[发明专利]核岛洞室群长廊形布置地下核电站

说明书

技术领域

本发明涉及地下核电技术，具体地指一种核岛洞室群长廊形布置地下核电站。

背景技术

前苏联切尔诺贝利核事故、美国三哩岛核事故、以及日本福岛核事故表明，在极端事故情况下现有地面核电站不足以有效防控核泄露，确保核安全。为此，国内外一些学者、研究机构提出将大型商业核电站建设于地下，利用岩体的天然屏蔽作用，使极端事故情况下核污染得以有效控制，提高核电站的安保等级。美国、日本、前苏联、欧洲等国家和地区自上世纪70年代至今，陆续进行了地下核电站的概念设计研究，其建设的基本思路是将核电站涉核设备，例如反应堆、蒸汽发生器、主泵、稳压器、一回路管道及相关附属设备等，安放于地下洞室内。这种建设方式，设备布置灵活，地下洞室规模较小，洞室施工开挖难度较低。

虽然相关研究早已有之，但目前世界上并无大型商业地下核电站的工程实例。这主要是因为：①将核电站建设于地下，由于洞室开挖，土建工程费用将有所增加；②为降低设备运行的事故率，在核电站建设过程中应尽量减小对参考电站现有设备工艺系统的改动。如按照上述地下核电站建设思路，将核电站涉核设备根据地下洞室的空间要求，灵活布置于洞室内，虽然能在一定程度上减小洞室规模，但将使涉核设备的布置与现有地面参考电站有较大不同，从而需进行大量的安全性评估和论证，且不符合世界第三代核电建设标准化、模块化的总思路。

现有地面商业核电站核岛各厂房，例如反应堆厂房、燃料厂房、电气厂房、安全厂房、核辅助厂房等，其内部设备布置均经过严格论证，具有标准化和模块化的特点。由此，大型商业地下核电站建设中，应尽量保障核岛各厂房的结构形式、相互位置关系、内部设备布置等不进行大的改变，以减少核工艺系统的调整。但是，受地下洞室开挖技术的限制，难以提供一个足够大的洞室，将现有地面核岛各厂房完全复制建设于地下。

即保障核岛各厂房的结构形式、相互位置关系、内部设备布置等不进行大的调整，又能满足现有地下洞室开挖技术的要求，地下核电站建设最简单的方式是将现有地面核电站中核岛各厂房以反应堆厂房为中心沿径向拉伸，将各厂房布置于不同的小型洞室内，从而在整体上呈现环形布置的特点。如此，需建设反应堆厂房洞室、燃料厂房洞室、安全厂房洞室、核辅助厂房洞室、电气厂房洞室、连接厂房洞室等6个独立的地下洞室。这样在地下洞室群开挖中，需布置三层、共38条施工支洞，施工干扰大，不利于洞室群围岩稳定。而且，环形布置中，燃料厂房洞室、连接厂房洞室等洞室的轴线相互垂直，无法保障各洞室轴线均与岩层走向和地应力大主应力方向呈大角度相交，不利于洞室围岩稳定。因此，有必要对地下核岛洞室群的布置形式进行优化，以减少洞室、施工支洞数量，同时使各洞室轴线平行，以便核岛洞室群布置时规避不利岩层走向和地应力大主应力方向。

发明内容

本发明的目的提供一种技术可行、经济合理的核岛洞室群长廊形布置地下核电站，将现有地面核电站核岛建筑物布置于地下岩体中。

为实现上述目的，本发明所设计的核岛洞室群长廊形布置地下核电站，核岛洞室群长廊形布置地下核电站，包括利用核裂变能产生蒸汽的核岛，其特殊之处在于：所述核岛设置在地下洞室群中，所述地下洞室群中，用于放置辅助厂房的辅助洞室群对立地布置于反应堆厂房洞室两侧，形成长廊结构。其中，所述辅助洞室群包括用于放置电气厂房的电气厂房洞室、用于放置燃料厂房的燃料厂房洞室、用于设置安全设备的安全厂房洞室、核辅助厂房洞室。

进一步地，所述电气厂房洞室和燃料厂房洞室分别位于长廊对立的两侧。如此，两长廊形洞室的轴线相互平行，利于洞群布置时规避不利岩层走向和地应力大主应力方向。

优选地，所述核辅助厂房洞室、安全厂房洞室与燃料厂房洞室在同一侧，且所述核辅助厂房洞室、安全厂房洞室与燃料厂房洞室为同一组合洞室，以便减少洞室和施工支洞的数量。其中，所述安全厂房洞室有两个，互为备用，如此可保障在一个安全厂房设备出现事故的情况下，另一个安全厂房可保障核反应堆的正常运行。所述组合洞室内，两个安全厂房位于核燃料厂房的左右两侧，在物理上进行相互隔离，保障一个安全厂房出现事故不影响另一个安全厂房的正常运行。所述核辅助厂房位于组合洞室的最左侧或者最右侧。

进一步地，所述电气厂房洞室内设置有电气厂房和用于控制蒸汽管道开合的主蒸汽阀室。如此，电气厂房与地面中央控制室的连接电缆和主蒸汽管道可以布置于同一隧洞内，节约工程投资。