一种基于组合式爆破及辐射屏蔽功能的快速泄放装置

技术领域

本申请涉及核安全与辐射防护领域，具体而言，涉及一种基于组合式爆破及辐射屏蔽功能的快速泄放装置。

背景技术

核动力装置发生安全壳内主冷却剂管道断裂等事故后，冷却剂会从破口释放至安全壳内通过闪蒸生成大量蒸汽，并将大量热量释放至安全壳内，使安全壳内气体的压力和温度快速升高，产生安全隐患。

对于有些小型或紧凑型浮动核电站、船用核动力装置等，其安全壳设计承压低、内部自由容积较小，为保证设计基准事故工况后安全壳结构的完整性，需要设置安全壳抑压系统将事故后安全壳内的蒸汽快速泄放至泄压水舱内冷凝，从而通过冷凝吸收安全壳内的热量使安全壳的压力不超过其设计承压。

在核动力系统正常运行时应保障安全壳密封及屏蔽的完整性，保障安全壳外的贯穿辐射水平满足规定的剂量率限值要求。因此，对于安全壳贯穿孔道(包括连通安全壳与泄压水舱的管道)，一方面，应通过设置隔离装置保证安全壳与泄压水舱之间的有效隔离以及安全壳局部气密性，防止安全壳内的放射性物质向安全壳外扩散；另一方面，应通过设置局部屏蔽减少安全壳内的中子及γ射线通过贯穿孔道部位泄漏至安全壳外，保证安全壳外辐射场满足规定的安全限值要求。

在核动力系统发生安全壳内主冷却剂管道断裂事故等事故后，冷却剂从破口释放至安全壳、闪蒸形成蒸汽的过程较快，安全壳的压力上升较快，为了保证安全壳内的压力不超过其设计承压，要求安全壳与泄压水舱之间的隔离装置能够在事故后较短时间内开启，并达到满足要求的流通面积，并防止安全壳中放射性物质向外发生不可控的泄漏。

因此，需要一种基于组合式爆破及核辐射屏蔽的快速泄放装置以满足上述需求。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于组合式爆破及辐射屏蔽功能的快速泄放装置，能够在发生冷却剂泄漏时保证蒸汽可快速排出至泄压水舱内冷凝，防止安全壳内的压力超过设计承压产生安全事故。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种基于组合式爆破及辐射屏蔽功能的快速泄放装置，其包括设有贯穿孔道的安全壳及设于安全壳内的屏蔽支撑，屏蔽支撑朝向安全壳内的一侧固定有屏蔽材料层，屏蔽支撑和安全壳之间通过多个腹板连接，相邻的两个腹板之间连接有爆破膜，屏蔽支撑、各个腹板和爆破膜配合隔离贯穿孔道与安全壳内部，爆破膜被配置成受到预设压力时破裂使贯穿孔道与安全壳内部连通。

在一些可选的实施方案中，屏蔽材料层在安全壳上的投影覆盖贯穿孔道。

在一些可选的实施方案中，屏蔽支撑围合形成收容屏蔽材料层的屏蔽腔。

在一些可选的实施方案中，多个腹板沿贯穿孔道的周向间隔布置。

在一些可选的实施方案中，相邻的两个腹板之间连接有环形的爆破膜围壁支撑，爆破膜固定于爆破膜围壁支撑。

在一些可选的实施方案中，爆破膜所在平面垂直于贯穿孔道所在平面。

在一些可选的实施方案中，多个爆破膜沿贯穿孔道的周向间隔布置。

本申请的有益效果是：本申请提供的基于组合式爆破及辐射屏蔽功能的快速泄放装置包括设有贯穿孔道的安全壳及设于安全壳内的屏蔽支撑，屏蔽支撑朝向安全壳内的一侧固定有屏蔽材料层，屏蔽支撑和安全壳之间通过多个腹板连接，相邻的两个腹板之间连接有爆破膜，屏蔽支撑、各个腹板和爆破膜配合隔离贯穿孔道与安全壳内部，爆破膜被配置成受到预设压力时破裂使贯穿孔道与安全壳内部连通。本申请提供的基于组合式爆破及辐射屏蔽功能的快速泄放装置能够在发生冷却剂泄漏时保证蒸汽可快速排出至泄压水舱内冷凝，防止安全壳内的压力超过设计承压产生安全事故。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的基于组合式爆破及辐射屏蔽功能的快速泄放装置的局部剖视结构示意图；

图2为沿图1中A-A剖面线的剖视图；

图3为沿图1中B-B剖面线的剖视图；

图4为沿图3中C箭头方向的局部结构示意图。

图中：100、安全壳；110、贯穿孔道；200、屏蔽支撑；210、屏蔽材料层；220、腹板；230、爆破膜；240、屏蔽腔；250、爆破膜围壁支撑；260、面板。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以下结合实施例对本申请的基于组合式爆破及辐射屏蔽功能的快速泄放装置的特征和性能作进一步的详细描述。

如图1、图2、图3和图4所示，本申请实施例提供一种基于组合式爆破及辐射屏蔽功能的快速泄放装置，其包括设有贯穿孔道110的安全壳100及设于安全壳100内的屏蔽支撑200，屏蔽支撑200设于贯穿孔道110处，屏蔽支撑200内设有屏蔽腔240，屏蔽腔240内设有屏蔽材料层210，屏蔽材料层210在安全壳100上的投影覆盖贯穿孔道110，屏蔽支撑200朝向贯穿孔道110的一侧设有环形的面板260，面板260和安全壳100之间连接有8个腹板220，8个腹板220沿贯穿孔道110的周向间隔布置，相邻的两个腹板220之间连接有环形的爆破膜围壁支撑250，爆破膜围壁支撑250上固定设有爆破膜230，爆破膜230通过夹持法兰固定在爆破膜围壁支撑250上，8个爆破膜230沿贯穿孔道110的周向间隔布置且每个爆破膜230所在平面垂直于贯穿孔道110所在平面；屏蔽支撑200、各个腹板220和爆破膜230配合隔离贯穿孔道110与安全壳100内部，爆破膜230被配置成受到预设压力时破裂使贯穿孔道110与安全壳100内部连通。

本申请实施例提供的基于组合式爆破及辐射屏蔽功能的快速泄放装置通过在安全壳100内设置位于贯穿孔道110处的屏蔽支撑200，并在屏蔽支撑200的屏蔽腔240内设有投影覆盖贯穿孔道110的屏蔽材料层210，屏蔽支撑200通过面板260与安全壳100之间连接有8个沿贯穿孔道110周向间隔布置的腹板220，相邻的两个腹板220之间连接有环形的爆破膜围壁支撑250，爆破膜围壁支撑250上固定设有爆破膜230，屏蔽支撑200、各个腹板220和爆破膜230配合隔离贯穿孔道110与安全壳100内部，爆破膜230被配置成受到预设压力时破裂使贯穿孔道110与安全壳100内部连通，在核动力系统正常运行时，安全壳100内维持微负压状态，爆破膜230处于完好状态，通过屏蔽支撑200、各个腹板220和爆破膜230配合隔离贯穿孔道110与安全壳100内部形成密封，使安全壳100内部与外部泄压水舱形成有效隔离，进而利用屏蔽支撑200内的屏蔽材料层210对贯穿孔道110处进行防辐射屏蔽，避免安全壳100内的中子及γ射线通过贯穿孔道110泄漏，保证安全壳100外辐射场满足规定的安全限值要求。

当核动力系统发生安全壳100内主冷却剂管道断裂事故后，冷却剂从主冷却剂管道破口释放至安全壳100内闪蒸形成蒸汽，并使安全壳100内压力迅速升高至预设压力，由于爆破膜230是因超压而迅速动作的压力敏感元件，爆破膜230的爆破压力由其表面的减弱结构控制。当达到预设压力时，爆破膜230沿其表面减弱结构拉伸破裂，使安全壳100内部通过贯穿孔道110与外部的泄压水舱连通，将安全壳100内部产生的蒸汽经各个破裂的爆破膜230通过贯穿孔道110泄放入泄压水舱内冷凝，从而完成快速泄放作业。

爆破膜230需要定期检查或更换，以确保其结构性能稳定、可靠。爆破膜230安装在爆破膜围壁支撑250上处于人员易达的区域，检查和更换维护的难度低，爆破膜230通过夹持法兰固定在爆破膜围壁支撑250上，更换时仅需将爆破膜230的夹持螺丝拆下、安装上新的爆破膜和夹持螺丝即可，更换难度低。

以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。