устройство для улавливания расплавленных материалов из ядерного реактора

Формула изобретения

1. Устройство для улавливания расплавленных материалов из ядерного реактора, содержащее расположенную ниже корпуса реактора и предназначенную для охлаждающей жидкости камеру, в которой установлено средство для приема расплава, отличающееся тем, что средство для приема расплава выполнено в виде вертикальных модулей, имеющих в поперечном сечении форму многоугольника, установленных друг относительно друга с зазором по смежным граням, верхние концы которых соединены по крайней мере на части ширины грани.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поперечное сечение по крайней мере части модулей имеет форму правильного многоугольника.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что поперечное сечение по крайней мере части модулей имеет форму треугольника.

4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что поперечное сечение по крайней мере части модулей имеет форму прямоугольника.

5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что поперечное сечение по крайней мере части модулей имеет форму шестиугольника.

6. Устройство по одному из пп.1 5, отличающееся тем, что модули выполнены в виде цельнотянутого профиля и/или сварными.

7. Устройство по одному из пп.1 6, отличающееся тем, что модули выполнены из материала, содержащего поглотитель нейтронов.

8. Устройство по одному из пп.1 7, отличающееся тем, что модули выполнены из бористой стали.

9. Устройство по одному из пп.1 8, отличающееся тем, что верхние концы смежных граней модулей соединены посредством рассекателя потока.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что рассекатели потока выполнены из тугоплавкого материала.

11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что наружная поверхность рассекателей потока снабжена тугоплавким покрытием и/или чехлом.

12. Устройство по одному из пп.1 11, отличающееся тем, что в нижней части по крайней мере одного модуля установлена тугоплавкая приемная чаша.

13. Устройство по одному из пп.1 -12, отличающееся тем, что по крайней мере часть модулей выполнена с открытыми нижними торцами.

14. Устройство по одному из ппп.1 -12, отличающееся тем, что по крайней мере часть модулей выполнена с закрытыми нижними торцами.

15. Устройство по одному из пп.1 14, отличающееся тем, что внутри по крайней мере части модулей расположены элементы для задерживания и/или распределения расплава, перекрывающие часть поперечного сечения модуля.

16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что элементы для задерживания и распределения расплава выполнены из тугоплавкого материала.

17. Устройство по п.15, отличающееся тем, что наружная поверхность элементов для задерживания и распределения расплава, обращенная в сторону поступления расплава, выполнена из тугоплавкого материала.

18. Устройство по одному из пп.15 17, отличающееся тем, что наружная поверхность элементов для задерживания и распределения расплава, обращенная в сторону поступления расплава, имеет корытообразный и/или U-образный профиль.

19. Устройство по одному из пп.1 18, отличающееся тем, что по крайней мере на части граней модулей выполнены отверстия.

20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что отверстия, выполненные на гранях модулей, расположены под элементами для задерживания и распределения расплава.

21. Устройство по одному из пп.1 20, отличающееся тем, что смежные грани соседних модулей соединены посредством тугоплавких дистанционирующих элементов.

22. Устройство по одному из пп.1 21, отличающееся тем, что по крайней мере под частью модулей расположена ячеистая структура.

23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что ячеистая структура выполнена в виде столбиков и/или пластин, содержащих нейтронопоглощающий материал.

24. Устройство по п.22, отличающееся тем, что ячеистая структура выполнена в виде вертикальных оболочек, имеющих в поперечном сечении форму многоугольника, установленных друг относительно друга с зазором по смежным граням, верхние концы которых соединены по крайней мере на части ширины грани.

25. Устройство по п. 24, отличающееся тем, что смежные грани соседних оболочек ячеистой структуры соединены посредством тугоплавких дистанционирующих элементов.

26. Устройство по п.24 или 25, отличающееся тем, что оболочки выполнены из бористой стали.

27. Устройство по одному из пп.22 25, отличающееся тем, что ячеистая структура снабжена внутри сборниками расплава.

28. Устройство по одному из пп.24 27, отличающееся тем, что в нижней части по крайней мере одной оболочки установлена тугоплавкая приемная чаша.

29. Устройство по одному из пп.1 28, отличающееся тем, что между корпусом реактора и средством для приема расплава расположено устройство для распределения расплава.

30. Устройство по п.29, отличающееся тем, что устройство для распределения расплава имеет каналы.

31. Устройство по п.30, отличающееся тем, что каналы снабжены плавкими вставками.

32. Устройство по одному из пп.1 31, отличающееся тем, что между корпусом реактора и средства для приема расплава расположен подводящий канал.

33. Устройство по одному из пп.1 32, отличающееся тем, что предназначенная для охлаждающей жидкости камера соединена через соединительные отверстия по крайней мере с одной емкостью, содержащей охлаждающую жидкость.

34. Устройство по одному из пп.1 33, отличающееся тем, что предназначенная для охлаждающей жидкости камера выполнена в виде по крайней мере одного автономного блока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к системам локализации аварии и предназначено для улавливания расплавленных компонентов активной зоны и их обломков из разрушенного корпуса ядерного реактора при запроектных авариях на АЭС.

Особое место среди возможных аварийных ситуаций на АЭС занимают аварий с потерей теплоносителя первого контура. Невозможность залива активной зоны реактора многократно дублированными активными и пассивными системами аварийного охлаждения при авариях этого рода может перевести аварию в категорию запроектных с расплавлением активной зоны за счет остаточного тепловыделения и запаса аккумулированного тепла.

В результате возможно полное или частичное расплавление топлива в активной зоне, которое приведет к разрушению узлов конструкции реактора и, в конечном счете, к проплавлению днища корпуса реактора.

При расплавлении днища корпуса реактора расплавленные материалы активной зоны выльются на бетонное основание шахты реактора. Поэтому под корпусом реактора целесообразно устанавливать своеобразные барьеры различного рода ванны или ловушки расплавленных материалов активной зоны. Конструктивное оформление таких устройств для улавливания расплава (кориума) может быть различно и обусловлено конкретно решаемой задачей.

Известно устройство для предотвращения проникновения в почву расплава активной зоны ядерного реактора, содержащее бетонную плиту, в которую встроен охлаждаемый приемный резервуар удержания расплава со средствами отклонения вбок расплава (см. Патент Франции N 2616578, кл. G 21 C 13/10, 1988 г. ). Средства отклонения расплава выполнены в виде концентрических полостей в бетонной плите, которые способствуют растеканию расплава по большей площади перед попаданием его в приемный резервуар. Тем самым достигается более эффективное охлаждение расплава в приемном резервуаре, поскольку теплосъем происходит с большой поверхности. В случае локализации всей массы расплава на небольшом участке, особенно при малой величине вязкости расплава, средства отклонения расплава не смогут распределить его должным образом, что не позволит осуществить требуемый режим охлаждения расплава. По этой причине возникает вероятность дальнейшего продвижения расплава вниз.

Приемный резервуар может быть набран из большого числа автономных модулей, представляющих вертикальные цилиндрические колодцы с глухим дном, выполненные из жаростойкого материала (см. Патент Франции N 2683375, кл. G 21 C 9/016, 1993 г.). Верхние торцы колодцев закрыты пробками из легкоплавкого материала, которые разрушаются при поступлении кориума. Колодцы расположены с зазором, заполненным водой. Наличие приемной емкости, разделенной на отдельные приемные резервуары в виде модулей-колодцев не позволяет расплаву локализоваться в одном месте. Однако, при поступлении расплава в модели существует возможность застывания его в верхней части модуля, т.е. имеет место неполное заполнение модулей, что может привести к образованию над поверхностью модулей монолитной части расплава с вытекающими негативными последствиями образование критмассы, ограниченный теплосъем и пр.

Кроме того, описанные выше приемные устройства относятся к ловушкам сухого типа, в которых теплосъем от кориума происходит через жаропрочную стенку, что снижает отбор тепла. Наличие разделительной стенки затрудняет также перераспределение расхода охлаждающей среды между модулями в случае поступления в них разного количества расплава, что обуславливает неравномерное выделение тепла в разных модулях.

Наряду с устройствами для улавливания расплава, исключающими прямой контакт расплава с охлаждающей средой, разработаны ловушки различной конфигурации, в которых расплав подвергается охлаждению при его непосредственном взаимодействии с хладагентом.

Известно улавливающее устройство, содержащее слой графитовых частиц, обладающих высокой теплопроводностью, расположенных в приемном резервуаре и устройство для заливки резервуара теплоносителем (см. Патент США N 4113560, кл. G 21 C 9/00, 1978 г.). Расплавленная активная зона, попадая в резервуар, отдает часть тепла графитовой структуре и, растекаясь, заполняет ее. Сверху на резервуар а расплавом подается теплоноситель, который перемещается через слой графитовых частиц вниз резервуара, снимая тепло с расплава. При достаточно высоком уровне теплосъема за счет прямого контактирования охлаждающей среды с кориумом, устройство не позволяет обеспечить разделение объема расплава на множество мелких фрагментов, что увеличило бы охлаждение в большей степени, а растекание расплава между графитовыми частицами затруднено вследствие застывания внешней границы расплава. Перемешивание же графита и воды с топливосодержащими массами может привести к достижению критичности.

Аналогичную конструкцию с точки зрения взаимодействия расплава с хладагентом имеет контейнер для приема расплава, содержащий набор блоков из вещества, растворяемого в окисной части расплава (см. Патент США N 4300983, кл. G 21 C 9/00, 1981 г.). Блоки окружены оболочкой из металла с точкой плавления ниже температуры расплава. После расплавления оболочек, сопровождаемого теплосъемом, расплав взаимодействует с веществом внутри блоков и образует легко растворимый водой состав, которая поступает сверху, охлаждая расплав и вымывая полученный состав. При этом в устройство также не предусмотрены средства, позволяющие разделять расплав на несколько объемов. В данном устройстве обеспечение подкритичности также представляется проблематичным.

Наиболее близким к описываемому является устройство для улавливания расплавленных материалов из ядерного реактора, содержащее расположенную ниже корпуса реактора и предназначенную для охлаждающей жидкости камеру, в которой установлено средство для приема расплава (см. Заявка ЕПВ N 0392604, кл. G 21 C 9/016, 1990 г). Данное устройство относится к "мокрым" ловушкам, предусматривающим непосредственное охлаждение расплава жидкостью, заполняющей ванну. Средство для приема расплава выполнено в виде двутавровых балок, размещенных по высоте рядами параллельно друг другом с зазором. Причем направление расположения балок в соседних рядах ортогонально. Расплав, попадая в образованную таким образом ячеистую структуру, перемещается вниз по своеобразному извилистому лабиринту с заполненными водой пустотами между балками, распределяясь на множество отдельных потоков, ограниченных балками. Происходит интенсивных теплосъем с большого количества небольших объемов расплава.

Тем не менее, в случае затвердевания первоначально поступающего объема расплава между балками, дальнейшее извилистое движение расплава по всему объему ячеистой структуры затруднено, что приводит к скапливанию расплава в одном месте и ухудшению условий его охлаждения. Ситуация усугубляется тем, что в данной конструкции отсутствует специальные области приема расплава, отделенные от полостей, заполненных охлаждающей жидкостью, поскольку структура, образованная балками, однородна.

Таким образом, все вышеописанные устройства для приема расплавленной активной зоны имеют существенный общий недостаток, связанный с отсутствием средств, позволяющих значительно уменьшить вероятность концентрации расплава в небольшом объеме приемных резервуаров. Наличие локализованной, достаточно большой массы топлива предлагается образование критмассы и снижает теплосъем.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства для приема и локализации расплавленных компонентов активной зоны ядерного реактора, позволяющего в большей мере осуществить фрагментирование поступающего кориума.

В результате решения задачи обеспечивается получения нового технического результата, заключающегося в том, что повышается степень разделения всей массы расплава на отдельные объемы при одновременном увеличении теплосъема.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для улавливания расплавленных материалов из ядерного реактора, содержащем расположенную ниже корпуса реактора и предназначенную для охлаждающей жидкости камеру, в которой установлено средство для приема расплава, средство для приема расплава выполнено в виде вертикальных модулей, имеющих в поперечном сечении форму многоугольника, установленных друг относительно друга с зазором по смежным граням, верхние концы которых, соединены, по крайней мере, на части ширины грани.

Отличительная особенность изобретения состоит в следующем.

Наличие вертикальных модулей, имеющих в поперечном сечении форму многоугольника, установленных с зазором по смежным граням, позволяет организовать в камере, заполненной охлаждающей жидкостью, приемную структуру, в которой расплав поступает в основном лишь в полости модулей, не заполняя зазоры между ними, что обусловлено соединением верхних концов смежных граней, по крайней мере, по части ширины грани. Такое выполнение модулей, находящихся в охлаждающей жидкости и заполненных этой жидкостью, позволяет рассредоточить расплав при одновременном обеспечении его прямого контакта с охлаждающей жидкостью. Причем данное условие выполняется лишь при соблюдении однородных геометрических размеров модулей в радиальном направлении, что возможно при выборе поперечного сечения модулей в виде многоугольника.

Кроме того, поперечное сечение, по крайней мере, части модулей имеет форму правильного многоугольника, например треугольника, прямоугольника, шестиугольника. Модули могут быть выполнены в виде цельнотянутого профиля и/или сварными и из материала, содержащего поглотитель нейтронов, в частности из бористой стали.

Верхние концы смежных граней модулей соединены посредством рассекателей потока, выполненных целиком из тугоплавкого материала или имеющих наружную поверхность, снабженную тугоплавким покрытием и/или чехлом, а в нижней части, по крайней мере, одного модуля установлена тугоплавкая приемная чаша.

Модули имеют открытие или закрытие нижние торцы, а внутри модулей расположены элементы для задерживания и/или распределения расплава, перекрывающие часть поперечного сечения модуля. Элементы для задерживания и распределения расплава выполнены из тугоплавкого материала или их наружная поверхность, обращенная в сторону поступления расплава, выполнена из тугоплавкого материала. Причем наружная поверхность элементов для задержания и распределения расплава, обращенная в сторону поступления расплава, имеет корытообразный и/или U образный профиль.

На гранях модулей, в частности под элементами для задержания и распределения расплава, выполнены отверстия. Смежные грани соседних модулей соединены посредством тугоплавких дистанционирующих элементов.

Под модулями целесообразно расположить ячеистую структуру в виде столбиков и/или пластин, содержащих нейтронопоглощающий материал. Предпочтительно выполнить ячеистую структуру в виде вертикальных оболочек, имеющих в поперечном сечении форму многоугольника, установленных друг относительно друга с зазором по смежным граням, верхние концы которых соединены, по крайней мере, на части ширины грани. Смежные грани соседних оболочек ячеистой структуры могут быть соединены посредством тугоплавких дистанционирующих элементов, а оболочки выполнены из бористой стали.

Ячеистая структура снабжена внутри сборниками расплава, а в нижней части оболочек размещены тугоплавкие приемные чаши.

Между корпусом реактора и средством для приема расплава расположено устройство для распределения расплава, имеющие каналы, снабженные плавкими вставками, и/или установлен подводящий канал.

Камера, предназначенная для охлаждающей жидкости, может быть выполнена в виде, по крайней мере, одного автономного блока и соединена через соединительные отверстия, по крайней мере, с одной емкостью, содержащей охлаждающую жидкость.

На фиг. 1 изображена схема устройства для улавливания расплава; на фиг. 2 показан вариант расположения устройства для улавливания расплава относительно реактора; на фиг. 3 показан фрагмент средства для приема расплава; на фиг. 4 изображен отдельный модуль; на фиг. 5 приведено соединение верхних концов модулей; на фиг. 6 показана ячеистая структура в виде столбиков; на фиг. 7 сечение А А ячеистой структуры на фиг. 2; на фиг. 8 показано в плане сечения модулей в виде шестигранника; на фиг. 9 то же при сечении в виде квадрата; на фиг. 10 то же при сечении в виде треугольника; на фиг. 11 изображен вид "Б" на фиг. 3; на фиг. 12 вид "В" на фиг. 3.

Устройство содержит камеру 1, заполненную охлаждающей жидкостью 2, располагаемую ниже корпуса 3 ядерного реактора 4. Камера 1 может быть выполнена как единое целое с шахтой 5 реактора, но может быть установлена в подреакторном пространстве как, по крайней мере, один автономный дополнительный блок 6 (фиг. 2). Блоки 6 можно располагать в свободных пространствах ниже реактора 4. Для поступления кориума в блоки 6 применяются подводящие каналы 7 (фиг. 2), выполненные, например, в виде желобов.

Внутри камеры 1 расположены вертикальные модули 8, установленные друг относительно друга с зазором 9 по смежным граням 10. Модули 8 целесообразно выполнять из материала 11, содержащего поглотитель нейтронов, например из бористой стали 12. Полости модулей 8 и зазоры между ними гидравлически связаны друг с другом посредством отверстий 13, выполненных в гранях 10 и за счет возможного выполнения торцев 14 модулей 8 открытыми для обеспечения охлаждения расплава и его подкритичности. Модули 8, расположенные в камере 1, залиты охлаждающей жидкостью 2, в качестве которой используется вода или вода, включающая добавки поглотителя нейтронов, в частности борированная вода.

Между днищем камеры 1 и модулями 8, например непосредственно на днище камеры 1, можно установить дополнительную ячеистую приемную структуру 15, выполненную, в частности, в виде столбиков 16 и/или пластин 17 из нейтронопоглощающего материала. Наиболее целесообразно для изготовления структуры 15 использовать отрезки (отходы), получаемые при изготовлении модулей 8, что обеспечивает подкритичность кориума в структуре 15.

Модули можно устанавливать непосредственно на днище камеры 1, а также на опоры 18, располагаемые внизу камеры 1 или блоков 6, или соединяемые со стенками камеры 1 или со стенками блоков 6. Соединение верхних концов 19 соседних модулей 8, по крайней мере, по части ширины их смежных граней 10 осуществлено посредством рассекателей 20 потока расплава, которые выполняют роль дистанционирующих элементов для образования зазора 9 между модулями. Рассекатели 20 изготовляются целиком из тугоплавкого материала 21 и соединяются с гранями модулей 8 известным образом, например сваркой (в случае выполнения модулей из нержавеющей стали) или резьбовыми элементами (при изготовлении модулей из борированной стали). Нижние концы модулей 8 соединены аналогичным образом. Целесообразно выполнить из тугоплавкого материала лишь наружную поверхность рассекателей 20, для чего она снабжена тугоплавким покрытием 22 и/или чехлом 23.

Поперечное сечение модулей 8 представляет собой многоугольник, предпочтительно правильный, в виде шестиугольника 24, прямоугольника 25, или треугольника 26. Модули 8 могут быть выполнены в виде цельнотянутого профиля 27 или сварными из отдельных пластин 28.

Внутри модулей 8 размещаются элементы 29 для удерживания и распределения расплава, перекрывающие часть поперечного сечения модулей 8. Элементы 29 могут быть выполнены целиком из тугоплавкого материала 30 или их наружная поверхность 31, обращенная к поступающему расплаву, выполнена из тугоплавкого материала. Наружная поверхность 31 имеет корытообразный или U-образный профиль 32, что способствует увеличению массы расплава, задерживаемого одним элементом. Отверстия 13 выполняют предпочтительно под элементами 29, что предотвращает попадание расплава в зазор 9. Причем проходное сечение отверстий 13 выбрано из условия обеспечения перетекания воды из зазоров 9 в модули 8, т.к. замещение воды в зазоре 9, выполняющей вместе с модулям 8 роль ловушки быстрых нейтронов, может привести к росту размножения нейтронов и, тем самым привести к достижению критичности.

Выше уровня охлаждающей жидкости 2 на пути потока расплава размещено устройство 33 для распределения расплава. Устройство 33, имеющие каналы 34 для разбиения потока расплава на отдельные части, можно установить непосредственно в шахте 5 реактора и/или в верхней части камеры 1 или блока 6, т.е. между корпусом реактора и средством для приема расплава. Каналы 34 снабжаются плавкими вставками 35, которые разрушаются при попадании расплава на устройство 33.

Выполнение структуры 15 из вертикальных оболочек 36 идентичных модулям 8, позволяет не только обеспечить максимальную подкритичность, но и сделать конструкцию наиболее технологичной. Оболочки 36 имеют в поперечном сечении форму многоугольника (предпочтительно с профилем аналогичным профилю модуля) и установлены друг относительно друга с зазором 37 по смежным граням 38. Верхние концы оболочек 36 также соединены между собой на части ширины граней 38. Смежные грани 10 модулей 8 и смежные грани 38 оболочек 36, соответственно, соединены между собой посредством тугоплавких дистанционирующих элементов 39, устанавливаемых в нижней части данных узлов.

Верхние части оболочек 36 могут быть снабжены дистанционирующими элементами 40, по форме совпадающими с рассекателями 20 и выполненными из тугоплавкого материала 41. Внутри оболочек 36 также устанавливаются сборники 42 расплава.

В нижних частях модулей 8 и оболочек 36 и под открытыми торцами 14 модулей 8 располагаются тугоплавкие приемные чаши 43.

Камера 1 для охлаждающей жидкости и блоки 6 дополнительно соединяются через соединительные отверстия 44 и 45 с емкостями 46, содержащими охлаждающую жидкость. Причем в режиме ожидания камера 1 и блок могут не содержать охлаждающей жидкости, оставаясь сухими. Для выхода пара и выравнивания давления предусмотрены отверстия 47.

Охлаждение стенок камеры 1, блоков 6 и емкостей 46 осуществляется дополнительно теплообменными трубами 48.

При незначительной доработке в качестве модулей 8 и оболочек 36 могут быть использованы элементы существующих уплотнений бассейнов выдержки реакторов ВВЭР-1000, которые представляют собой в значительной степени аналогичную конструкцию. В этом состоит дополнительная особенность изобретения, позволяющая значительно снизить затраты на разработку и изготовление.

Примером выполнения такого устройства может служить конструкция, состоящая из шестигранных труб из бористой стали, используемых в стеллажах уплотненного хранения топлива реактора ВВЭР-1000 с размером под "ключ" 257 мм, толщиной стенки 6 мм. При установке таких труб с шагом 300 мм в шахте реактора можно разместить 400 труб. При этом объем для принятия расплава при высоте ловушки 2 м составит 40 куб.м. Вся топливная композиция, которая занимает объем в 8 куб.м, может разместиться лишь в 80 трубах, площадь поверхности которых составит 120 кв. м. Наличие гарантированного зазора между трубами порядка 40 50 мм (при указанных выше размерах труб и шаге их установки) позволяет обеспечить значение К_эфф равное 0,88, что исключает достижение критичности.

Устройство функционирует следующим образом. Расплав с компонентами активной зоны, вытекая из разрушенного корпуса 3 ядерного реактора 4, поступает непосредственно на устройство 33 для распределения расплава или в подводящий канал 7, а затем в устройство 33, где предварительно разбивается на отдельные потоки. Разбиение расплава активной зоны каналами 34 устройства 33 и подводящими каналами 7 позволяет разнести во времени количество расплава, поступающего в воду, и таким образом предотвращает возможность парового взрыва, а также обеспечивает улучшение условий охлаждения расплава путем его рассредоточения. Далее кориум попадает в камеру 1, где начинает охлаждаться при соприкосновении с охлаждающей жидкостью 2.

В случае выполнения камеры 1 или блока 6 в режиме ожидания без охлаждающей жидкости 2, предварительно следует обеспечить подачу жидкости в камеру 1 и блоки 6, что может быть произведено любым известным путем. Например, охлаждающая жидкость в режиме ожидания в емкости 46, расположенной выше камеры 1 (фиг. 2) и изолированной от камеры 1 плавкими вставками 35 в каналах 34 и отверстием 49 с плавкой вставкой. При поступлении кориума на устройство 33 происходит нагрев плавких вставок 35 (фиг. 2), их расплавление и освобождение каналов 34 и отверстий 49 для поступления воды в блок 6. Затем расплав растекается по модулям 8, чему способствуют рассекатели 20 потока расплава, практически не попадая в зазоры 9 между гранями модулей 8. Проникая в полости модулей 8, заполненные жидкостью 2, кориум интенсивно охлаждается. Образующийся пар жидкости 2 выполняет роль смазки между стенками модулей 8 и поступающим расплавом, что уменьшает вероятность закупоривания полости модуля 8 затвердевшим расплавом.

При поступлении достаточно большого количества расплава в район нескольких модулей 8, возрастает интенсивность парообразования жидкости 2. Под расплавом образуется паровая полость повышенного давления, воздействующая на кориум в полости модуля 8 как на поршень, перемещая его вверх. В результате, масса расплава, находящаяся над таким модулем, будет растекаться по соседним модулям, заполняя их полости. Если количества охлаждающей жидкости, находящейся в зазоре между смежными гранями модулей 8, достаточно для снятия тепла от расплава, поступающего в один из модулей 8, то такой модуль будет заполнен полностью, т.к. паровая прослойка между расплавом и стенками модуля 8 позволяет двигаться вниз даже затвердевшему расплаву, исключая его адгезию со стенками модулей 8. Именно в этом состоит свойство саморегулируемости описываемой конструкции, позволяющее распределить расплав по большому объему камеры в зависимости от условий охлаждения в том или ином модуле.

Расплав, перемещающейся в полости модулей 8, удерживается и распределяется элементами 29, на которых остается часть расплава, поступающего внутрь модуля 8. Остальная часть расплава может быть собрана в приемных чашах 43, выполненных из тугоплавкого материала, В которых расплав застывает. В случае проникновения части расплава в ячеистую структуру 15, он скапливается в сборниках 42 расплава и приемных чашах 43, выполненных также из тугоплавкого материала.

Следует отметить, что в данном техническом решении основная масса расплава удерживается в пределах модулей 8, а попадание расплава в структуру 15 возможно в случае выполнения торцов 14 модулей 8 открытыми или в случае проплавления элементов конструкции модулей 8, в частности при разрушении закрытых торцев.

В камере 1 дополнительно можно установить теплообменное устройство (на чертежах не показано) для снижения температуры охлаждающей жидкости 2, которая за счет естественной (и/или принудительной) циркуляции в зазорах 9 снимает тепло от расплава. Более быстрое заполнение жидкость 2 ( при ее выпаривании ) зазоров 9 и полостей модулей 8, происходит за счет отверстий 13 в стенках модулей 8 через открытые торцы 14 модулей 8.

Расплав, попавший в зазор 9, беспрепятственно опускается в ячеистую структуру 15, расположенную ниже модулей 18 и не вытесняет воду из зазора 9, что обеспечивает гарантированную подкритичность.

В ячеистой структуре 15 полностью удается локализовать остатки расплава, не задержанные в модулях 8.

Подпитка охлаждающей жидкостью камеры 1 осуществляется через отверстия 44, соединяющие камеру 1 с емкостями 46, которые могут непосредственно примыкать к камере 1 или располагаться в свободных местах внутри защитной оболочки. Образовавшийся пар собирается в верхней части камеры 1 и по отверстиям 45 и отверстиям 47 выводится обычным путем, в частности на очистку, конденсацию и пр.

Поэтому при попадании расплав в полости модулей 8 происходит его охлаждение, сопровождающееся уменьшением плотности воды в полости модулей 8, которая будет не выше плотности воды в зазорах 9, поскольку в них поступает вода (снизу) из емкостей 46, а количество расплава, которое может попасть в зазоры 9, существенно меньше за счет установки рассекателей 20 потока расплава (перекрывающие, в случае необходимости, полностью верхнее сечение зазоров 9), что создает необходимые условия для достижения подкритичности расплава в устройстве.

Таким образом, описываемое устройство снижает локальные концентрации значительных масс расплава в небольших объемах приемной камеры, обеспечивая тем самым подкритичность при одновременном улучшении условий его охлаждения.