CN112635084A - 一种用于钠冷快堆堆坑的漏钠接收抑制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于反应堆安全技术领域，具体涉及一种用于钠冷快堆堆坑的漏钠接收抑制装置，设置在构成堆坑(3)的钢覆面上，包括以堆坑(3)的圆心为中心，呈同心圆状布置的若干个支撑筒和密封覆盖在支撑筒顶部的若干顶部盖板(4)，每块顶部盖板(4)设有***口(5)，泄漏在顶部盖板(4)上的液态钠能够从***口(5)进入顶部盖板(4)、支撑筒和钢覆面构成的收集空间内。本发明满足接收漏钠和抑制钠火的基本功能的同时，还可以满足地震载荷条件下的安全功能，并能够在堆本体气体加热管道拆除后再进行安装，安装人员可安全撤离。
Description
技术领域
本发明属于反应堆安全技术领域，具体涉及一种用于钠冷快堆堆坑的漏钠接收抑制装置。
背景技术
钠冷快堆采用液态金属钠作为冷却剂。反应堆一回路的冷却剂钠大部分密闭在反应堆主容器中，主容器外设置一层保护容器。正常情况下，熔融的金属钠不会泄漏到主容器和保护容器外，但在极端事故工况下，可能会出现主容器和保护容器边界破裂而形成的钠泄漏和钠火事故。泄漏的钠流入堆坑，可能会伤堆容器的附加结构，严重时可能导致堆本体整体坍塌，加重事故后果。此外，流入堆坑的钠燃烧时产生大量的具有强放射性的钠气溶胶，可能会造成放射性包容失效。为了应对极端事故工况下钠流入堆坑，需采取十分严格的预防措施。
应对大量钠泄漏通常采用接钠盘***来接收泄漏的钠，同时接钠盘***还能够灭钠火。中国原子能科学研究院的杜海鸥等人曾提出过一种可接收泄漏的液态金属钠并抑制钠火的漏钠接收抑制装置(发明公开号：CN101231896A)，用于可能产生较大钠泄漏的一、二次钠回路设备间中。该接钠盘***的工作原理是：将泄漏的钠接收到接钠盘内，隔绝大量的钠与空气直接接触，从而达到抑制钠燃烧的目的。这种接钠盘***已应用在快中子反应堆厂房内的钠回路房间中。上述发明提出的漏钠接收抑制装置由多个独立结构的抑制盘拼接组合而成，具有安装和拆卸灵活的特点。但是堆坑内漏钠接收抑制装置由于属于核安全设备，对抗震类别要求较高，若采用拼接单个漏钠盘拼接结构并直接放置在钢覆面的安装方式，则在地震载荷条件下无法满足要求。此外，受到堆坑安装条件和所处特殊环境，不宜采用拼接式漏钠接收抑制盘结构，也不存在拆卸需求。
发明内容
针对上述存在问题，本发明的目的是提供一种整体式结构的堆坑漏钠接收抑制装置，该装置能够采用与钢覆面结构焊接固定的结构和安装方式，在满足接收漏钠和抑制钠火的基本功能的同时，还需要满足地震载荷条件下的安全功能。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种用于钠冷快堆堆坑的漏钠接收抑制装置，设置在构成堆坑的钢覆面上，其中，包括以所述堆坑的圆心为中心，呈同心圆状布置的若干个支撑筒和密封覆盖在所述支撑筒顶部的若干顶部盖板，每块所述顶部盖板设有***口，泄漏在所述顶部盖板上的液态钠能够从所述***口进入所述顶部盖板、所述支撑筒和所述钢覆面构成的收集空间内。
进一步，所述支撑筒包括位于最内侧的中心支撑筒和环绕在所述中心支撑筒***的若干个***支撑筒，所述中心支撑筒为直圆筒，所述***支撑筒为设有开口的直圆筒，所述开口设置在同一位置，所述开口用于设置风道盖板；所述支撑筒的下部与所述钢覆面以及所述钢覆面的龙骨焊接连接。
进一步，所述中心支撑筒和所述***支撑筒的筒壁外侧设有第一***管，所述第一***管的顶端开口与所述顶部盖板上的所述***口相连，所述第一***管的底端开口与所述堆坑的所述钢覆面不接触，泄漏在所述顶部盖板上的液态钠能够从所述***口经过所述第一***管进入收集空间内。
进一步，位于最外侧的所述***支撑筒的筒壁底部与所述堆坑的所述钢覆面密封连接；除了最外侧的所述***支撑筒之外，所述中心支撑筒和其余的所述***支撑筒的筒壁上位于所述第一***管的底端开口的位置设有缺口，通过所述缺口连通各个所述支撑筒之间的空间。
进一步，所述第一***管的横截面为半圆形，所述缺口为矩形。
进一步，所述顶部盖板设置在各个所述支撑筒的顶部，位于相邻的两个所述支撑筒之间，各个所述顶部盖板之间通过焊接密封连接，所述顶部盖板与所述支撑筒之间通过焊接密封连接。
进一步，所述支撑筒的顶部设有支耳，所述顶部盖板通过所述支耳焊接在所述支撑筒的顶部；所述中心支撑筒的顶部外侧设有所述支耳、最外侧的所述***支撑筒的顶部内侧设有所述支耳，位于所述中心支撑筒和最外侧的所述***支撑筒之间的所述***支撑筒的顶部内外侧均设有所述支耳。
进一步，所述顶部盖板为扇形结构，朝向所述***口一侧倾斜，泄漏在所述顶部盖板上的液态钠能够在重力作用下流入所述***口；所述顶部盖板上设置有若干个提手。
进一步，所述中心支撑筒的顶部设有中心漏斗，所述中心漏斗的下端连接第一***管，泄漏在所述中心漏斗上的液态钠能够在重力作用下流入所述第一***管进入所述收集空间内，所述中心漏斗与所述中心支撑筒的顶部通过焊接密封连接。
进一步，在最外侧的所述***支撑筒的外侧设有支撑结构，用于支撑所述堆坑的侧壁与最外侧的所述***支撑筒之间的所述顶部盖板，所述顶部盖板与所述堆坑的侧壁之间通过焊接密封连接。
本发明的有益效果在于：
由于本发明提出堆坑漏钠接收抑制装置采用整体式结构，并采用与钢覆面结构焊接固定的结构和安装方式，在满足接收漏钠和抑制钠火的基本功能的同时，还可以满足地震载荷条件下的安全功能，由于顶部盖板4采用特殊漏斗型结构设计，能够在堆本体气体加热管道拆除后再进行安装，安装人员可安全撤离。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中所述的一种用于钠冷快堆堆坑的漏钠接收抑制装置的俯视图；
图2是图1的A-A向视图；
图3是本发明具体实施方式中所述的中心支撑筒1的示意图；
图4是图3的A-A向视图；
图5是本发明具体实施方式中所述的***支撑筒2的示意图；
图6是图5的B-B向视图；
图7是本发明具体实施方式中所述的顶部盖板4(与中心支撑筒1相连的)的示意图；
图8是图7的A-A向视图；
图9是本发明具体实施方式中所述的顶部盖板4(与风道盖板6相连的)的示意图；
图10是图9的B-B向视图；
图11是本发明具体实施方式中所述的支撑结构12的示意图；
图中：1-中心支撑筒，2-***支撑筒，3-堆坑，4-顶部盖板，5-***口，6-风道盖板，7-第一***管，8-缺口，9-支耳，10-中心漏斗，11-第二***管，12-支撑结构，13-提手。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图1、图2所示，本发明提供的一种用于钠冷快堆堆坑的漏钠接收抑制装置，设置在构成堆坑3的钢覆面上，其中，包括以堆坑3的圆心为中心，呈同心圆状布置的若干个支撑筒和密封覆盖在支撑筒顶部的若干顶部盖板4，每块顶部盖板4设有***口5，泄漏在顶部盖板4上的液态钠能够从***口5进入顶部盖板4、支撑筒和钢覆面构成的收集空间内，支撑筒、顶部盖板4及钢覆面组成一个内部空间相通的密封容器，用来抑制金属钠的燃烧。
支撑筒包括位于最内侧的中心支撑筒1和环绕在中心支撑筒1***的若干个***支撑筒2，中心支撑筒1为直圆筒(如图3、图4所示)，***支撑筒2为设有开口的直圆筒(如图5、图6所示)，开口设置在同一位置，开口用于设置风道盖板6，用于放置堆坑底送风管，堆坑底送风管从堆坑90°方向有伸入；支撑筒的下部与钢覆面及钢覆面的龙骨焊接连接。
中心支撑筒1和***支撑筒2的筒壁外侧设有第一***管7，第一***管7的顶端开口与顶部盖板4上的***口5相连，第一***管7的底端开口与堆坑3的钢覆面不接触，泄漏在顶部盖板4上的液态钠能够从***口5经过第一***管7进入顶部盖板4、支撑筒和钢覆面构成的收集空间内。
位于最外侧的***支撑筒2的筒壁底部与堆坑3的钢覆面密封连接(没有缺口)；除了最外侧的***支撑筒2之外，中心支撑筒1和其余的***支撑筒2的筒壁上位于第一***管7的底端开口的位置设有缺口8，通过缺口8连通各个支撑筒之间的空间。
第一***管7的横截面为半圆形，缺口8为矩形。
顶部盖板4设置在各个支撑筒的顶部，位于相邻的两个支撑筒之间，各个顶部盖板4之间通过焊接密封连接，顶部盖板4与支撑筒之间通过焊接密封连接。
支撑筒的顶部设有支耳9，顶部盖板4通过支耳9焊接在支撑筒的顶部；中心支撑筒1的顶部外侧设有支耳9、最外侧的***支撑筒2的顶部内侧设有支耳9，位于中心支撑筒1和最外侧的***支撑筒2之间的***支撑筒2的顶部内外侧均设有支耳9。
如图7、图8、图9、图10所示，顶部盖板4为扇形结构，朝向***口5一侧倾斜，泄漏在顶部盖板4上的液态钠能够在重力作用下流入***口5；顶部盖板4上设置有若干个提手13，在安装过程中起提装顶部盖板4的作用；顶部盖板4的尺寸和形式需要根据堆坑3及支撑筒尺寸进行针对性的设计，可以是多种不同尺寸形式的盖板。
中心支撑筒1的顶部设有中心漏斗10，中心漏斗10的下端连接第二***管11，泄漏在中心漏斗10上的液态钠能够在重力作用下流入第二***管11进入顶部盖板4、支撑筒和钢覆面构成的收集空间内，中心漏斗10与中心支撑筒1的顶部通过焊接密封连接。
如图1、图11所示，在最外侧的***支撑筒2的外侧设有支撑结构12，用于支撑堆坑3的侧壁与最外侧的***支撑筒2之间的顶部盖板4，顶部盖板4与堆坑3的侧壁之间通过焊接密封连接。
本发明所提供的用于钠冷快堆堆坑的漏钠接收抑制装置还应避开与其干涉的其他***设备、管道及预埋件并留出空间。
实施例：
堆坑3的尺寸为Ф12000mm，如图1所示，堆坑3的90°方向有堆坑底送风管伸入，送风管及支撑件总宽度约为1200mm，送风管端部距堆坑中心980mm，此处漏钠接收抑制装置需为堆坑底送风管留出空间。因此在堆坑90°方向设置了宽1800mm的风道盖板6，风道盖板6上没有设置排钠用的***孔。
根据堆坑3的尺寸共设计了五种不同规格的支撑筒，中心支撑筒1内径为1480mm，其他的***支撑筒2从内到外其内直径依次为2980mm、5580mm、8180mm和10780mm，支撑筒厚度均为10mm，支撑筒高度均为700mm；五个支撑筒轴心与堆坑底部轴心重合，支撑筒下部与钢覆面及钢覆面龙骨焊接。中心支撑筒1外侧共设置7个支耳9，最外侧的***支撑筒2内侧共设置31个支耳9，其他***支撑筒2在其外周内外侧分别设置20个、30个、44个支耳9。
顶部盖板4为扇形结构，安装在筒体上部，在支耳9处与支撑筒的筒体焊接，顶部盖板4的厚度为10mm，根据支撑筒体的尺寸和顶部盖板4的布置，共有15种结构尺寸的顶部盖板类型，共计100个扇形的顶部盖板4。最外侧的***支撑筒2(靠近堆坑3的***支撑筒2)的外侧设置支撑结构12,用于支撑最外圈的顶部盖板4。各块的顶部盖板4之间为焊接连接。顶部盖板4安装后有一定斜度，外侧高内侧低，在标高偏低一侧设有与***管(第一***管7和第二***管11)连通的***口5，便于金属钠流入漏钠接收抑制装置内部。第一***管7为
的半圆管，焊接在支撑筒的外侧；在每根第一***管7的底部开口处，支撑筒下部开宽40mm高30mm的缺口8，5个支撑筒、顶部盖板4及钢覆面组成一个内部空间相通的密封容器，用来抑制金属钠的燃烧。
中心支撑筒1的上部为中心漏斗10，中心漏斗10外圈与中心支撑筒1的内径
的筒体相焊接，中心漏斗10的中心为
的第二***管11，第二***管11的底部开缺口8。
考虑到堆坑底漏钠接收抑制装置在反应堆正常运行寿期内无法更换或维护，所用主体材料可以使用不锈钢，例如304不锈钢，316不锈钢等。
顶部盖板4上的提手13(
棒材)，只在安装过程中起提装顶部盖板4的作用，安装后失去实际功效。
漏钠接收抑制装置为现场制作设备，设备安装在反应堆大厅的堆坑3的下部。在堆本体安装前，应先将各圈支撑筒、顶部盖板4等零部件全部运入堆坑3底部安放；漏钠接收抑制装置的支撑筒与钢覆面***焊接固定，支撑筒需要与堆坑钢覆面同时安装。筒体可以分块/段运输。
本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。
Claims (10)
1.一种用于钠冷快堆堆坑的漏钠接收抑制装置，设置在构成堆坑(3)的钢覆面上，其特征是：包括以所述堆坑(3)的圆心为中心，呈同心圆状布置的若干个支撑筒和密封覆盖在所述支撑筒顶部的若干顶部盖板(4)，每块所述顶部盖板(4)设有***口(5)，泄漏在所述顶部盖板(4)上的液态钠能够从所述***口(5)进入所述顶部盖板(4)、所述支撑筒和所述钢覆面构成的收集空间内。
2.如权利要求1所述的用于钠冷快堆堆坑的漏钠接收抑制装置，其特征是：所述支撑筒包括位于最内侧的中心支撑筒(1)和环绕在所述中心支撑筒(1)***的若干个***支撑筒(2)，所述中心支撑筒(1)为直圆筒，所述***支撑筒(2)为设有开口的直圆筒，所述开口设置在同一位置，所述开口用于设置风道盖板(6)；所述支撑筒的下部与所述钢覆面以及所述钢覆面的龙骨焊接连接。
3.如权利要求2所述的用于钠冷快堆堆坑的漏钠接收抑制装置，其特征是：所述中心支撑筒(1)和所述***支撑筒(2)的筒壁外侧设有第一***管(7)，所述第一***管(7)的顶端开口与所述顶部盖板(4)上的所述***口(5)相连，所述第一***管(7)的底端开口与所述堆坑(3)的所述钢覆面不接触，泄漏在所述顶部盖板(4)上的液态钠能够从所述***口(5)经过所述第一***管(7)进入收集空间内。
4.如权利要求3所述的用于钠冷快堆堆坑的漏钠接收抑制装置，其特征是：位于最外侧的所述***支撑筒(2)的筒壁底部与所述堆坑(3)的所述钢覆面密封连接；除了最外侧的所述***支撑筒(2)之外，所述中心支撑筒(1)和其余的所述***支撑筒(2)的筒壁上位于所述第一***管(7)的底端开口的位置设有缺口(8)，通过所述缺口(8)连通各个所述支撑筒之间的空间。
5.如权利要求3所述的用于钠冷快堆堆坑的漏钠接收抑制装置，其特征是：所述第一***管(7)的横截面为半圆形，所述缺口(8)为矩形。
6.如权利要求2所述的用于钠冷快堆堆坑的漏钠接收抑制装置，其特征是：所述顶部盖板(4)设置在各个所述支撑筒的顶部，位于相邻的两个所述支撑筒之间，各个所述顶部盖板(4)之间通过焊接密封连接，所述顶部盖板(4)与所述支撑筒之间通过焊接密封连接。
7.如权利要求6所述的用于钠冷快堆堆坑的漏钠接收抑制装置，其特征是：所述支撑筒的顶部设有支耳(9)，所述顶部盖板(4)通过所述支耳(9)焊接在所述支撑筒的顶部；所述中心支撑筒(1)的顶部外侧设有所述支耳(9)、最外侧的所述***支撑筒(2)的顶部内侧设有所述支耳(9)，位于所述中心支撑筒(1)和最外侧的所述***支撑筒(2)之间的所述***支撑筒(2)的顶部内外侧均设有所述支耳(9)。
8.如权利要求3所述的用于钠冷快堆堆坑的漏钠接收抑制装置，其特征是：所述顶部盖板(4)为扇形结构，朝向所述***口(5)一侧倾斜，泄漏在所述顶部盖板(4)上的液态钠能够在重力作用下流入所述***口(5)；所述顶部盖板(4)上设置有若干个提手(13)。
9.如权利要求2所述的用于钠冷快堆堆坑的漏钠接收抑制装置，其特征是：所述中心支撑筒(1)的顶部设有中心漏斗(10)，所述中心漏斗(10)的下端连接第二***管(11)，泄漏在所述中心漏斗(10)上的液态钠能够在重力作用下流入所述第二***管(11)进入所述收集空间内，所述中心漏斗(10)与所述中心支撑筒(1)的顶部通过焊接密封连接。
10.如权利要求7所述的用于钠冷快堆堆坑的漏钠接收抑制装置，其特征是：在最外侧的所述***支撑筒(2)的外侧设有支撑结构(12)，用于支撑所述堆坑(3)的侧壁与最外侧的所述***支撑筒(2)之间的所述顶部盖板(4)，所述顶部盖板(4)与所述堆坑(3)的侧壁之间通过焊接密封连接。
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