反應(yīng)堆的安全掩體結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及核電站反應(yīng)堆的安全防護和維護操作領(lǐng)域，特別涉及一種小型模塊化反應(yīng)堆的安全掩體結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]反應(yīng)堆的安全殼作為縱深防御的一道屏障，用于事故后包容放射性物質(zhì)，減少放射性物質(zhì)的釋放。安全殼的冷卻方式(或系統(tǒng))為反應(yīng)堆提供了安全相關(guān)的最終熱阱，降低事故后安全殼的溫度和壓力，減少放射性裂變產(chǎn)物的釋放。
[0003]安全殼的冷卻方式有多種，在傳統(tǒng)二代壓水堆電站中，主要靠安全殼內(nèi)噴淋來實現(xiàn)，即在(質(zhì)能釋放的)事故發(fā)生后，利用泵的驅(qū)動力，向置于安全殼內(nèi)的噴淋管線輸送冷卻水，通過內(nèi)部噴淋，吸收釋放出來的質(zhì)能，保證安全殼的完整性。在諸如三門核電站這樣的三代壓水堆中，安全殼頂部設(shè)置冷卻水箱，事故后，水箱中的水依靠重力淋灑在安全殼外表面，形成水膜，通過水膜蒸發(fā)帶走安全殼的熱量。在先進沸水堆堆型(ABWR)或其他反應(yīng)堆設(shè)計中，通過在安全殼內(nèi)布置熱交換器(或熱管)，熱交換器再連接安全殼外的水箱，從而利用熱交換器將安全殼的熱量帶出。
[0004]小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)，為提高經(jīng)濟性和安全性，一般設(shè)置小型的安全殼，且安全殼全部或部分置于地平面以下。SMR的安全殼冷卻除了可采取上述的方式之外，還可以直接將安全殼全部或部分浸泡在水空間中，前者如西屋的SMR設(shè)計，后者如巴威的SMR設(shè)計。安全殼全部浸泡于水空間中，導(dǎo)致安全殼承受過大的外壓和較大的浮力，且不方便安全殼貫穿和布管。安全殼部分(一般是安全殼弧頂部分)浸泡于水空間中，要解決水體泄漏的問題，且安全殼弧頂設(shè)置有頂蓋的話，在頂蓋開閉前后要進行放水和儲水操作。
[0005]安全殼冷卻方式與安全殼廠房結(jié)構(gòu)緊密關(guān)聯(lián)。SMR的反應(yīng)堆廠房除了要整合安全殼冷卻系統(tǒng)的布置之外，還必須考慮負挖深度、廠房內(nèi)放射性包容、貫穿和管道布置的簡易性、以及換料維修等機械操作的簡易性。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]針對上述問題，本實用新型提供一種反應(yīng)堆的安全掩體結(jié)構(gòu)，其適用于小型模塊化反應(yīng)堆，其安全殼冷卻方式及其廠房結(jié)構(gòu)，綜合考慮負挖深度、廠房內(nèi)放射性包容、貫穿和管道布置的簡易性、以及換料維修等機械操作的簡易性，平衡了小型模塊化反應(yīng)堆的安全性和經(jīng)濟性要求。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]反應(yīng)堆的安全掩體結(jié)構(gòu)，包括廠房和設(shè)置在廠房內(nèi)的安全殼，其特征在于，所述安全殼由安全殼本體和設(shè)置在安全殼本體上的安全殼弧頂組成，所述安全殼弧頂上設(shè)置有一與安全殼本體等直徑的且以安全殼弧頂為底面的冷卻水箱，所述冷卻水箱的頂部設(shè)置有箱蓋；用以連接安全殼內(nèi)外的管道貫穿件均設(shè)置在安全殼本體上。
[0009]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述廠房被地面和底板分隔為上部廠房和下部廠房兩個部分，其中地面與底板在同一水平面上。
[0010]進一步，所述安全殼弧頂和冷卻水箱置于上部廠房內(nèi)，而安全殼本體置于下部廠房內(nèi)。
[0011]進一步，安全殼和底板之間實現(xiàn)密閉。
[0012]進一步，所述上部廠房內(nèi)設(shè)置有儲存水箱，所述儲存水箱與冷卻水箱連接。
[0013]進一步，所述上部廠房的頂部與安全殼位置對應(yīng)的部位設(shè)置有環(huán)吊。
[0014]本實用新型的效果在于:
[0015]1、本實用新型提供一種適用于小型模塊化反應(yīng)堆的安全掩體結(jié)構(gòu)，事故后，安全殼內(nèi)的熱蒸汽大多聚集在安全殼弧頂，因此安全殼弧頂?shù)膫鳠嵴紦?jù)了安全殼冷卻的絕大部分，冷卻水箱的水將有效帶出安全殼的熱量。
[0016]2、安全殼弧頂上沒有貫穿件，因此可以認為不會發(fā)生失效；而安全殼弧頂下的安全殼本體有管道貫穿件(比如蒸汽管道)，存在一定的失效概率，因此安全殼本體置于地面以下，即使安全殼本體輕微失效，從安全殼釋放的放射性物質(zhì)留滯于下部廠房內(nèi)，而不會泄漏到上部廠房和大氣中去。
[0017]3、安全殼弧頂上沒有貫穿件，容易設(shè)計和布置冷卻水箱；而安全殼弧頂下面的其余部分(即安全殼本體)有各種貫穿件，因此不將安全殼弧頂?shù)南旅娌糠纸萦谒小?br>[0018]4、將安全殼弧頂置于上部廠房，而不是置于下部廠房，減小整個廠房的負挖深度，減少土建工程量。
[0019]本實用新型的特點可參閱本案圖式及以下較好實施方式的詳細說明而獲得清楚地了解。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的示意圖。
[0021]其中，1-上部廠房；2_下部廠房；3_地面；4_底板；5_安全殼本體；6_安全殼弧頂冷卻水箱；8_箱蓋；9-水；10-儲存水箱；11_環(huán)吊。
【具體實施方式】
[0022]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施例進一步闡述本實用新型。
[0023]參見圖1，反應(yīng)堆的安全掩體結(jié)構(gòu)，包括廠房和設(shè)置在廠房內(nèi)的安全殼，安全殼由安全殼本體5和設(shè)置在安全殼本體上的安全殼弧頂6組成，安全殼弧頂6上設(shè)有一與安全殼本體等直徑的且以安全殼弧頂為底面的冷卻水箱7，從而使安全殼弧頂6浸沒于水中，在反應(yīng)堆質(zhì)能釋放的事故中，冷卻水箱7中水將有效帶出安全殼5的熱量。
[0024]冷卻水箱的頂部設(shè)置有箱蓋8 ;上部廠房的頂部與安全殼位置對應(yīng)的部位設(shè)置有環(huán)吊11。冷卻水箱7上的箱蓋8和安全殼弧頂6 (或安全殼弧頂6的一部分)可以在換料過程中打開，從而使環(huán)吊11的吊鉤可以深入安全殼內(nèi)。
[0025]廠房被地面和底板分隔為上部廠房I和下部廠房2兩個部分，其中地面3與底板4在同一水平面上。安全殼本體5和底板4之間實現(xiàn)密閉。安全殼弧頂6和冷卻水箱7置于上部廠房內(nèi)，而安全殼本體5置于下部廠房2內(nèi)。用以連接安全殼內(nèi)外的管道貫穿件均設(shè)置在安全殼本體上。原因是:一:安全殼弧頂6上沒有貫穿件，因此可以認為不會發(fā)生失效；而安全殼本體5有管道貫穿件(比如蒸汽管道)，存在一定的失效概率，因此安全殼本體5置于地面3以下，即使安全殼本體5輕微失效，從安全殼釋放的放射性物質(zhì)留滯于下部廠房2內(nèi)，而不會泄漏到上部廠房I和大氣中去。二:安全殼弧頂6上沒有貫穿件，容易設(shè)計和布置冷卻水箱7 ;而安全殼弧頂6下面的其余部分有各種貫穿件，因此不將安全殼弧頂?shù)南旅娌糠纸萦谒小Ｈ?、事故后，安全殼?nèi)的熱蒸汽大多聚集在安全殼弧頂6，因此安全殼弧頂6的傳熱占據(jù)了安全殼冷卻的絕大部分。四、將安全殼弧頂6置于上部廠房1，而不是置于下部廠房2，減小整個廠房的負挖深度，減少土建工程量。
[0026]上部廠房I內(nèi)設(shè)置有儲存水箱10，儲存水箱10與冷卻水箱7連接。儲存水箱10在換料時用于存放堆內(nèi)構(gòu)件，而在事故發(fā)生后，可以對冷卻水箱7進行補水，保證安全殼弧頂6的長期冷卻。
[0027]換料時，放掉冷卻水箱7中的水9 (如放入儲存水箱10中)，打開箱蓋8，打開安全殼弧頂6 (或其一部分)，上部廠房I內(nèi)的環(huán)吊11的吊鉤可以深入安全殼5內(nèi)。吊鉤吊出各種設(shè)備，比如蒸汽發(fā)生器、堆內(nèi)構(gòu)件等等，這些設(shè)備存放至儲存水箱10中，進行必要的檢驗和檢修。
[0028]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型的范圍內(nèi)。本實用新型要求的保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【主權(quán)項】
1.反應(yīng)堆的安全掩體結(jié)構(gòu)，包括廠房和設(shè)置在廠房內(nèi)的安全殼，其特征在于，所述安全殼由安全殼本體和設(shè)置在安全殼本體上的安全殼弧頂組成，所述安全殼弧頂上設(shè)有一與安全殼本體等直徑的且以安全殼弧頂為底面的冷卻水箱，所述冷卻水箱的頂部設(shè)置有箱蓋；用以連接安全殼內(nèi)外的管道貫穿件均設(shè)置在安全殼本體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)堆的安全掩體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述廠房被地面和底板分隔為上部廠房和下部廠房兩個部分，其中地面與底板在同一水平面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反應(yīng)堆的安全掩體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述安全殼弧頂和冷卻水箱置于上部廠房內(nèi)，而安全殼本體置于下部廠房內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反應(yīng)堆的安全掩體結(jié)構(gòu)，其特征在于，安全殼和底板之間實現(xiàn)密閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反應(yīng)堆的安全掩體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上部廠房內(nèi)設(shè)置有儲存水箱，所述儲存水箱與所述冷卻水箱連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反應(yīng)堆的安全掩體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上部廠房的頂部與安全殼位置對應(yīng)的部位設(shè)置有環(huán)吊。
【專利摘要】本實用新型公開了一種反應(yīng)堆的安全掩體結(jié)構(gòu)，包括廠房和設(shè)置在廠房內(nèi)的安全殼，所述安全殼由安全殼本體和設(shè)置在安全殼本體上的安全殼弧頂組成，所述安全殼弧頂上設(shè)置一個與安全殼本體等直徑的且以安全殼弧頂為底面的冷卻水箱，所述冷卻水箱的頂部設(shè)置有箱蓋；用以連接安全殼內(nèi)外的管道貫穿件均設(shè)置在安全殼本體上。本實用新型提供一種適用于小型模塊化反應(yīng)堆的安全掩體結(jié)構(gòu)，事故后，安全殼內(nèi)的熱蒸汽大多聚集在安全殼弧頂，因此安全殼弧頂?shù)膫鳠嵴紦?jù)了安全殼冷卻的絕大部分，冷卻水箱的水將有效帶出安全殼的熱量。
【IPC分類】G21C13-02, G21D1-00, G21C15-18
【公開號】CN204480677
【申請?zhí)枴緾N201420744597
【發(fā)明人】申屠軍, 鄭明光, 司勝義
【申請人】上海核工程研究設(shè)計院
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2014年12月1日