阅读说明：本技术 一种核电站内具有碎片收集功能的围堰装置 (Cofferdam device with fragment collection function in nuclear power station ) 是由 刘汉臣 武心壮 夏栓 郭丹丹 向文娟 吴辉平 刘洁 刘冰 黄镜宇 李东祚 于 2021-10-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种核电站内具有碎片收集功能的围堰装置,涉及核电站安全系统技术领域,包括：上部围板、固定孔和围堰框架,所述围堰框架的顶端固定连接有上部围板,所述围堰框架的底端均匀固定连接有孔间隔架,且相邻孔间隔架之间均匀固定连接有流动通道,所述围堰框架底部的两侧与一端皆均匀设置有固定孔,所述上部围板一端的顶部均匀固定连接有围板支架,且围板支架的一端均与流动通道顶部的一端固定连接。本发明通过在围堰框架的顶端固定连接有上部围板,上部围板为实体结构,在上部围板的作用下,使来流产生竖直方向的流动,使位于安全壳底部的碎片受到水流的压制,不会翻越围堰框架,避免碎片进入滤网和地坑。(The invention discloses a cofferdam device with a debris collecting function in a nuclear power station, which relates to the technical field of nuclear power station safety systems and comprises the following components: the cofferdam comprises an upper portion coaming, fixing holes and a cofferdam frame, wherein the upper portion coaming is fixedly connected to the top end of the cofferdam frame, the bottom end of the cofferdam frame is uniformly and fixedly connected with hole spacing frames, flow channels are uniformly and fixedly connected between the adjacent hole spacing frames, the fixing holes are uniformly formed in the two sides and one end of the bottom of the cofferdam frame, a coaming support is uniformly and fixedly connected to the top of one end of the upper portion coaming, and one end of the coaming support is fixedly connected with one end of the top of the flow channel. According to the cofferdam, the upper enclosing plate is fixedly connected to the top end of the cofferdam frame, the upper enclosing plate is of a solid structure, incoming flow is enabled to flow in the vertical direction under the action of the upper enclosing plate, fragments located at the bottom of the containment vessel are pressed by water flow, the fragments cannot climb over the cofferdam frame, and the fragments are prevented from entering the filter screen and the pit.)

一种核电站内具有碎片收集功能的围堰装置

技术领域

本发明涉及核电站安全系统技术领域，具体为一种核电站内具有碎片收集功能的围堰装置。

背景技术

压水反应堆是目前世界上最广泛的核电站堆型，当发生丧失冷却剂事故(LOCA)和主蒸汽管道破裂(MSLB)事故后，高能管道破裂导致大量高温、高压气体喷射进入安全壳内，高压气体对安全壳内的各种设备、材料进行冲击可能导致大量碎片产生，碎片会堵塞安全壳内非能动堆芯冷却系统中的堆芯，使冷却剂流动阻力增大，降低了堆芯热量的排出能力，增大了反应堆过热和放射性物质的泄露风险，为了减少事故情况下进入堆芯及滤网的碎片量，核电站在地坑滤网前方会设置钢制围堰阻挡碎片材料；

实验研究发现，由于现有的钢制围堰在对碎片材料阻挡的过程中，水流会翻越钢制围堰进入安全壳地坑，随着水流速度的增大，碎片材料受到水流的夹带冲击，碎片会随着水流翻越围堰进入滤网和地坑，使围堰的阻挡功能失效，在这种状况下，就需要设计一种既能满足碎片阻挡要求，同时可以对碎片进行收集的围堰装置，可以大大提升设备的安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核电站内具有碎片收集功能的围堰装置，以解决上述背景技术中提出的水流速度增大，碎片材料受到水流的夹带冲击，碎片会随着水流翻越围堰进入滤网和地坑，使围堰的阻挡功能失效。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种核电站内具有碎片收集功能的围堰装置，包括：上部围板、固定孔和围堰框架，所述围堰框架的顶端固定连接有上部围板，所述围堰框架的底端均匀固定连接有孔间隔架，且相邻孔间隔架之间均匀固定连接有流动通道，所述围堰框架底部的两侧与一端皆均匀设置有固定孔，所述上部围板一端的顶部均匀固定连接有围板支架，且围板支架的一端均与流动通道顶部的一端固定连接。

优选的，所述上部围板为实体结构。

优选的，所述流动通道的内部均设置有通道滤网，所述流动通道的一端、两侧和顶端皆均匀设置有过滤孔。

优选的，所述过滤孔在流动通道上呈等间距设计，所述过滤孔为直径为1.6mm的圆孔。

优选的，所述上部围板与孔间隔架的侧视图呈L形设计，对流动通道进行支撑。

优选的，所述流动通道呈梯形设计，所述流动通道沿着水流方向变宽。

优选的，所述流动通道的底端设置有过滤孔。

优选的，所述固定孔呈等间距设计，且固定孔关于围堰框架的垂直中心线对称设置。

优选的，所述围板支架对流动通道进行支撑，所述围堰框架、围板支架与流动通道之间呈三角形设计。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过在围堰框架的下部均匀设置有流动通道，流动通道呈梯形设计，该设计利用流体力学原理，通过数值分析和试验研究相结合的分析方法得出，流动通道的内部设置有通道滤网，过滤孔的直径直径为1.6mm，水通过过滤孔流出，但水流中的碎片在通道滤网的过滤下，滞留在流动通道内，通过流动通道对碎片进行收集，碎片会堵塞安全壳内非能动堆芯冷却系统中的堆芯，使冷却剂流动阻力增大，降低了堆芯热量的排出能力，增大了反应堆过热和放射性物质的泄露风险，造成的严重安全事故，有效的清除碎片可以降低安全事故的发生率；

2、通过在围堰框架的顶端固定连接有上部围板，上部围板为实体结构，在上部围板的作用下，使来流产生竖直方向的流动，使位于安全壳底部的碎片受到水流的压制，不会翻越围堰框架，避免碎片进入滤网和地坑。

附图说明

图1为本发明正视结构示意图；

图2为本发明俯视结构示意图；

图3为本发明后视结构示意图；

图4为本发明左视结构示意图。

图中：1、上部围板；2、孔间隔架；3、流动通道；4、过滤孔；5、固定孔；6、围堰框架；7、通道滤网；8、围板支架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种核电站内具有碎片收集功能的围堰装置，包括：上部围板1、固定孔5和围堰框架6，围堰框架6的顶端固定连接有上部围板1，上部围板1为实体结构，可以改变来流方向，使一部分来流向下流动，给底部碎片一个竖直向下的作用力，降低碎片翻越围堰的可能；

上部围板1与孔间隔架2的侧视图呈L形设计，对流动通道3进行支撑；；

围堰框架6的底端均匀固定连接有孔间隔架2，且相邻孔间隔架2之间均匀固定连接有流动通道3，流动通道3呈梯形设计，流动通道3沿着水流方向变宽，可以使碎片进入流动通道3后被滞留在流动通道3内；

流动通道3的内部均设置有通道滤网7，流动通道3的一端、两侧和顶端皆均匀设置有过滤孔4，水流通过过滤孔4流出，流动通道3的底端设置有过滤孔4，一方面有助于增加围堰框架6的结构强度，另一方面可以使流动通道3入口位置水流速度增大，使碎片顺利进入流动通道3内；

过滤孔4在流动通道3上呈等间距设计，过滤孔4为直径为1.6mm的圆孔，在这个孔径下可以使水流顺利通过的同时，将碎片滞留在流动通道3内，流动通道3呈梯形设计，该设计利用流体力学原理，通过数值分析和试验研究相结合的分析方法得出，流动通道3的内部设置有通道滤网7，过滤孔4的直径直径为1.6mm，水通过过滤孔4流出，但水流中的碎片在通道滤网7的过滤下，滞留在流动通道3内，通过流动通道3对碎片进行收集，同时流动通道3上方的上部围板1为实体结构，在上部围板1的作用下，使来流产生竖直方向的流动，使位于安全壳底部的碎片受到水流的压制，不会翻越围堰框架6，避免碎片进入滤网和地坑；

围堰框架6底部的两侧与一端皆均匀设置有固定孔5，固定孔5呈等间距设计，且固定孔5关于围堰框架6的垂直中心线对称设置，使固定更稳定，将围堰框架6设置在安全壳内地坑和滤网前面，并用螺栓通过固定孔5对围堰框架6进行固定；

上部围板1一端的顶部均匀固定连接有围板支架8，且围板支架8的一端均与流动通道3顶部的一端固定连接，围板支架8对流动通道3进行支撑，围堰框架6、围板支架8与流动通道3之间呈三角形设计，对上部围板1进行支撑和固定，再循环水流携带碎片流向围堰框架6，水流遇到上部围板1的阻挡，改变来流方向，使一部分来流向下流动，给水流底部碎片一个竖直向下的力，降低碎片翻越围堰的可能，水流下部的碎片随水流进入流动通道3的内部，水流通过过滤孔4的空隙流出进入地坑，碎片被通道滤网7过滤滞留在流动通道3内，对碎片进行过滤和收集。

工作原理：首先，将围堰框架6设置在安全壳内地坑和滤网前面，并用螺栓通过固定孔5对围堰框架6进行固定，若核电站发生事故，安注系统启动向堆芯及地坑内注水，之后再循环开启，围堰装置被水淹没，安全壳内脱落的碎片随再循环水流流向围堰框架6；

其次，再循环水流携带碎片流向围堰框架6，水流遇到上部围板1的阻挡，改变来流方向，使一部分来流向下流动，给水流底部碎片一个竖直向下的力，降低碎片翻越围堰的可能，水流下部的碎片随水流进入流动通道3的内部，水流通过过滤孔4的空隙流出进入地坑，碎片被通道滤网7过滤滞留在流动通道3内，对碎片进行过滤和收集；

最后，若水流速度降低，则在工作结束后，可对流动通道3内被通道滤网7过滤掉的碎片进行清理，清理后的围堰框架6可以恢复水流的流通速度，恢复工作性能。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。