反應堆的安全掩體結構制造技術

本發明專利技術公開了一種反應堆的安全掩體結構，包括廠房和設置在廠房內的安全殼，所述安全殼由安全殼本體和設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置有箱蓋；用以連接安全殼內外的管道貫穿件均設置在安全殼本體上。本發明專利技術提供一種適用于小型模塊化反應堆的安全掩體結構，事故后，安全殼內的熱蒸汽大多聚集在安全殼弧頂，因此安全殼弧頂的傳熱占據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。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及核電站反應堆的安全防護和維護操作領域，特別涉及一種小型模塊化反應堆的安全掩體結構。
技術介紹
反應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，減少放射性物質的釋放。安全殼的冷卻方式(或系統)為反應堆提供了安全相關的最終熱阱，降低事故后安全殼的溫度和壓力，減少放射性裂變產物的釋放。安全殼的冷卻方式有多種，在傳統二代壓水堆電站中，主要靠安全殼內噴淋來實現，即在(質能釋放的)事故發生后，利用泵的驅動力，向置于安全殼內的噴淋管線輸送冷卻水，通過內部噴淋，吸收釋放出來的質能，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，通過水膜蒸發帶走安全殼的熱量。在先進沸水堆堆型(ABWR)或其他反應堆設計中，通過在安全殼內布置熱交換器(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。小型模塊化反應堆(SMR)，為提高經濟性和安全性，一般設置小型的安全殼，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設計，后者如巴威的SMR設計。安全殼全部浸泡于水空間中，導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，且安全殼弧頂設置有頂蓋的話，在頂蓋開閉前后要進行放水和儲水操作。安全殼冷卻方式與安全殼廠房結構緊密關聯。SMR的反應堆廠房除了要整合安全殼冷卻系統的布置之外，還必須考慮負挖深度、廠房內放射性包容、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。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術提供一種反應堆的安全掩體結構，其適用于小型模塊化反應堆，其安全殼冷卻方式及其廠房結構，綜合考慮負挖深度、廠房內放射性包容、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堆的安全性和經濟性要求。為了實現上述目的，本專利技術的技術方案如下：反應堆的安全掩體結構，包括廠房和設置在廠房內的安全殼，其特征在于，所述安全殼由安全殼本體和設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置有箱蓋；用以連接安全殼內外的管道貫穿件均設置在安全殼本體上。在本專利技術的一個優選實施例中，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。進一步，所述安全殼弧頂和冷卻水箱置于上部廠房內，而安全殼本體置于下部廠房內。進一步，安全殼和底板之間實現密閉。進一步，所述上部廠房內設置有儲存水箱，所述儲存水箱與冷卻水箱連接。進一步，所述上部廠房的頂部與安全殼位置對應的部位設置有環吊。本專利技術的效果在于：1、本專利技術提供一種適用于小型模塊化反應堆的安全掩體結構，事故后，安全殼內的熱蒸汽大多聚集在安全殼弧頂，因此安全殼弧頂的傳熱占據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。2、安全殼弧頂上沒有貫穿件，因此可以認為不會發生失效；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留滯于下部廠房內，而不會泄漏到上部廠房和大氣中去。3、安全殼弧頂上沒有貫穿件，容易設計和布置冷卻水箱；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的下面部分浸泡于水中。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。本專利技術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。附圖說明圖1為本專利技術的示意圖。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；7-冷卻水箱；8-箱蓋；9-水；10-儲存水箱；11-環吊。具體實施方式為了使本專利技術實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例進一步闡述本專利技術。參見圖1，反應堆的安全掩體結構，包括廠房和設置在廠房內的安全殼，安全殼由安全殼本體5和設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，在反應堆質能釋放的事故中，冷卻水箱7中水將有效帶出安全殼5的熱量。冷卻水箱的頂部設置有箱蓋8；上部廠房的頂部與安全殼位置對應的部位設置有環吊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，從而使環吊11的吊鉤可以深入安全殼內。廠房被地面和底板分隔為上部廠房1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之間實現密閉。安全殼弧頂6和冷卻水箱7置于上部廠房內，而安全殼本體5置于下部廠房2內。用以連接安全殼內外的管道貫穿件均設置在安全殼本體上。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留滯于下部廠房2內，而不會泄漏到上部廠房1和大氣中去。二：安全殼弧頂6上沒有貫穿件，容易設計和布置冷卻水箱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的下面部分浸泡于水中。三、事故后，安全殼內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。上部廠房1內設置有儲存水箱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構件，而在事故發生后，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。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1內的環吊11的吊鉤可以深入安全殼5內。吊鉤吊出各種設備，比如蒸汽發生器、堆內構件等等，這些設備存放至儲存水箱10中，進行必要的檢驗和檢修。以上顯示和描述了本專利技術的基本原理本文檔來自技高網...

【技術保護點】
反應堆的安全掩體結構，包括廠房和設置在廠房內的安全殼，其特征在于，所述安全殼由安全殼本體和設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置有箱蓋；用以連接安全殼內外的管道貫穿件均設置在安全殼本體上。

【技術特征摘要】
1.反應堆的安全掩體結構，包括廠房和設置在廠房內的安全殼，其特征
在于，所述安全殼由安全殼本體和設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置有箱蓋；用以連接安全殼內外的管道貫穿
件均設置在安全殼本體上。
2.根據權利要求1所述的反應堆的安全掩體結構，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...

【專利技術屬性】
技術研發人員：申屠軍，鄭明光，司勝義，
申請(專利權)人：上海核工程研究設計院，
類型：發明
國別省市：上海;31