CN1041574C - 核反应堆控制室及其建造方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一核电站的控制室10，在控制室内，设备12，20，22，26离墙的距离都不小于4英寸。一天花板32有从金属板34朝地板向下延伸的散热片35，一混凝土板浇注在金属板上。保险柱36焊到金属板上并封闭在混凝土内。

Description

核反应堆控制室及其建造方法
本发明与核电站有关，特别是与核电站的控制室建造技术有关。
核电站控制室的设计根据操作经验继续演变，尤其对发生在1979年3月三浬岛核电站事故的研究不仅指出电站的系统设计、电站的发展程序、培训、维护以及测试计划方面的弱点而且过低估计了在紧急时刻，操作人员潜在反应能力起着关键作用这一点。而且过多强调了新反应堆设计重点在“消极”的反应堆操作，该术语的意思是在某种意义上电站的运行是非常稳定以至在没有人控制情况下，电站操作会自行调正，至少在紧急情况下会争取到宝贵的时间。
根据“消极”操作可看出核电站反应堆设计技术的演变，因为三浬岛事件强调了在设计控制室时使操作人员最大程度减小紧张的“放松”途径，不再认为控制室的设计部分要与系统室的其它部分相对隔离。当核电站发生故障或供电减少时，通过提供一能持续维持工作人员的操作和设备运行的平面布置，控制室设计应该考虑到紧急情况时操作人员的要求。当核电站发生操作问题，关键人员必须尽可能长地留在现场，然而这时，正常的空调和通风系统可能停止工作，由于控制室内设备产生的热量使控制室内温度逐渐上升，既使这样，关键人员一定要留在控制室内，免于因室温升高而引起心烦意乱。
本发明目的是提供一使操作人员却使在正常的空调设备不工作时(可能的持续紧急情况)也能耽相当长时间的核电站控制室，尤其本发明目的是提供一有最大限度做到自动传热运行且安全的核电站控制室，尽量减小对空调系统的依赖以维持一舒适的室温。
根据本发明，设计控制室所采取的总方针是设备都按置在控制室的各机柜内，操作设备和家具都不能直接靠墙而需要与墙保持一定距离(例如离墙4英寸)，通过尽量扩大混凝土墙暴露表面来促使对流冷却以便在空调系统不工作时增强室内的冷却。
根据本发明，控制室的天花板要造得尽量使控制室内热量散发出去，本发明抓住这一事实，即控制室是由能吸引大量室内热量的坚实混凝土墙围成，为了从人体上散发热量，天花板也是由像控制室墙和地板一样的混凝土予制板组成，混凝土浇注在若干平的金属板上，在控制室天花板区的内部，若干冷却的散热片从该金属板向下延伸，通过混凝土预制板上的散热片和金属板，热量从天花板内的空气传出并促使气流向上，包括设备和墙之间的气流向上流。
根据本发明的一个方面，金属杆或柱焊在这些金属板上，再把混凝土浇注上并包往这些金属杆，这就提供了一附加的混凝土和金属板之间的热联系，从而提供了一附加的散热片的散热通道。
根据本发明的一个方面，散热片可连到位于控制室天花板内的横向金属梁。
根据本发明的另一方面，单个金属板横穿天花板延伸而各散热片又伸过金属板的整个长度，焊在金属板上的金属杆伸入混凝土板，散热片、金属杆和混凝土的组合作用提供了所需的刚度就可淘汰上述横向梁。通过混凝土结构(例如墙和天花板)就能预测控制室内的传热特性并改变散热片的布置来提供在一定的时间内正常空调系统关机情况下的舒适环境是本发明的特点之一。本发明的一突出特点是紧急情况下，如果正常空调系统关闭后能最大限度发挥控制室内部与混凝土结构之间的“自动”传热特性以减小控制室内温升的速度。
从下文的叙述，本发明的优点和特点对本专业的技术人员都会一目了然。
图1是天花板下区域内一先有技术控制室的平面图。
图2是根据本发明的位置按放设备的控制室的平面图；
图3是本发明所建造的控制室的简化侧视图；
图4是沿图3中4-4剖面线所取的天花板的平面图；
图5是根据本发明所建造的墙和天花板连接的详细剖视图。
图1示出一包含有多种设备以及厨房区10.1的先有技术的核电站控制室10，控制室有一高架显示屏12以模拟核电站的运行，在显示屏12几英尺之后是一专用的控制仪表板14，该仪表板之后则为反应堆高级操作员活动的区域16，应该指出在先有技术控制室布置中，设备和家俱诸如计算机和工作站位置都坚靠着控制室的原混凝土墙10.2，控制室的温度是由一正常的空调系统(未示出)来调节，设备12，14，16以及计算机终端20都产生热量。先有技术控制室的外形和设备平面布置的特征是它限制了沿着设备所遮墙面区的对流，即使一计算机总端22关机，由于计算机邻近墙面而限制了对流到计算机之后墙面的气流，机柜26位置也直接紧靠着墙而产生同样的传热局限，事实上，一黑板28位置直接紧靠墙，挡住了一大片墙面，仪表板12位置也直接紧靠墙，同样也挡住一大片墙面。
另一方面，图2示出使用同样设备但按照本发明所布置的控制室，本发明尽量增大对墙面的传热，此处，设备的位置离墙10.2有某个距离D最好该距离不小于4英寸，这样在图2中，例如黑板位置就离开墙，甚至控制仪表板12的位置12.1位于离墙4英寸处，在图1所示在工作台上的计算机终端20，24也离墙有一距离，大约为4英寸，促使计算机终端和墙之间区域的空气流动。在先有技术控制室靠着墙的资料柜26在图2中也离墙有一距离D，甚至在小控制室的辅助区10.5内的工作台也不靠墙10.2，整个控制室内，设备与墙的距离都不小于4英寸。在厨房区10.1所有坎具都不靠墙10.2甚至在内室10.5中，工作台29也与内墙40.6也有一距离D。
图3是设备30与墙10.2隔开距离D的控制室10的简化立面图，图中示出控制室10也有一特有的天花板32，天花板是一浇注在金属板34上的混凝土板33，图4示出由结构钢制成的金属板34，下文会更详细说明，首先把金属板34单独放置在控制室天花板上，随后混凝土板浇注在金属板上，这些金属板由一合适的支撑结构(例如木材)暂时按放就位直到混凝土养护变硬，控制室天花板由混凝土板和结构支撑樑或增强钢板的复合作用来支撑，这在下文会说明。
图5示出向下延伸的散热片35，这些散热片连到钢板上，最好沿着散热片长度在点35.1用焊缝焊接。图4有一部分剖开图CW1以便看出散热片在金属板之下并伸过天花板区。在本发明的最佳实施例，散热片横越各金属板，所焊的散热片相互间隔约9英寸，由钢或相似导热材料制成的散热片有0.5英寸厚和9英寸高。
从图5中可看出把混凝土板33浇注在竹节钢筋锚杆36周围，这些钢筋锚杆36在点36.1处焊在钢板34上，这些锚着钢筋的目的是为了增强通过钢板和散热片到混凝土板之间的热联系，锚着钢筋可以6英寸长，相互之间隔为9英寸，而直径为0.75英寸。
在图5所示的本发明实施例中，钢板34对接到被一托架48连到一横向梁46的梁44上，散热片端头例如可在点44.1处焊到梁44上。
通过这种方式建造的房间，当正常空调系统关闭时，其空间内的温升速度显著地降低，以使留在控制室的人员能继续操作。
在图4所示的另外一实施例中，在垂直排A，B，C，D内的单个钢板34可由一块钢板代替，而且中间的梁46可去掉，图3中有效说明这一布置，有一具有图4中所示的板34其宽度为W的金属板在上墙10.21和下墙10.22之间延伸，这些较大的金属板在天花板内形成四个垂直金属板排，在此情况下，散热片35在整个金属板长度上延伸，(也就是在图4内从顶到底)。此外，锚着钢筋36被保险柱所代替，如前一样，混凝土板33浇注在金属板上，在这种外形下，散热片和带有保险柱的混凝土板的组合作用就尤其重要，因为这种形状会使天花板具有足够刚度以致就不需要梁44和46。

Claims (10)

1.一种建造具有混凝土侧墙(10.2)和混凝土地板的控制室的方法(10)，其特征在于：该方法包括如下步骤：
把控制室内设备(30)安置在预定的离墙(10.2)至少为100mm的最小距离处；
通过在控制室(10)的天花板面积上安装金属板来产生一天花板(32)；
在上述金属板(34)上装上散热片(35)，上述散热片(35)朝着地板向下延伸；
在上述金属板(34)上装上金属杆(36)，上述金属杆(36)从上述金属板(34)向上延伸一距离而进入第一区；
把混凝土板(33)浇筑在上述第一区达到超过上述距离的深度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：上述金属杆(36)用作保险柱，各金属板在一方向完全伸过天花板(32)而上述散热片(35)在所述的方向完全伸过金属板(34)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：设有伸过天花板区的梁(44)，而所述散热片(35)在散热片边缘上焊到梁(44)上。
4.一核电站控制室(10)，其特征在于：天花板(32)包括若干金属板(34)；
伸过天花板(32)延伸并焊到一钢板(34)上的散热片(35)，上述散热片(35)朝控制室地板向下伸出一距离并连到金属板(34)上；
以及浇筑在上述金属板(34)的顶上的一混凝土板(33)。
5.根据权利要求4所述的控制室(10)，其特征在于：
钢筋杆(36)连到上述金属板(34)并伸入上述混凝土板(33)。
6.根据权利要求5所述的控制室(10)，其特征在于：上述钢筋杆(36)用作保险柱，且各金属板(34)在一方向完全伸过天花板(32)而上述散热片(35)在上述方向伸过金属板(34)的长度。
7.根据权利要求5所述的控制室(10)，其特征在于：一金属梁(44)伸过天花板(32)，并支撑一金属板(34)，而上述散热片(35)的端头焊在上述梁(44)上。
8.建造一具有混凝土侧墙(10.2)和一混凝土地板的核电站控制室(10)的方法，其特征在于它有以下步骤：
把设备(30)安置在离墙(10.2)至少为100mm的最小距离处；
设置一带有在二墙(10.2)之间带有向下延伸的散热片(35)的复合天花板(32)。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于如下步骤：
把金属杆(36)置于上述复合天花板内，使热量从散热片(35)传入一复合的粘合材料中。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：上述天花板在金属板(34)的一侧上有一浇筑的混凝土板(33)而在金属板表面的一侧有上述散热片(35)，上述金属杆(36)焊到上述金属板(34)上并伸入上述混凝土板(33)内，上述各金属板(34)完全伸过控制室(10)的第一墙和第二墙(10.2)之间的天花板(32)，而上述散热片(35)平行地完全伸过上述两墙(10.2)之间的金属板(34)。
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