CN105261403B - 一种适用于陆上全埋布置的小堆减震浮筏装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于陆上全埋布置的小堆减震浮筏装置，包括用于将模块式小型堆安全壳（1）密封在其内部的密封舱（2），密封舱（2）设置于核岛固定地基（3）内，模块式小型堆安全壳（1）与密封舱（2）四周刚性连接，密封舱（2）的底面与核岛固定地基（3）的底面间设置有具有减震作用的隔振装置A，所述的密封舱（2）的侧壁与核岛固定地基（3）的侧壁间设置有隔振装置B。本发明的有益效果是：利用机械设备的隔振原理，采用隔振装置有效吸附地震时产生的大量动能量，将地震的产生的能量通过机械运动转化为摩擦热量消耗掉，较好的解决了地震波对反应堆的振动影响，而且也可以降低反应堆正常运行时的自身振动影响；减少设备造价。

Description

一种适用于陆上全埋布置的小堆减震浮筏装置
技术领域
本发明涉及陆上模块式小型堆固定装置系统设计技术领域，具体地，涉及一种适用于陆上全埋布置的小堆减震浮筏装置。
背景技术
模块式小型堆指单堆电功率小于30万千瓦，采用模块化设计、模块化制造、模块式运输，现场快速装配、采用革新技术的新一代反应堆。模块式小型堆具有高安全性、多用途（供电、供热、供汽、海水淡化、浮动核电站、核动力商船等）、成本效益、灵活性等多方优势。美国等国家给予模块式小型堆非常高的评价，如“核能工业的转折点”、“开创核能多用途新时代”等。模块式小型堆可作为稳定可靠的分布式清洁能源，对大气治理、节能减排、环境保护、能源安全提供又一个可靠的选择。
从核电市场需求看，发达国家和中等发达国家的电力供应已趋饱和，未来的核能需求将主要以发展中国家和能源短缺的国家和地区为主，这些国家和地区受地理位置、地质、气象、水源、经济能力和电网容量的限制，不适宜建造大型核电机组。从核电发展角度来看，大型核电厂址日益稀缺，而模块式小型堆厂址适应性强，可以有众多厂址可选择。
但世界部分地区属于强地震带，比如中国有30-40%的地方记载的地震最高烈度高于目前三代核电抗震的级别0.3g的要求，这将大大限制了模块式小堆的应用范围。按照目前小堆的应用特点，若能降低外界地震烈度的影响，提高模块式小堆的整体抗震性能，特别是最关键的核岛部分，将能满足大部分地区的适用需求，更好的被市场接受。
现有模块式小堆的全厂布置，为了增加抗震性能，将反应堆埋在地底下，核岛形式如图1所示。核岛放在在基岩上，与地基直接固定连接。
现有设计的模块式小堆核岛埋在地底下，可以有效的降低地震的影响，但核岛与地基刚性连接，当发生地震时，地震横波和纵波产生的大量能量，将作用到核岛装置，从而影响安全壳、压力容器，稳压器、驱动机构等核岛设备的结构安全性。若一味的提高单台设备的抗震性能，将大大增加设备采购价，从而影响小堆核岛总体造价，不仅提高了模块式小堆的初始投资，若要不定期更换，也将加大了模块式小堆的总体造价，影响小堆经济性，将制约模块式小堆的市场化推广。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种的一种适用于陆上全埋布置的小堆减震浮筏装置。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
一种适用于陆上全埋布置的小堆减震浮筏装置，包括用于将模块式小型堆安全壳密封在其内部的密封舱，密封舱设置于核岛固定地基内，模块式小型堆安全壳与密封舱四周刚性连接，密封舱的底面与核岛固定地基的底面间设置有具有减震作用的隔振装置A，所述的密封舱的侧壁与核岛固定地基的侧壁间设置有隔振装置B。
在日常反应堆正常运行时，将反应堆系统运行时的振动能量转移到密封舱，再传递给隔振装置A和隔振装置B，通过隔镇装置的阻尼吸震作用吸附掉核岛产生的振动能量，降低振动影响。当发生强震时，地基传递过来的地震能量波由隔振装置A和隔振装置B吸收掉，降低地震影响。
密封舱内填充有去离子纯净水，可以起到密封屏蔽作用，同时在发生核安全事故时，作为应急水源，通过钢安全壳将热量带出，保证反应堆不会发生融熔事故，保证核岛的绝对安全。
所述的隔振装置A包括在密封舱的底面与核岛固定地基的底面间沿从上到下的方向依次设置的第一级隔振装置、中间隔振板和第二级隔振装置，构成双重浮筏结构，从而将模块式小型堆整个反应堆系统布置在双重浮筏上面，通过双重浮筏的减震作用，有效吸附地震时产生的大量动能量，不仅可以缓解强震时的冲击危害，而且也可以降低反应堆正常运行时的自身振动影响。当发生强震时，地基传递过来的地震能量波分为纵波和横波两种，地震产生的振动能量传递给核岛固定地基，地基先通过第一级隔振器装置传递给中间隔振板，吸收掉部分地震能量，剩余部分能量传递给第二级隔振器装置，再吸收掉剩余部分地震波能量。所述的隔振装置B包括在密封舱的侧壁与核岛固定地基的侧壁间设置的一级隔振装置。通过浮筏的作用，可以大大提高设备的抗震效果，这样相应的设备固有抗震性能可以降低一定的标准，从源头降低小堆核电设备的制造成本，大大提高了模块式小堆核电站的整体经济性能。
可选的，所述的第一级隔振装置为在密封舱的底面和中间隔振板间均匀分布的多个弹簧和多个阻尼器，所述的第二级隔振装置为在中间隔振板和核岛固定地基的底面间均匀分布的多个弹簧和多个阻尼器，所述的一级隔振装置为在密封舱的侧壁与核岛固定地基的侧壁间均匀分布的多个弹簧和多个阻尼器。减震浮筏装置，通过阻尼器吸震作用吸附掉核岛产生的振动能量，降低振动影响。
所述的中间隔振板的侧面与核岛固定地基的侧壁间也均匀分布的多个弹簧和多个阻尼器，起到对中间隔振板的限位作用。
可选的，所述的第一级隔振装置为在密封舱的底面和中间隔振板间均匀分布的多个减震垫，所述的第二级隔振装置为在中间隔振板和核岛固定地基的底面间均匀分布的多个减震垫，减震垫通过压紧螺栓连接，所述的一级隔振装置为在密封舱的侧壁与核岛固定地基的侧壁间均匀分布的多个减震垫，所述的减震垫由多层阻尼橡胶层和设置于相邻阻尼橡胶层之间的金属板压制复合而成。金属板保证阻尼器的刚度，不会局部产生较大变形，阻尼橡胶层可以吸收振动波产生的能力，产生的热量通过中间夹杂的铁板导出。将这种复合减震阻尼器（板）均匀布置在隔振板与密封墙体的中间，减震垫便于施工安装，同时造价低、使用寿命长，同时也便于更换。金属板保证阻尼器的刚度，不会局部产生较大变形，阻尼橡胶层可以吸收振动波产生的能力，产生的热量通过中间夹杂的铁板导出。将这种减震垫均匀布置在密封舱的底面和中间隔振板间、中间隔振板和核岛固定地基的底面间以及密封舱的侧壁与核岛固定地基的侧壁间，并通过压紧螺栓连接，这样确保振动中减震垫不会发生位置移动。
优选的，所述的密封舱的顶部安装有密封密封舱顶部开口的密封板，密封板通过螺栓与密封舱密封连接，密封板可以在大修和换料时打开，便于技术操作。
综上，本发明的有益效果是：
1、本发明针对陆上全埋式模块式小型堆，利用模块式小堆的自身结构特点和全埋布置形式，提出了一种浮筏减震形式，将密封舱四周与地基四周通过减震浮筏和减震阻尼器连接，一旦发生强震，减震浮筏将吸收掉地震波的影响，将地震波的振动能转化为阻尼器的摩擦热能损耗掉，将地震带来的振动影响大大地降低，将能大大的提高模块式小堆的抗震能力。
2、进一步的，本发明是利用机械设备的隔振原理，采用双层隔振装置形成双重浮筏，双层隔振装置是在两层隔振器之间安装中间质量，利用隔振装置刚度和中间隔板质量的设计来抑制和衰减振动波的传播，从而获得良好的隔振效果。
本发明为适用于全埋式小型反应堆的长期固定方式，结合目前部分高地震烈度地方的特点，因地制宜，通过合理设计，将模块式小型堆整个反应堆系统布置在双重浮筏上面，通过双重浮筏的减震作用，有效吸附地震时产生的大量动能量，将地震的产生的能量通过机械运动转化为摩擦热量消耗掉，较好的解决了地震波对反应堆的振动影响，不仅可以缓解强震时的冲击危害，而且也可以降低反应堆正常运行时的自身振动影响。通过浮筏的作用，可以大大提高设备的抗震效果，这样相应的设备固有抗震性能可以降低一定的标准，可以大大降低原先对反应堆核级设备的抗震要求，将显著的减少设备造价，从源头降低小堆核电设备的制造成本，大大提高了模块式小堆核电站的整体经济性能。
3、底部减震浮筏装置采用双层隔振装置形式，四周减震浮筏装置采用一级隔振装置，在工程实施阶段，隔振装置可以采用弹簧+阻尼器的结构，也可以采用金属和橡胶组合在一起的减震垫，便于施工安装，同时造价低、使用寿命长，同时也便于更换。
4、将整个模块式小型堆安全壳密封在一个钢筋混凝土制造的密封舱里面，密封舱里面贮存了去离子纯净水，可以起到密封屏蔽作用，同时在发生核安全事故时，作为应急水源，通过钢安全壳将热量带出，保证反应堆不会发生融熔事故，保证核岛的绝对安全，核岛钢安全壳与密封壳四周刚性连接，反应堆运行时将振动传递给密封舱，再传递给减震浮筏装置，抵消掉核岛产生的振动能量。反过来，当发生强烈地震时，地震波先将振动能量传递给核岛固定地基，地基先通过第一级隔振器装置传递给中间隔振板，吸收掉部分地震能量，剩余部分能量传递给第二级隔振器装置，吸收掉剩余部分地震波能量。
附图说明
图1是现有模块式小堆核岛布置示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明的隔振装置与中间隔振板的布置形式结构示意图；
图4 是本发明的减震垫的结构示意图。
附图中标记及相应的零部件名称：
1-模块式小型堆安全壳，2-密封舱，3-核岛固定地基，4-第一级隔振装置，5-中间隔振板，6-第二级隔振装置，7-一级隔振装置，8-弹簧，9-阻尼器，10-减震垫，11-阻尼橡胶层，12-金属板，13-密封板。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例：
如图2所示，一种适用于陆上全埋布置的小堆减震浮筏装置，一种适用于陆上全埋布置的小堆减震浮筏装置，包括用于将模块式小型堆安全壳1密封在其内部的密封舱2，密封舱2设置于核岛固定地基3内，模块式小型堆安全壳1与密封舱2四周刚性连接，密封舱2的底面与核岛固定地基3的底面间设置有具有减震作用的隔振装置A，所述的密封舱2的侧壁与核岛固定地基3的侧壁间设置有隔振装置B。
在日常反应堆正常运行时，将反应堆系统运行时的振动能量转移到密封舱2，再传递给隔振装置A和隔振装置B，通过隔镇装置的阻尼吸震作用吸附掉核岛产生的振动能量，降低振动影响。当发生强震时，地基传递过来的地震能量波由隔振装置A和隔振装置B吸收掉，降低地震影响。
密封舱2内填充有去离子纯净水，可以起到密封屏蔽作用，同时在发生核安全事故时，作为应急水源，通过钢安全壳将热量带出，保证反应堆不会发生融熔事故，保证核岛的绝对安全。
所述的隔振装置A包括在密封舱2的底面与核岛固定地基3的底面间沿从上到下的方向依次设置的第一级隔振装置4、中间隔振板5和第二级隔振装置6，构成双重浮筏结构，从而将模块式小型堆整个反应堆系统布置在双重浮筏上面，通过双重浮筏的减震作用，有效吸附地震时产生的大量动能量，不仅可以缓解强震时的冲击危害，而且也可以降低反应堆正常运行时的自身振动影响。当发生强震时，地基传递过来的地震能量波分为纵波和横波两种，地震产生的振动能量传递给核岛固定地基3，地基先通过第一级隔振器装置传递给中间隔振板5，吸收掉部分地震能量，剩余部分能量传递给第二级隔振器装置，再吸收掉剩余部分地震波能量。所述的隔振装置B包括在密封舱2的侧壁与核岛固定地基3的侧壁间设置的一级隔振装置7。通过浮筏的作用，可以大大提高设备的抗震效果，这样相应的设备固有抗震性能可以降低一定的标准，从源头降低小堆核电设备的制造成本，大大提高了模块式小堆核电站的整体经济性能。
可选的，所述的第一级隔振装置4为在密封舱2的底面和中间隔振板5间均匀分布的多个弹簧8和多个阻尼器9，所述的第二级隔振装置6为在中间隔振板5和核岛固定地基3的底面间均匀分布的多个弹簧8和多个阻尼器9，所述的一级隔振装置7为在密封舱2的侧壁与核岛固定地基3的侧壁间均匀分布的多个弹簧8和多个阻尼器9。减震浮筏装置，通过阻尼器9吸震作用吸附掉核岛产生的振动能量，降低振动影响。
所述的中间隔振板5的侧面与核岛固定地基3的侧壁间也均匀分布的多个弹簧8和多个阻尼器9，起到对中间隔振板5的限位作用。
可选的，如图3所示，所述的第一级隔振装置4为在密封舱2的底面和中间隔振板5间均匀分布的多个减震垫10，所述的第二级隔振装置6为在中间隔振板5和核岛固定地基3的底面间均匀分布的多个减震垫10，减震垫10通过压紧螺栓连接，所述的一级隔振装置7为在密封舱2的侧壁与核岛固定地基3的侧壁间均匀分布的多个减震垫10。如图4所示，所述的减震垫10由多层阻尼橡胶层11和设置于相邻阻尼橡胶层11之间的金属板12压制复合而成。金属板12保证阻尼器9的刚度，不会局部产生较大变形，阻尼橡胶层11可以吸收振动波产生的能力，产生的热量通过中间夹杂的铁板导出。将这种复合减震阻尼器9板均匀布置在隔振板与密封墙体的中间，减震垫10便于施工安装，同时造价低、使用寿命长，同时也便于更换。金属板12保证阻尼器9的刚度，不会局部产生较大变形，阻尼橡胶层11可以吸收振动波产生的能力，产生的热量通过中间夹杂的铁板导出。将这种减震垫10均匀布置在密封舱2的底面和中间隔振板5间、中间隔振板5和核岛固定地基3的底面间以及密封舱2的侧壁与核岛固定地基3的侧壁间，并通过压紧螺栓连接，这样确保振动中减震垫10不会发生位置移动。
优选的，所述的密封舱2的顶部安装有密封密封舱2顶部开口的密封板13，密封板13通过螺栓与密封舱2密封连接，密封板13可以在大修和换料时打开，便于技术操作。
如上所述，可较好的实现本发明。

Claims (8)

1.一种适用于陆上全埋布置的小堆减震浮筏装置，其特征在于，包括用于将模块式小型堆安全壳（1）密封在其内部的密封舱（2），密封舱（2）设置于核岛固定地基（3）内，模块式小型堆安全壳（1）与密封舱（2）四周刚性连接，密封舱（2）的底面与核岛固定地基（3）的底面间设置有具有减震作用的隔振装置A，所述的密封舱（2）的侧壁与核岛固定地基（3）的侧壁间设置有隔振装置B。
2.根据权利要求1所述的一种适用于陆上全埋布置的小堆减震浮筏装置，其特征在于，所述的密封舱（2）内填充有去离子纯净水。
3.根据权利要求1或2所述的一种适用于陆上全埋布置的小堆减震浮筏装置，其特征在于，所述的隔振装置A包括在密封舱（2）的底面与核岛固定地基（3）的底面间沿从上到下的方向依次设置的第一级隔振装置（4）、中间隔振板（5）和第二级隔振装置（6），所述的隔振装置B包括在密封舱（2）的侧壁与核岛固定地基（3）的侧壁间设置的一级隔振装置（7）。
4.根据权利要求3所述的一种适用于陆上全埋布置的小堆减震浮筏装置，其特征在于，所述的第一级隔振装置（4）为在密封舱（2）的底面和中间隔振板（5）间均匀分布的多个弹簧（8）和多个阻尼器（9），所述的第二级隔振装置（6）为在中间隔振板（5）和核岛固定地基（3）的底面间均匀分布的多个弹簧（8）和多个阻尼器（9），所述的一级隔振装置（7）为在密封舱（2）的侧壁与核岛固定地基（3）的侧壁间均匀分布的多个弹簧（8）和多个阻尼器（9）。
5.根据权利要求3所述的一种适用于陆上全埋布置的小堆减震浮筏装置，其特征在于，所述的中间隔振板（5）的侧面与核岛固定地基（3）的侧壁间也均匀分布的多个弹簧（8）和多个阻尼器（9）。
6.根据权利要求3所述的一种适用于陆上全埋布置的小堆减震浮筏装置，其特征在于，所述的第一级隔振装置（4）为在密封舱（2）的底面和中间隔振板（5）间均匀分布的多个减震垫（10），所述的第二级隔振装置（6）为在中间隔振板（5）和核岛固定地基（3）的底面间均匀分布的多个减震垫（10），所述的一级隔振装置（7）为在密封舱（2）的侧壁与核岛固定地基（3）的侧壁间均匀分布的多个减震垫（10）。
7.根据权利要求6所述的一种适用于陆上全埋布置的小堆减震浮筏装置，其特征在于，所述的减震垫（10）由多层阻尼橡胶层（11）和设置于相邻阻尼橡胶层（11）之间的金属板（12）压制复合而成。
8.根据权利要求1所述的一种适用于陆上全埋布置的小堆减震浮筏装置，其特征在于，所述的密封舱（2）的顶部安装有密封密封舱（2）顶部开口的密封板（13），密封板（13）通过螺栓与密封舱（2）密封连接。
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