CN107863167A - 一种模块式小型堆的多堆布置结构 - Google Patents

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邓纯锐
张航
邹志强
邓坚
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Abstract

本发明公布了一种模块式小型堆的多堆布置结构，包括一个反应堆厂房、两个汽轮机厂房，反应堆厂房包括反应堆水池、乏燃料水池、主控室大厅，乏燃料水池为横截面为长方形的结构，乏燃料水池、主控室大厅分别位于反应堆水池的一个呈相对的短边两侧，两个汽轮机厂房位于反应堆水池的另一个呈相对的长边两侧；反应堆水池的两个呈相对设置的长边均设有N+1个隔间单元，N为大于1的正整数。本技术方案满足最先进的非能动安全要求，具备更高的防止放射性物质释放能力，具备更高的抗震能力，极大提高整个核电厂的安全性和经济性。

Description

一种模块式小型堆的多堆布置结构
技术领域
本发明涉及模块式小型堆，属于一种热力生产厂房的布置结构，具体涉及一种模块式小型堆的多堆布置结构的多堆布置结构。
背景技术
目前已建成及在建核电厂主要分为单堆和双堆两种布置结构，主要应用于大功率反应堆。非能动技术的发展和应用为单堆功率小型化和模块化组合解决安全性和经济性之间的矛盾提供了一种最可行的途径。模块式小型堆具有安全性高、应用广泛、布置灵活等特点，必将成为核电未来发展的一个重要方向。
模块式小型堆由于功率小，压力容器和钢制安全壳组合的模块较小，为了使反应堆达到较大的功率规模、降低建造费用、提高经济性，因此需要多堆布置。
目前安全壳结构都很大，基本采用带钢内衬的混凝土结构，置于空气中，这样的安全壳结构不能满足模块式小型堆的非能动安全和经济性要求，因此需要采用新型的安全壳和布置方式。
根据多堆布置要求、非能动安全性能要求和经济性考虑，提供一种适用于模块式小型堆的多堆布置结构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：现有的模块式小型堆功率小、压力容器和钢制安全壳组合模块较小的模块式小型堆，整个操作效率低等技术问题。本发明目的在于：提出一种满足多堆布置要求、非能动安全功能要求和经济性指标的多堆布置结构。
本发明通过下述技术方案实现：
一种模块式小型堆的多堆布置结构，包括一个反应堆厂房、两个汽轮机厂房，反应堆厂房包括反应堆水池、乏燃料水池、主控室大厅，乏燃料水池为横截面为长方形的结构，乏燃料水池、主控室大厅分别位于反应堆水池的一个呈相对的短边两侧，两个汽轮机厂房位于反应堆水池的另一个呈相对的长边两侧；反应堆水池的两个呈相对设置的长边均设有N+1个隔间单元，N为大于1的正整数。
模块式小型堆目前在已建成或在建的核电场中主要采用单堆或双堆这两种布置结构，整个单堆或双堆中涉及到的反应堆厂房、反应堆水池、压力容器、钢制反应安全壳等单元均处与无序的布置状态，使整个操作效率降低。
其中，本技术方案反应堆水池的长边是指反应堆水池中长度较大的一边，且这两个长边呈相对设置，短边所指的边为反应堆水池中长度较短的一边，故反应堆水池的结构为横截面为长方形的结构。
进一步地，为了更好的实现本发明，靠近乏燃料水池的两个隔间单元为模块维护存储单元，其余的2N个隔间单元内均设有压力容器和钢制安全壳模块，隔间单元之间通过混凝土墙壁间隔。
进一步地，为了更好的实现本发明，一个压力容器和钢制安全壳模块连接一个汽轮发电机组，汽轮发电机组的个数、压力容器和钢制安全壳模块的个数一一对应，汽轮发电机组位于汽轮机厂房内部，两个汽轮机厂房内设有相同数目的汽轮机组。
一个压力容器和钢制安全壳模块连接一个汽轮发电机组，即压力容器和钢制安全壳模块的个数，汽轮发电机组的个数是一一对应关系，从而形成2N个彼此独立的蒸汽发电系列，提高了发电可靠性。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述反应堆水池的模块维护存储单元的底部设有安全壳支撑架和反应堆压力容器支撑支架。
安全壳支撑架主要用于存放钢制安全壳，反应堆压力容器支撑用于存放压力容器，以便于安装、检修等操作。
进一步地，为了更好的实现本发明，设置有压力容器和钢制安全壳模块的隔间单元中均布置有生物屏障。生物屏障的作用是吸收隔间内部的放射性物质，能够减轻事故中反应堆放射性反应堆厂房。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述反应堆压力容器内置于钢制安全壳，压力容器和钢制安全壳模块位于反应堆水池的水平面下。
反应堆压力容器内置于钢制安全壳，钢制安全壳完全浸于反应堆水池中，事故时，反应堆压力容器中的热量进入钢制安全壳中，钢制安全壳总热量直接进入反应堆水池中，故该堆芯冷却方式简单，冷却效果好，具有最先进的非能动安全能力。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述反应堆水池和乏燃料水池均位于地平面以下，反应堆水池和乏燃料水池之间通过连接通道连接。反应堆换料时便于堆芯中的乏燃料组件在水下通过连接通道运输至乏燃料水池。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述反应堆厂房的顶部设有安装一套起重设备和装卸料设备。该起重设备和装卸料设备，为所有压力容器和钢制安全壳模块共用，该设置减少了设备系统数目，提高了整个机组的经济性。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
(1)本发明技术方案所采用的模块式小型堆的多堆布置结构中，一个压力容器和钢制安全壳模块连接一个汽轮发电机组，形成2N个彼此独立的反应堆-汽轮发电机组，提高了发电可靠性和经济性。
(2)本发明中反应堆压力容器内置于钢制安全壳，钢制安全壳完全浸没于反应堆水池中，在事故时反应堆压力容器中的热量直接进入钢制安全壳中，钢制安全壳中的热量直接进入反应堆水池中，因此反应对具有非能动安全能力。
(3)本发明中反应堆水池、模块间隔上面的生物屏障以及具备暖通空调过滤的反应堆厂房均能吸收放射性物质，因此具备更高的防止放射性物质释放的能力。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的多堆布置结构平面示意图；
图2为本发明中多堆布置结构垂直剖面示意图；
其中：1—反应堆厂房，2—反应堆水池，3—压力容器和钢制安全壳模块，4—安全壳支撑架，5—反应堆压力容器支撑支架，6—乏燃料水池，7—主控室大厅，8—汽轮机厂房，9—汽轮机组，10—隔间单元，12—混凝土墙壁，13—反应堆压力容器，14—钢制安全壳，15—生物屏障，16—起重设备和装卸料设备。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：
如图1、图2所示，所述一种模块式小型堆的多堆布置结构，包括一个反应堆厂房1、两个汽轮机厂房8，反应堆厂房1包括反应堆水池2、乏燃料水池6、主控室大厅7，乏燃料水池6为横截面为长方形的结构，乏燃料水池6、主控室大厅7分别位于反应堆水池2的一个呈相对的短边两侧，两个汽轮机厂房8位于反应堆水池2的另一个呈相对的长边两侧；反应堆水池2的两个呈相对设置的长边均设有N+1个隔间单元10，N为大于1的正整数。
具体地，靠近乏燃料水池6的两个隔间单元10为模块维护存储单元，其余的2N个隔间单元10内均设有压力容器和钢制安全壳模块3，隔间单元10之间通过混凝土墙壁12间隔。
具体地，所述靠近乏燃料水池6的两个隔间单元10为模块维护存储单元，其余的隔间单元10内均设有压力容器和钢制安全壳模块3，隔间单元10之间通过混凝土墙间隔。
具体地，一个压力容器和钢制安全壳模块3连接一个汽轮发电机组9，汽轮发电机组9个数、压力容器和钢制安全壳模块3的个数一一对应，汽轮发电机组9位于汽轮机厂房8内内部，两个汽轮机厂房8内设有相同数目的汽轮机组9。本实施例中，一个压力容器和钢制安全壳模块12连接一个汽轮发电机组9，形成2N个彼此独立的蒸汽发电系列。
具体地，所述反应堆水池2的模块维护存储单元的底部设有安全壳支撑架4和反应堆压力容器支撑支架5。安装、检修等操作时，安全壳支撑架4用于存放钢制安全壳14，压力容器支撑支架5用于存放反应堆压力容器13.
具体地，设置有压力容器和钢制安全壳模块3的隔间单元10均布置有生物屏障15。反应堆事故时，反应堆水池吸收溶于水的放射性物质，生物屏障15吸收隔间内部的放射性物质，减轻事故中反应堆放射性进入反应堆厂房1。具备暖通空调过滤功能反应堆厂房吸收进入反应堆厂房1的放射性物质。
具体地，所述反应堆压力容器13内置于钢制安全壳14，压力容器和钢制安全壳模块3位于反应堆水池2的水平面下。钢制安全壳完全浸没于反应堆水池中，事故时，反应堆压力容器13中的热量进入钢制安全壳14中，钢制安全壳14中的热量直接进入反应堆水池2中。
具体地，所述反应堆水池2和乏燃料水池6均位于地平面以下，反应堆水池2和乏燃料水池6之间通过连接通道连接。反应堆换料时，堆芯中的乏燃料组件在水下通过连接通道运输到乏燃料水池6。
具体地，所述反应堆厂房1的顶部设有安装一套起重设备和装卸料设备16。所有压力容器和钢制安全壳模块3共用，压力容器13、钢制安全壳14等安装时，起重设备把压力容器、钢制安全壳起吊输到反应堆水池隔间中，堆芯装料、换料时，装卸设备把燃料组件吊起运输到反应堆压力容器13、乏燃料水池6中。
本实施例所述模块式小型堆的布置结构中，(1)本实施例中所采用的模块式小型堆的多堆布置结构中，一个压力容器和钢制安全壳模块连接一个汽轮发电机组，形成2N个彼此独立的反应堆-汽轮发电机组，提高了发电可靠性和经济性。
(2)本实施例中反应堆压力容器内置于钢制安全壳，钢制安全壳完全浸没于反应堆水池中，在事故时反应堆压力容器中的热量直接进入钢制安全壳中，钢制安全壳中的热量直接进入反应堆水池中，因此反应对具有非能动安全能力。
(3)本发明中反应堆水池、模块间隔上面的生物屏障以及具备暖通空调过滤的反应堆厂房均能吸收放射性物质，因此具备更高的防止放射性物质释放的能力。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种模块式小型堆的多堆布置结构，其特征在于：包括一个反应堆厂房(1)、两个汽轮机厂房(8)，反应堆厂房(1)包括反应堆水池(2)、乏燃料水池(6)、主控室大厅(7)，乏燃料水池(6)为横截面为长方形的结构，乏燃料水池(6)、主控室大厅(7)分别位于反应堆水池(2)的一个呈相对的短边两侧，两个汽轮机厂房(8)位于反应堆水池(2)的另一个呈相对的长边两侧；反应堆水池(2)的两个呈相对设置的长边均设有N+1个隔间单元(10)，N为大于1的正整数。
2.根据权利要求1所述的一种模块式小型堆的多堆布置结构，其特征在于：靠近乏燃料水池(6)的两个隔间单元(10)为模块维护存储单元，其余的2N个隔间单元(10)内均设有压力容器和钢制安全壳模块(3)，隔间单元(10)之间通过混凝土墙壁(12)间隔。
3.根据权利要求2所述的一种模块式小型堆的多堆布置结构，其特征在于：一个压力容器和钢制安全壳模块(3)连接一个汽轮发电机组(9)，汽轮发电机组(9)的个数、压力容器和钢制安全壳模块(3)的个数一一对应，汽轮发电机组(9)位于汽轮机厂房(8)内部，两个汽轮机厂房(8)内设有相同数目的汽轮机组(9)。
4.根据权利要求2所述的一种模块式小型堆的多堆布置结构，其特征在于：所述反应堆水池(2)的模块维护存储单元的底部设有安全壳支撑架(4)和反应堆压力容器支撑支架(5)。
5.根据权利要求3所述的一种模块式小型堆的多堆布置结构，其特征在于：设置有压力容器和钢制安全壳模块(3)的隔间单元(10)中均布置有生物屏障(15)。
6.根据权利要求1所述的一种模块式小型堆的多堆布置结构，其特征在于：所述反应堆压力容器(13)内置于钢制安全壳(14)，压力容器和钢制安全壳模块(3)位于反应堆水池(2)的水平面下。
7.根据权利要求1所述的一种模块式小型堆的多堆布置结构，其特征在于：所述反应堆水池(2)和乏燃料水池(6)均位于地平面以下，反应堆水池(2)和乏燃料水池(6)之间通过连接通道连接。
8.根据权利要求1所述的一种模块式小型堆的多堆布置结构，其特征在于：所述反应堆厂房(1)的顶部设有安装一套起重设备和装卸料设备(16)。
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