以下方式对外壳进行设计：一次空间相对于环境完全封闭，至少封闭到对应于反应堆堆芯的最高定位部分的高度；对上部空间进行安排，使其可容纳一定体积的液体，液体体积要足够大，以便用所说的液体把一次空间填充到至少达到反应堆堆芯的最高定位部分的高度。由于按照本发明的外壳的下部是完全封闭的，并且因此不包含任何开口或通道，所以可以防止一旦发生事故可能从一次空间泄漏出去的水在堆芯的最高定位部分的下面离开外壳。由于在反应堆动力装置停堆休整维护期间拆除了可开启的盖装置，所以上部空间中的液体向下流入到反应堆压力壳内。因此，借助于在上部空间中可以利用的液体体积，有可能保证反应堆堆芯总是沉没在液体中，即使反应堆压力壳的底部敞开亦是如此。因而，通过本发明的措施，有可能以完全无源的方式(即，不提供任何外力或措施)防止反应堆堆芯的裸露。

按照本发明的一个实施例，一次空间在向下的方向上受到一个地面部件和一个腔的限制，所说的腔向上是敞开的并且从所说地面部件开始向下延伸，反应堆压力壳至少有一部分设在该腔之内。以此方式可以减小包围反应堆压力壳的一次空间的体积。借此，可把反应堆压力壳按非常有利的方式设置在一次空间内，使所说的反应堆压力壳能向下延伸到所说的腔内，反应堆压力壳在所说的腔中的高度应使反应堆堆芯的最高定位部分定位在地面部件下边的腔内。这样一个腔可由一个底部和一个壁部限定，所说的底部和壁部完全界定了从外壳的周围部分一直到地面部件所在高度的这个腔。以此方式，所说的腔相对于外壳内部的空间的周围部分来说是完全封闭的，即这个腔根本没有任何水可以离开的通路(在发生事故时可能有水漏出)。然而，在腔的下部和位于地面部件上方的部分一次空间之间至少可以有一条输送通道。这样的输送通道可以包括输送人和材料的装置。以此方式，可以接近反应堆压力壳下边的空间，并且可以开展针对位于反应堆压力壳下部的反应堆元件的工作。

按照本发明的另一个实施例，外壳还包括一个二次空间，二次空间与一次空间是分开的并且设在地面部件的下边，对二次空间进行安排使其可以容纳冷却介质。因此，至少有一个通道穿过地面部件并连接一次空间和二次空间，所说的通道有一设在二次空间中并且定位在所说的冷却介质中的开口。

按照本发明的另一个实施例，经一个可开启的通道可从外部接近一次空间，所说的可开启的通道在地面部件上方的一个高度穿过外壳。

按照本发明的另一个实施例，在反应堆压力壳的底部的一个通孔中密封地并且可拆卸地提供至少一个反应堆元件。这样的反应堆元件可以包括至少一个泵设备和一个驱动部件，安排所说的泵设备循环反应堆压力壳内部的液体，并且安排所说的驱动部件去移动控制棒进出反应堆堆芯以控制反应堆堆芯的核反应。

按照本发明的另一个实施例，盖装置包括第一盖和第二盖，安排第一盖封闭一次空间的上限壁，并且安排第二盖封闭反应堆压力壳。

按照本发明的核反应堆动力装置的另外的特征和优点将从以下对不同实施例的描述中变得清楚明白。

附图简述

现在参照附图并且借助于只用实例公开的实施例更加具体地说明本发明。

图1是处在正常情况下的本发明的一个实施例的核反应堆动力装置的一个剖面图。

图2是在一次事故之后的图1的核反应堆动力装置的一个剖面图。

不同实施例的详细描述

图1示意地公开了按照本发明的核反应堆动力装置。该动力装置包括包围一次空间2的一个外壳1和一个二次空间3，一次空间和二次空间借助于间隔墙形式的一个分隔件4相互分开。分隔件4形成一个周边的尤其是平面形的地面部件5和一个腔6，腔6由一个底部7和一个壁部8确定并且位于中间，壁部8在底部7附近延伸并且连接底部7和地面部件5。反应堆压力壳9设在一次空间2中，并且应使反应堆压力壳9至少部分地向下延伸进入腔6中。反应堆压力壳9容纳示意表示的反应堆堆芯10。所公开的核反应堆动力装置9是所谓的沸水型的，并且包括蒸汽管道11，蒸汽管道11从外壳1中伸出并延伸到一台透平机组(未示出)以产生电能。用于冷凝液的供水管12从透平机组穿过外壳返回到反应堆压力壳9中。进而，在反应堆压力壳9的底部提供一系列示意表示的驱动部件13，并且对这些驱动部件13进行安排，以便移动控制棒(未示出)进出反应堆堆芯10，从而控制反应堆堆芯10中的核反应。图中示出了两个泵设备14，用于在反应堆压力壳9的内部循环液体。

经输送通道15可以接近腔6的下部，输送通道15在腔6的最下部和位于地面部件5的上方的部分一次空间2之间延伸。输送通道15包括输送工作人员和物品的装置，例如图中示意表示的电梯设备15a和楼梯(未示出)。

经穿过外壳1的通道16可从外部接近一次空间2。通道16包括可开启和关闭通道的门17。要说明的是，按照本发明的外壳1没有提供任何一个比图中所示的开口或通道还低的开口或通道，即所有的开口的位置都高于地面部件5，并且更加严格地说，都高于反应堆堆芯的最高定位部分。此外，按照本发明，没有提供任何一个可穿过壁8和底面7进入二次空间3的开口或通道。当要在反应堆压力壳9的下部开展工作时，要经通道16和输送通道15输送工作人员和物品一直下到腔6的最下部。

外壳1和一次空间2在向上的方向由一个上限壁18限定。在此上限壁18的上方，并且因此是在外壳1的上方，存在一个容纳一定体积液体的一个上部空间19。在所示的实例中，这个上部空间19连接到用于临时存放燃料棒并且位于外壳1的外部的一个池20上。经一个可开启的盖装置从该上部空间19可接近反应堆压力壳9的内部，即反应堆堆芯10，所指的盖装置由形成外壳1和上限壁18的一部分的第一屋顶形盖21、和形成反应堆压力壳9的一部分的第二屋顶形盖22构成。

对二次空间3进行安排，使其可容纳液体形式的冷却介质，二次空间3经一系列管道23连到一次空间2，图1中只示出其中之一。管道23穿过地面部件5延伸，并且在二次空间3中有一个孔，该孔定位在二次空间3的液体中。

在图2中，拆除了第一盖21和第二盖22，以便例如可以维护或修理核反应堆动力装置。一个壁部24围绕反应堆压力壳9的上部延伸，并且连接反应堆压力壳9到上限壁18，以使一次空间2同上部空间19分隔开。此外，在图2中表示的是，已经错误地把泵设备14之一拆掉，因此反应堆压力壳9在它的底部有一开口。在反应堆压力壳9中存在的液体从反应堆压力壳9流出，向下流入腔6中。由于反应堆压力壳9向上和上部空间19相通，所以在上部空间19中存在的液体向下流动穿过反应堆压力壳9，并对反应堆压力壳9进行填充，使其和通过底部的开口流出的液体有相同的数量。于是，腔6中的液体高度将升高到由图2所示的最高液体高度25。从图2显然可以看出，最高的水面高度25的位置高于反应堆堆芯10的最高定位部分，即高于反应堆堆芯10的上边缘。这就是说，反应堆堆芯10仍旧完全没入水中。因而，不管在反应堆压力壳的底部是否有开口，都可以保证反应堆堆芯10的冷却。

应该说明，按照本发明的这种安排依赖于完全是无源的措施，即，一旦在反应堆压力壳9的底部发生泄漏，要向反应堆压力壳9的内部提供液体，根本不需要预先操作泵或其它有源驱动部件。

本发明不限于这里公开的实施例，在下述权利要求书的范围内可以改变和修改本发明。例如，应该说明，一旦出现上述情况，为了保证位于腔6中的工作人员有足够的撤退能力，所提供的输送通道的数目可大于1。尽管公开的实施例是针对沸水型反应堆的，但应该说明的是，本发明的原理还可以应用到其它类型的核反应堆上，尤其是轻水反应堆，例如压水堆。

按照公开的这个实施例，本发明的外壳1形成了该动力装置的反应堆安全壳。然而，应该说明的是，在本发明的范围内的外壳1还可以形成一个单独的外壳，它与按常规技术提供的反应堆安全壳分隔开，或者设在反应堆安全壳的内部，或者设在反应堆安全壳的外部。例如，外壳1可以通过一个反应堆建筑物形成。

Claims (13)

1、一种核反应堆动力装置，包括：

一个包围一次空间(2)的外壳(1)，

一个安排在一次空间中的反应堆压力壳(9)，

一个设在反应堆压力壳中的反应堆堆芯(10)，和

一个设在一次空间(2)上方的上部空间(19)，

反应堆堆芯(10)借助于可开启的盖装置(21、22)同上部空间分隔开，其特征在于：

对外壳(1)进行设计，以使一次空间(2)相对于环境至少封闭到对应于反应堆堆芯(10)的最高定位部分的高度，上部空间(19)被安排成可容纳一定体积的液体，所说的体积要足够大，以便可用所说的液体把一次空间(2)填充到至少达到反应堆堆芯(10)的最高定位部分的一个高度(25)。

2、如权利要求1的核反应堆动力装置，其特征在于：一次空间(2)向下由一个地面部件(5)和一个腔(6)限定，所说的腔(6)向上是开通的并且从地面部件(5)开始向下延伸；反应堆压力壳(9)至少部分地设在腔(6)中。

3、如权利要求2的核反应堆动力装置，其特征在于：反应堆压力壳(9)设在一次空间(2)中，反应堆压力壳(9)向下延伸进入腔(6)中的高度应使反应堆堆芯(10)的最高定位部分在腔(6)中的位置位于地面部件(5)的下方。

4、如权利要求2或3中任何一个所说的核反应堆动力装置，其特征在于：腔(6)由底部(7)和壁部(8)确定，它们完全界定了从外壳(1)的周围部分一直到地面部件(5)所在高度的所说的腔(6)。

5、如权利要求4的核反应堆动力装置，其特征在于：在腔(6)的下部和位于地面部件(5)上方的部分一次空间(2)之间至少有一条输送通道(15)在延伸。

6、如权利要求5的核反应堆动力装置，其特征在于：所说的输送通道(15)包括输送人员和物品的装置。

7、如权利要求2-6中任何一个所说的核反应堆动力装置，其特征在于：外壳(1)还包括一个与一次空间(2)分开的二次空间(3)，二次空间(3)设在地面部件(5)的下方并且可容纳冷却介质。

8、如权利要求7的核反应堆动力装置，其特征在于：至少有一个管道(23)穿过地面部件(5)延伸，并且连接一次空间(2)到二次空间(3)；所说的管道(23)有一个设在二次空间(3)中的并且定位在所说的冷却介质中的开口。

9、如权利要求2-8中任何一个所说的核反应堆动力装置，其特征在于：经一个可开启的通道(16、17)可从外部接近一次空间(2)，所说的可开启的通道(16、17)在高于地面部件(5)的高度穿过外壳(1)延伸。

10、如前述权利要求中任何一个所说的核反应堆动力装置，其特征在于：至少一个反应堆元件(13、14)密封地并且可拆卸地设在反应堆压力壳(9)的底部的一个贯通的开口中。

11、如权利要求10的核反应堆动力装置，其特征在于：所述的反应堆元件包括至少一个泵设备(14)，用于在反应堆压力壳(9)的内部循环液体，及包括一驱动部件(13)，用来移动控制棒进出反应堆堆芯(10)，从而控制反应堆堆芯(10)中的核反应。

12、如上述权利要求任何一个所述的核反应堆动力装置，其特征在于：盖装置包括用于封闭一次空间(2)的上限壁(18)的第一盖(21)和用于封闭反应堆压力壳(9)的第二盖。

13、如上述权利要求任何一个所述的核反应堆动力装置，其特征在于：外壳(1)被安排为其在动力装置运行期间以及在动力装置停堆时都能永久性地相对于环境封闭到所说的高度。

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