CN106098111B - 带抑压水池结构的安全壳 - Google Patents

带抑压水池结构的安全壳 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种带抑压水池结构的安全壳，所述安全壳内设有抑压水池及位于所述抑压水池上方且与所述抑压水池隔离的干阱，所述抑压水池具有水空间及气空间，所述水空间与所述干阱之间呈竖直地设有连通两者的气液流通管，所述气空间与所述干阱之间设有真空破坏阀，所述抑压水池内设有第一隔离孔，所述第一隔离孔与所述抑压水池隔离且与所述干阱连通，所述第一隔离孔容纳反应堆压力容器；所述水空间环绕于所述第一隔离孔周围，以使所述水空间的水围绕于所述反应堆压力容器的四周。本发明抑压效果好、对辐射屏蔽效果好、布置简单紧凑、并能抑制所述抑压水池的液面晃荡、适用于海洋环境下的船用核反应堆中。

Description

带抑压水池结构的安全壳
技术领域
本发明涉及一种安全壳，尤其涉及一种带抑压水池结构的安全壳。
背景技术
沸水堆和部分核反应堆中常采用抑压水池结构对事故前期安全壳进行降压。抑压水池布置在安全壳内部，装有一定量硼酸水，与安全壳通过数根气液连通管连接，连通管一头位于安全壳干阱，另一头深入抑压水池水中，事故发生后，安全壳中高温高压蒸汽在压差作用下通过连通管进入抑压水池进行冷却。
然而，现有安全壳中的抑压水池通常是位于安全壳的上部，这种布置会导致安全壳的重心较高，不利于应用在船用的核反应堆上；并且这种抑压水池与反应堆主设备分开布置的方式，不利于堆芯辐射的生物屏蔽，还需要对反应堆主设备额外设置辐射屏蔽材料，这样增加了安全壳结构的复杂性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种屏蔽效果好、布置简单紧凑、适用于浮动环境下的带抑压水池结构的安全壳。
为了实现上述目的，本发明提供一种带抑压水池结构的安全壳，包括安全壳体，所述安全壳体内设有抑压水池及位于所述抑压水池上方且与所述抑压水池隔离的干阱，所述抑压水池具有水空间及气空间，所述水空间与所述干阱之间呈竖直地设有连通两者的气液流通管，所述气空间与所述干阱之间设有真空破坏阀，所述抑压水池内设有第一隔离孔，所述第一隔离孔与所述抑压水池隔离且与所述干阱连通，所述第一隔离孔容纳反应堆压力容器；所述水空间环绕于所述第一隔离孔周围，以使所述水空间的水围绕于所述反应堆压力容器的四周。
与现有技术相比，由于本发明通过将安全壳体内的干阱及抑压水池呈上、下设置，并在所述抑压水池上设置第一隔离孔，使第一隔离孔内与所述抑压水池隔离且与所述干阱连通，从而可以使反应堆压力容器容置于第一隔离孔内，由于所述第一隔离孔的外侧被水淹没，这样相当于将反应堆压力容器置于水下，因此，通过这样的布局可以使抑压水池不但能在事故工况下能抑制安全壳内的气压，而且可作为反应堆压力容器的生物屏蔽层，从而可减少或者免除设置额外的辐射屏蔽材料，简化安全壳内部的结构；整个安全壳不但抑压效果好，而且屏蔽效果也很好、且布置简单紧凑；另外，由于所述抑压水池设置于安全壳的下方，因此可以降低整体重心高度，使其适用于海洋环境或其他运动环境下的核反应堆上。
较佳地，所述水空间内设有防晃隔板，所述防晃隔板开设有连通其两侧的连通孔。设置所述防晃隔板可以使所述抑压水池分成若干底部连通的子水池，从而将径高比较大的抑压水池分成径高比较小的子水池，子水池随外界运动造成的液面波动幅度相对整个抑压水池更小，因此，在海浪等外部条件以及浮动平台的自身运动情况下，本发明的安全壳的抑压水池能有效抑制液面的晃荡。
具体地，所述防晃隔板的下边缘贯穿所述水空间连接于所述抑压水池的下底面，所述防晃隔板的上边缘贯穿所述气空间连接于所述抑压水池的上顶面。设计所述防晃隔板超过所述抑压水池的水面，目的是减少抑压水池自由液面表面积，把一完整自由液面分成若干部分自由液面，从而减少液体晃荡时的冲击载荷，增强了运动条件下核电厂的安全性。
较佳地，所述防晃隔板呈环形结构。
较佳地，所述抑压水池内设有第二隔离孔，所述第二隔离孔与所述抑压水池隔离且与所述干阱连通，所述第二隔离孔容纳蒸汽发生器。所述第二隔离孔又可使抑压水池对所述蒸汽发生器进行屏蔽，有效增强屏蔽效果，同时，简化安全壳内部的结构。
具体地，所述抑压水池内设有支承桁架，所述支承桁架支撑于所述抑压水池的上顶面及下底面之间，以将所述反应堆压力容器及蒸汽发生器施加于所述抑压水池上顶面的重力传递到所述抑压水池的下底面。
具体地，所述抑压水池的上顶面设有支承群座，所述第一隔离孔、第二隔离孔开设于所述支承群座上，所述反应堆压力容器及蒸汽发生器承载于所述支承群座上，所述支承桁架的上端与所述抑压水池的上顶面焊接连接，所述支承桁架下端与所述抑压水池的下底面焊接。
附图说明
图1是本发明带抑压水池结构的安全壳的结构示意图。
图2是本发明带抑压水池结构的安全壳的剖视图。
图3是本发明带抑压水池结构的安全壳的俯视图。
图4是本发明带抑压水池结构的安全壳的支承桁架的结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
如图1至图3所示，本发明带抑压水池结构的安全壳100包括安全壳体1，所述安全壳体1内设有抑压水池11及位于所述抑压水池11上方且与所述抑压水池11隔离的干阱12，所述抑压水池11具有水空间111及气空间112，所述水空间111与所述干阱12之间呈竖直地设有连通两者的气液流通管2，所述气空间112与所述干阱12之间设有真空破坏阀3，所述抑压水池11内设有第一隔离孔113，所述第一隔离孔113与所述抑压水池11隔离且与所述干阱12连通，所述第一隔离孔113容纳反应堆压力容器；所述水空间111环绕于所述第一隔离孔113周围，以使所述水空间111的水围绕于所述反应堆压力容器的四周。
再请参阅图1至图3，所述水空间111内设有防晃隔板114，所述防晃隔板114呈环形结构，所述防晃隔板114开设有连通其两侧的连通孔114a。所述防晃隔板114的下边缘贯穿所述水空间111连接于所述抑压水池11的下底面11a，所述防晃隔板114的上边缘贯穿所述气空间112连接于所述抑压水池11的上顶面11b。设置所述防晃隔板114可以使所述抑压水池11分成若干底部连通的子水池，从而将径高比较大的抑压水池11分成径高比较小的子水池，子水池随外界运动造成的液面波动幅度相对整个抑压水池11更小，因此，在海浪等外部条件以及浮动平台的自身运动情况下，本发明的安全壳的抑压水池11能有效抑制液面的晃荡。另外，通过设计所述防晃隔板114超过所述抑压水池11的水面，目的是减少抑压水池11自由液面表面积，把一完整自由液面分成中间圆形自由液面和四周环形自由液面两部分，从而减少液体晃荡时的冲击载荷，增强了运动条件下核电厂的安全性。
再请参阅图1至图3，所述抑压水池11内设有第二隔离孔115，所述第二隔离孔115与所述抑压水池11隔离且与所述干阱12连通，所述第二隔离孔115容纳蒸汽发生器。所述第二隔离孔115又可使抑压水池11对所述蒸汽发生器进行屏蔽，有效增强屏蔽效果，同时，简化安全壳内部的结构。
再结合图1、图2，参阅图4，所述抑压水池11内设有支承桁架4，所述支承桁架4支撑于所述抑压水池11的上顶面11b及下底面11a之间，以将所述反应堆压力容器及蒸汽发生器施加于所述抑压水池11上顶面11b的重力传递到所述抑压水池11的下底面11a。具体地，所述反应堆压力容器及蒸汽发生器采用一体化支承，所述抑压水池11的上顶面11b设有支承群座11c，所述第一隔离孔113、第二隔离孔115开设于所述支承群座11c上，所述反应堆压力容器及蒸汽发生器承载于所述支承群座11c上。所述支承群座11c受的重量载荷直接传递给所述抑压水池11上顶面11b，上顶面11b受力集中的地方设置所述支承桁架4。在受力集中处，所述支承桁架4的上端与所述抑压水池11的上顶面11b焊接连接，所述支承桁架4下端与所述抑压水池11的下底面11a焊接，故可通过支承桁架4传递设备载荷，从而减少所述抑压水池11失效风险，同时所述支承桁架4布置于池内部，体现了紧凑的布置。
当反应堆发生LOCA事故时，所述干阱12中瞬间产生高温高压蒸汽，该蒸汽在压差作用下通过所述气液流通管2迅速进入所述抑压水池11进行冷却，降低事故前期安全壳的压力峰值；当所述抑压水池11内的压力达到某一阈值时，为保护抑压结构，所述抑压水池11的上顶面11b设置的真空破坏阀3自动开启，连通所述抑压水池11的气空间112与所述干阱12，防止抑压水池11中的含硼水通过气液流通管2倒流回干阱12。
与现有技术相比，由于本发明通过将安全壳100内的干阱12及抑压水池11呈上、下设置，并在所述抑压水池11上设置第一隔离孔113，使第一隔离孔113内与所述抑压水池11隔离且与所述干阱12连通，从而可以使反应堆压力容器容置于第一隔离孔113内，由于所述第一隔离孔113的外侧被水淹没，这样相当于将反应堆主设备置于水下，同理第二隔离孔115内的蒸汽发生器也置于水下，因此，通过这样的布局可以使抑压水池11不但能在事故工况下能抑制安全壳100内的气压，而且可作为反应堆主设备的生物屏蔽层，从而可减少或者免除设置额外的辐射屏蔽材料，简化安全壳100内部的结构；整个安全壳100不但抑压效果好，而且屏蔽效果也很好、且布置简单紧凑；另外，由于所述抑压水池11设置于安全壳100的下方，因此可以降低安全壳100整体重心高度，并且在所述抑压水池11内设置所述防晃隔板114，利用所述防晃隔板114抑制所述抑压水池11的液面晃荡，从而使安全壳100适用于海洋环境的船用核反应堆上。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种带抑压水池结构的安全壳，包括安全壳体，其特征在于：所述安全壳体内设有抑压水池及位于所述抑压水池上方且与所述抑压水池隔离的干阱，所述抑压水池具有水空间及气空间，所述水空间与所述干阱之间呈竖直地设有连通两者的气液流通管，所述气空间与所述干阱之间设有真空破坏阀，所述抑压水池上设有第一隔离孔，所述第一隔离孔与所述抑压水池隔离且与所述干阱连通，所述第一隔离孔容纳反应堆压力容器；所述水空间环绕于所述第一隔离孔周围，以使所述水空间的水围绕于所述反应堆压力容器的四周；所述抑压水池上设有第二隔离孔，所述第二隔离孔与所述抑压水池隔离且与所述干阱连通，所述第二隔离孔容纳蒸汽发生器。
2.如权利要求1所述的带抑压水池结构的安全壳，其特征在于：所述水空间内设有防晃隔板，所述防晃隔板开设有连通其两侧的连通孔。
3.如权利要求2所述的带抑压水池结构的安全壳，其特征在于：所述防晃隔板的下边缘贯穿所述水空间并连接于所述抑压水池的下底面，所述防晃隔板的上边缘贯穿所述气空间并连接于所述抑压水池的上顶面。
4.如权利要求2所述的带抑压水池结构的安全壳，其特征在于：所述防晃隔板呈环形结构。
5.如权利要求1所述的带抑压水池结构的安全壳，其特征在于：所述抑压水池内设有支承桁架，所述支承桁架支撑于所述抑压水池的上顶面及下底面之间，以将所述反应堆压力容器及蒸汽发生器施加于所述抑压水池上顶面的重力传递到所述抑压水池的下底面。
6.如权利要求5所述的带抑压水池结构的安全壳，其特征在于：所述抑压水池的上顶面设有支承群座，所述第一隔离孔、第二隔离孔开设于所述支承群座上，所述反应堆压力容器及蒸汽发生器承载于所述支承群座上，所述支承桁架的上端与所述抑压水池的上顶面焊接连接，所述支承桁架下端与所述抑压水池的下底面焊接。
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