[实用新型]带蓄水钢管柱的非能动双层安全壳

说明书

技术领域

本实用新型属于核电安全结构设计技术领域，具体涉及一种带蓄水钢管柱的非能动双层安全壳。

背景技术

安全壳/屏蔽厂房是核电厂最重要的构筑物，其主要功能是在假想的设计基准事故后，承受内压，包容气载放射性释放物，并在正常运行期间为反应堆堆芯和冷却剂系统提供屏障。同时，安全壳/屏蔽厂房也是反应堆的热力边界，具有将设计基准事故后产生的热量排入大气、防止超压的功能。

目前较为流行的安全壳/屏蔽厂房的类型主要包括带钢衬里的预应力混凝土安全壳、由预应力混凝土安全壳和普通混凝土安全壳组成的双层安全壳和由钢安全壳与钢筋/预应力钢筋混凝土屏蔽厂房共同组成的双层安全壳。我国的秦山一期便是采用自主设计的带钢衬里的预应力混凝土安全壳。采用法国技术的EPR核电厂和采用俄罗斯技术的VVER核电厂采用了由预应力混凝土安全壳和普通混凝土安全壳组成的双层安全壳。而目前正在大批量兴建的AP1000核电厂，则是采用由钢安全壳与钢筋混凝土屏蔽厂房共同组成的双层安全壳，该安全壳采用了非能动技术，具有更高的可靠性。

AP1000核电厂在基准事故下的安全壳非能动冷却，是通过屏蔽厂房顶部的非能动安全壳冷却水箱所储水的喷淋来进行的。相比以往的安全壳/屏蔽厂房，在热力学性能上，这是一个显著的进步。日本福岛核电危机之所以恶化，便是因为在极端工况下能动冷却失效。但是AP1000核电厂也存在一定的问题：将如此巨大的水箱置于屏蔽厂房的顶部，显然对结构的抗震是不利的。而喷淋系统本身能否在事故状态下顺利开启，也将大大影响系统的可靠性。

中国发明专利03143620.X提出了一种新型的沸水反应堆安全壳，该专利对安全壳内部结构进行了调整，具有一定的创新性。但未对安全壳本身做出重大改进，在余热排出和防止超压方面，未有显著进步。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种带蓄水钢管柱的非能动双层安全壳，以克服现有技术存在的不足。

为达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：

一种带蓄水钢管柱的非能动双层安全壳，该安全壳包括钢安全壳、外侧板、底板、顶板、上部冷却水箱、上部冷却水、下部进气孔、上部排气孔、空气导流板、流量分配盘；

所述底板坐落于地基上；钢安全壳坐落于底板上；钢安全壳的外侧设置有外侧板，外侧板坐落于底板上；外侧板上设置有顶板，上部冷却水箱坐落于顶板上且位于钢安全壳正上方；上部冷却水储存于上部冷却水箱中；下部进气孔和上部排气孔位于外侧板上；流量分配盘悬挂焊接在顶板上，且位于上部冷却水箱与钢安全壳之间；空气导流板焊接在外侧板内侧。

所述钢安全壳由圆柱筒状的钢安全壳主体及其两端半椭球形的顶封头和底封头组成，钢安全壳通过底封头与底板连接。

所述钢安全壳主体由均匀排布的蓄水钢管柱及其之间的柱间板组成。

所述蓄水钢管柱中储存有柱间冷却水。

所述蓄水钢管柱的数量为16根，以22.5°间距绕钢安全壳平面中心均匀布置。

所述蓄水钢管柱是由钢材整体灌注而成的带翼缘无缝钢管，其内侧进行防腐处理后再挂胶。

所述顶封头为由半圆槽型梁、梁间板、顶封头顶板和槽型梁加劲板组成的半椭球状；半圆槽型梁的下端与相应蓄水钢管柱上端焊接，半圆槽型梁的上端与顶封头顶板焊接，半圆槽型梁的侧面通过梁间板连接，梁间板的上端与顶封头顶板焊接，梁间板的下端与相应的柱间板焊接；槽型梁加劲板焊接在半圆槽型梁上，槽型梁加劲板的平面垂直于半圆槽型梁轴线。

所述外侧板是内部带有不锈钢衬里、施加了环向预应力、具有较强结构承载能力和辐射屏蔽能力的圆筒状结构。

所述外侧板与底板通过插筋连接。

本实用新型所取得的有益效果为：

本实用新型所述带蓄水钢管柱的非能动双层安全壳利用水和空气的固有物理特性，采用对流散热的原理，具有良好的余热排出性能，在事故工况下不需外接能源的支持。与AP1000的非能动冷却相比，本发明增加了柱间冷却水来辅助冷却，大大提高了事故工况下安全壳的冷却性能，提高了事故工况下的核电站生存能力。本发明的结构设计还可以大大提高安全壳的结构性能，使钢安全壳的结构形式更加合理，使钢安全壳刚度得以较大提高，提高了钢安全壳的抗震性能；

普通的安全壳/屏蔽厂房，通过专设的安全系统进行余热排出，而这些安全系统是需要动力驱动的，在事故工况下，安全系统自身的可靠性存在很大问题。而本发明通过水的热对流的固有物理特性进行余热排出，可靠性更高；