CN103850483A - 一种核电厂主厂房群布置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电厂的主厂房群布置方法，涉及核电技术领域，解决了现有技术缺乏一种紧凑高效且同时满足能动与非能动安全设施布置要求的布置方法，使核岛厂房中的设备合理布置的问题。本发明提供的方案为：一种核电厂的主厂房群布置方法，所述主厂房群包括核岛和常规岛，核岛厂房群包含了采用双层安全壳的反应堆厂房、电气厂房、安全厂房、燃料厂房、核辅助厂房、核废物厂房、运行服务厂房、应急柴油发电机厂房以及核岛消防水厂房。核岛厂房群布置方法是一种新型的核电厂单堆布置结构，包容能动与非能动相结合的安全系统，具备更强抵御严重外部事件的能力，满足三代核电技术的要求，有利于提高整个核电厂的安全性，增强民众对核安全的接受度。

Description

一种核电厂主厂房群布置方法

技术领域

本发明属于一种生产厂房的布置方法，尤其涉及一种核电厂主厂房群布置方法。

背景技术

目前已建成及在建核电厂主要分为双堆及单堆两种布置结构，尤其三代核电机组均为单堆布置。核电厂的主厂房群主要是指核岛及常规岛，核岛又包括反应堆厂房及周边厂房，用于包容核反应堆及核辅助设施。受技术路线的限制，现有核电厂的主厂房群布置方法差别很大，有的主要满足冗余能动安全系统的需求(如EPR)，有的主要满足非能动安全系统的需求(如AP1000)，而暂时没有一种能同时满足能动与非能动安全功能的核电机组。

随着社会对核安全的关注度进一步加重，尤其是在发生福岛事故之后，国际社会对核电厂的安全提出了更加苛刻的要求，需要一种更加安全的核电技术，因此需要设计一种更加合理的核电厂主厂房布置结构来满足新技术的需求。另外福岛事故之后，现有核电技术包括三代核电技术抵御严重的外部事件的能力（如海啸、地震）也受到了公众的质疑。

本发明针对的核岛厂房布置结构是一种根据反应堆技术及安全技术路线而相应设计的产品，即“什么样的技术决定什么样的厂房”，国内建设最多的二代改进型核电站多采用紧凑布置的双堆布置，这一布置结构几乎无法再做出更进一步改进去达到三代技术对布置空间位置的需求，而三代核电如采用非能动安全设计的AP1000对应的核岛厂房即以简单规模小为特点，而更加偏重冗余能动安全设计的EPR对应的核岛厂房则以多系列安全厂房为特点，均具有明显的技术倾向性，也导致了核岛厂房布置结构的迥异。本发明对应的是安全性能更高的自主化三代核电技术ACP1000，其技术特点是完全的能动和非能动设计，因此其要求必须同时具备能动设施布置要求和非能动设施布置要求，其最终产品设计必将是具有创造性的，并且可以作为此一类更高安全性核电技术的主厂房群布置方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种有利于提高整个核电厂安全性的核电厂主厂房群布置方法。

本发明的技术方案如下：一种核电厂主厂房群布置方法，包括核岛和常规岛，其中，常规岛的汽轮机厂房沿核岛的反应堆厂房轴线纵向布置，核岛以反应堆厂房为中心，在靠近汽轮机厂房一侧设置电气厂房，在与电气厂房相反方向的一侧设置燃料厂房，反应堆厂房的另外两个对称方向分别布置安全厂房；在所述燃料厂房和安全厂房外侧分别设置核辅助厂房及核废物厂房，在紧邻所述电气厂房和核废物厂房的位置设置运行服务厂房，两个柴油机厂房分别位于电气厂房和燃料厂房外侧，核岛消防水厂房紧贴运行服务厂房外侧设置。

进一步，如上所述的核电厂主厂房群布置方法，其中，所述的反应堆厂房、电气厂房及燃料厂房均采用抗商用飞机撞击的双层外墙。

进一步，如上所述的核电厂主厂房群布置方法，其中，所述的反应堆厂房、电气厂房、安全厂房、燃料厂房位于一个整体大底板上。

进一步，如上所述的核电厂主厂房群布置方法，其中，所述的核岛消防水厂房在核岛厂房群中单独设置。

进一步，如上所述的核电厂主厂房群布置方法，其中，所述的反应堆厂房外壁上设有用于非能动二次侧余热导出及安全壳热量导出的水箱。

进一步，如上所述的核电厂主厂房群布置方法，其中，在所述反应堆厂房内设有内置换料水箱和非能动堆腔注水箱。

进一步，如上所述的核电厂主厂房群布置方法，其中，在所述的燃料厂房外侧设有龙门架，燃料厂房内设置用于将反应堆主设备引入安全壳内的通道。

进一步，如上所述的核电厂主厂房群布置方法，其中，核废物厂房在多堆厂址作为共用厂房。

本发明的有益效果如下：本发明所提供的厂房布置结构能够完全满足更高的安全要求，反应堆厂房采用双层安全壳且与电气厂房及燃料厂房共同采用可抗商用大飞机撞击的双层外墙设计，非能动安全系统的高位水箱和位于反应堆厂房底层的内置换料水箱满足了最先进的非能动安全功能的实现需求，冗余系列的安全系统设施按不同系列分布于反应堆厂房相反两侧的安全厂房内，核岛厂房防水淹及抗震能力有很大提升。另外独立设置的核废物厂房能够满足先进三废工艺的布置要求，对于消除公众对核泄漏造成环境影响的疑虑有很大的帮助，在多堆厂址也有利于降低整体投资。

附图说明

图1为本发明布置结构的平面示意图；

图2为本发明布置结构的三维示意图。

图中,1.反应堆厂房2.燃料厂房3.电气厂房4.安全厂房(SR)5.安全厂房(SL)6.核辅助厂房7.核废物厂房8.柴油机厂房(A)9.柴油机厂房(B)10.运行服务厂房11.核岛消防水厂房12.应急空压机厂房13.汽轮机厂房

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

一种核电厂主厂房群布置方法，其核心是对核电站系统相互关系的梳理，确定合适的厂房布局，从而能给设备在厂房内的布置提供正确的设计，最终更好的实现核电站的安全运行。

核岛厂房的总体布置方法包含以下原则：

——整个核岛厂房以反应堆厂房为核心进行布局，安全系统的设备尽量靠近反应堆厂房布置；

——反应堆厂房的布置需满足非能动安全设施的功能实现要求，主要体现在安全壳内高位水箱，以及外层安全壳外壁上设有用于非能动二次侧余热导出及安全壳热量导出的水箱；

——安全厂房与电气厂房应紧挨反应堆厂房以便管道及电缆的敷设。能动安全系统分两个系列，这两个系列需实现地理上的完全隔离，因此一共有两个安全厂房分别对称布局在反应堆厂房的两侧，而电气厂房由于蒸汽管道、主给水管道以及常规岛电仪控制系统的关系，布局在如图1所示反应堆厂房与汽轮机厂房之间的位置；

——燃料厂房的位置以燃料转运通道轴线为基准，转运通道的定位是根据反应堆厂房内换料水池来决定，因此燃料厂房的布局定位就如图1所示位于紧挨反应堆厂房一侧，燃料操作及贮存系统再依据转运通道向一侧铺开；

——核辅助厂房由于包含了部分重要核辅助系统，与主回路系统、安全系统等存在密切联系，因此也需要尽量靠近反应堆厂房，因此布局在燃料厂房与安全厂房夹角方向，以方便管道及通道的设置；

——核废物厂房与主回路及安全系统直接关系不密切，因此可以根据其他厂房的布局选择合适的位置及结构形式；

——设置独立的卫生出入口，极大的改善运行人员的工作环境，运行服务厂房的位置需要能方便的进出控制区，因此布局在核废物厂房旁边，而在安全厂房内设置通道联通反应堆厂房与卫生出入口；

——为消除共模故障，将两个柴油机厂房设置在区域间隔较大的区域；

——考虑福岛事故后改进，设置单独的消防水厂房提高应对外部灾害能力。

本发明所述核电厂主厂房群主要由核岛及常规岛组成，核岛由下述厂房结构构成：反应堆厂房、电气厂房、安全厂房、燃料厂房、核辅助厂房、核废物厂房、运行服务厂房、应急柴油发电机厂房以及核岛消防水厂房。其中反应堆厂房、电气厂房、安全厂房、燃料厂房位于一个整体大底板上。

反应堆厂房主要用于布置反应堆、一回路系统设备以及其它相关的系统和设备，由双层安全壳和内部结构组成，用于阻止主回路管道泄漏所逸出的放射性物质对环境产生污染，并在正常工况和事故工况下，对现场人员提供辐射防护，同时保护反应堆厂房内部各系统免受外部灾害的影响。

安全厂房主要布置了两个系列的安全系统设施、相关的设备及管道、电气设备、蓄电池、仪控设施及通风设施等，实现了专设安全设施的实体隔离。

燃料厂房主要用于燃料装卸、运输、贮存系统的设备布置及操作。

电气厂房主要用于来布置部分电力配电设备、主给水流量控制系统、主蒸汽系统、汽机旁路系统、电气厂房冷冻水系统、安全厂房冷冻水系统等。

核辅助厂房主要用于核辅助系统设备及管道布置，公共放射性废物贮存、处理及装卸等。

运行服务厂房内设置卫生出入口以控制人员进出放射性控制区，在正常运行和停堆检修期间都为人员出入服务。

应急柴油发电机厂房内主要布置有应急柴油发电机组及其辅助系统、通风系统和相关电气系统等设备。

核岛消防水厂房内主要布置核岛消防水系统的水池和泵等设备。

如图1、图2所示，本发明核电厂主厂房群布置方法中，常规岛的汽轮机厂房13沿核岛的反应堆厂房1轴线纵向布置，核岛以反应堆厂房1为中心，靠近汽轮机厂房13一侧为电气厂房3，相反方向为燃料厂房2，其他两个对称方向布置两个安全厂房4、5，在燃料厂房2和安全厂房（SR）4外侧是核辅助厂房6及核废物厂房7，运行服务厂房10紧邻电气厂房3与核废物厂房7，两个柴油机厂房8、9分别位于电气厂房3和燃料厂房2外侧，核岛消防水厂房11紧靠运行服务厂房10外侧布置。

本发明中，反应堆厂房1、电气厂房3及燃料厂房2均采用抗商用飞机撞击的双层外墙设计，两个安全厂房4、5分别容纳不同系列的安全系统，分别布置于反应堆厂房1相反方向的两侧。反应堆厂房1外壁上设置用于安全壳热量导出的水箱结构，辅助给水箱（非能动堆腔注水箱）及换料水箱均内置于反应堆厂房1内部，核岛厂房同时容纳能动与非能动的安全系统。厂房的抗震设计标准为极限安全地震震动加速度峰值采用0.3g，燃料厂房外侧设置永久龙门架，反应堆主设备经由燃料厂房设置通道引入安全壳内。

本发明所提供的主厂房群布置方法有如下优点：

——对核岛内主回路系统、安全系统、辅助系统、燃料操作系统及废物处理系统合理规划，各厂房合理布局，满足各个系统设备的布置要求；

——保证各厂房通道的合理设置及对外接口，从而在建设安装及运行维修期间都能尽量提高工作效率；

——能动与非能动安全系统与设施的布置要求得到完整实现；

——反应堆厂房及周边四个厂房坐落在整体底板上，有效提高核岛抗震能力；

——放射性控制区与非控制区实现规划隔离，有效提高核岛厂房内的辐射防护水平；

——设置独立的卫生出入口，极大的改善运行人员的工作环境；

——设置专门的核岛消防水厂房进一步提升核岛安全性；

——为消除共模故障，将柴油机厂房设置在区域间隔较大的区域。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种核电厂主厂房群布置方法，其特征在于：常规岛的汽轮机厂房（13）沿核岛的反应堆厂房（1）轴线纵向布置，核岛以反应堆厂房（1）为中心，在靠近汽轮机厂房（13）一侧设置电气厂房（3），在与电气厂房（3）相反方向的一侧设置燃料厂房（2），反应堆厂房（1）的另外两个对称方向分别布置安全厂房（4、5）；在所述燃料厂房（2）和一个安全厂房（4）外侧分别设置核辅助厂房（6）及核废物厂房（7），在紧邻所述电气厂房（3）和核废物厂房（7）的位置设置运行服务厂房（10），两个柴油机厂房（8、9）分别位于电气厂房（3）和燃料厂房（2）外侧，核岛消防水厂房（11）紧靠运行服务厂房（10）外侧设置。

2.如权利要求1所述的核电厂主厂房群布置方法，其特征在于：所述的反应堆厂房（1）、电气厂房（3）及燃料厂房（2）均采用抗商用飞机撞击的双层外墙。

3.如权利要求1或2所述的核电厂主厂房群布置方法，其特征在于：所述的反应堆厂房（1）、电气厂房（3）、安全厂房（4）、燃料厂房（2）位于一个整体大底板上。

4.如权利要求1或2所述的核电厂主厂房群布置方法，其特征在于：所述的核岛消防水厂房（11）在核岛厂房群中单独设置。

5.如权利要求1或2所述的核电厂主厂房群布置方法，其特征在于：所述的反应堆厂房（1）外壁上设有用于非能动二次侧余热导出及安全壳热量导出的水箱。

6.如权利要求1或2所述的核电厂主厂房群布置方法，其特征在于：在所述反应堆厂房（1）内设有内置换料水箱和非能动堆腔注水箱。

7.如权利要求1或2所述的核电厂主厂房群布置方法，其特征在于：在所述的燃料厂房（2）外侧设有龙门架，燃料厂房（2）内设置用于将反应堆主设备引入安全壳内的通道。

8.如权利要求1或2所述的核电厂主厂房群布置方法，其特征在于：所述的核废物厂房（7）在多堆厂址作为共用厂房。

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