[发明专利]核电厂

说明书

核电厂（10）包括：核反应堆（12），核反应堆包括反应堆燃料元件（14），围绕核反应堆（12）的反应堆壳（16）和围绕反应堆壳（16）的主屏蔽层（18）。反应堆燃料元件（14）布置在第一高度（H1）与高于第一高度（H1）的第二高度（H2）之间。主屏蔽层（18）包括基部部分（30）、中间部分（32）和顶部部分（34）。基部部分（30）具有在第一高度（H1）以下的上部高度（H3），并且基部部分（30）包括混凝土。顶部部分（34）具有在第二高度（H2）以上的下部高度（H4），并且顶部部分（34）包括混凝土。中间部分（32）垂直布置在主屏蔽层（18）的基部部分（30）与顶部部分（34）之间。中间部分（32）包括至少一个支撑结构（36,36A,36B,36C）和含有钨或硼的基体材料（32A,32B），并且至少一个支撑结构（36,36A,36B,36C）在主屏蔽层（18）的顶部部分（34）与底部部分（30）之间延伸。

技术领域

本公开涉及核电厂。

背景技术

核电厂包括：包括反应堆燃料元件的核反应堆，围绕反应堆燃料元件的反应堆壳，围绕反应堆壳的主屏蔽层，围绕主屏蔽层的较远的墙，围绕较远的墙的安全壳（containment vessel），以及围绕安全壳的建筑墙。反应堆壳典型地包括具有4至8英寸，10至20 cm的厚度的钢。主屏蔽层典型地包括4英尺，1.22 m的含铅（leaded）混凝土墙，厚度具有各自具有1.5英寸，3.8 mm的厚度内部和外部钢衬。较远的墙典型地包括具有5英尺，1.52m的厚度的增强混凝土。安全壳典型地包括具有1.5英寸，3.8 mm的厚度的钢，并且建筑墙典型地包括具有3英尺，0.91 m的厚度的增强混凝土。

主屏蔽层，有时称为生物屏蔽层，被布置成当反应堆运行时防止中子通量从反应堆离开到周围环境，并且当反应堆关闭时阻挡来自辐照压力/反应堆壳的伽马射线。其被设计成防止当反应堆关闭进行检查时对人体的辐射剂量，且还防止当反应堆运行时辐照附近的结构材料和核电厂的其他组件。

主屏蔽层主要包括混凝土，但混凝土不提供高水平的中子屏蔽，且因此主屏蔽层需要相对大量的混凝土，且因此混凝土必须相对地厚。混凝土的优点在于混凝土相对便宜。主屏蔽层不是优化成最大化中子屏蔽的程度，而是最小化用于中子屏蔽的材料的量。

因此，本公开寻求提供具有主屏蔽层的核反应堆，其减少或克服上述问题。

发明内容

根据第一方面，提供有一种核电厂，包括：核反应堆，所述核反应堆包括反应堆燃料元件，围绕核反应堆的反应堆壳和围绕反应堆壳的主屏蔽层，反应堆燃料元件布置在第一高度与高于第一高度的第二高度之间，主屏蔽层至少形成在反应堆壳周围的环，主屏蔽层包括基部部分、中间部分和顶部部分，基部部分、中间部分和顶部部分各自在反应堆壳周围在圆周上连续延伸，主屏蔽层的基部部分在第一高度处或以下具有上部高度，并且基部部分包括混凝土，主屏蔽层的顶部部分在第二高度处或以上具有下部高度，并且顶部部分包括混凝土，主屏蔽层的中间部分垂直布置在底部部分与顶部部分之间，中间部分包括至少一个支撑结构和含有钨、硼、银、铟、铪或镉的基体材料，并且至少一个支撑结构在主屏蔽层的顶部部分与底部部分之间延伸。

至少一个支撑结构可以包括内部混凝土构件和外部混凝土构件，含有钨或硼的基体材料的单层布置在内部混凝土构件与外部混凝土构件之间。

至少一个支撑结构可以包括内部钢构件和外部钢构件，含有钨或硼的基体材料的单层布置在内部钢构件与外部钢构件之间。

至少一个支撑构件可以包括内部钢增强混凝土构件和外部钢增强混凝土构件，含有钨或硼的基体材料的单层布置在内部钢增强混凝土构件与外部钢增强混凝土构件之间。

至少一个支撑构件可以包括内部混凝土构件、中间混凝土构件和外部混凝土构件，含有钨或硼的基体材料的第一层布置在内部混凝土构件与中间混凝土构件之间，并且含有钨或硼的基体材料的第二层布置在中间混凝土构件与外部混凝土构件之间。