CN110047606A - 一种核电站燃料厂房的布置结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种核电站燃料厂房的布置结构，包括用于燃料装卸、运输贮存系统的设备布置及操作的左侧功能区和用于主设备吊装及设备冷却水系统相关布置的右侧功能区；所述左侧功能区和右侧功能区之间实体隔离。本发明的有益效果如下：1、通过将燃料厂房分为两部分功能区，根据各房间功能进行集中布置，解决主设备吊运的重点布置设计。2、设备冷却水系统两个系列实体隔离更为合理的实现专设安全系统相互独立并完全分离，实体屏障的方法将冗余设施及重要设施进行分隔和保护，保证了设施之间的独立性，提高了电厂的可靠性、安全性和经济性。
Description
技术领域
本发明涉及核岛结构，具体涉及一种核电站燃料厂房的布置结构。
背景技术
燃料厂房以成熟的二代及二代改进型核电机组为基础，充分借鉴吸收三代核电技术的先进设计理念和我国现有的压水堆核电站设计、建造、调试、运行的经验，并利用了近年来核电发展及研究领域的成果。设计需满足国家核安全局已颁发的现行有效的核安全法规和核安全导则要求，满足三代核电技术的指标要求，具备完善的严重事故预防与缓解措施，吸收福岛核电站事故的经验反馈，考虑应对福岛核电站事故的相关改进措施，提高机组的安全性和可靠性。
燃料厂房主要用于燃料操作与贮存系统的设备布置及操作，也是反应堆主设备运输通道。同时，燃料厂房也用于反应堆换料水池和乏燃料水池冷却和处理系统、设备冷却水系统、压缩空气生产系统以及核燃料厂房通风系统设备和管道的布置。此外，安全壳大气监测系统的部分设备和管道也布置在本厂房。
现有的燃料厂房，各个房间的布置很多都是根据功能就近布置，结构不合理，冗余设施及重要设施并未实现相互独立，电厂的可靠性不高。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种核电站安全厂房的布置结构，能够实现各个房间合理布局，实现冗余设施及重要设施相互独立，提高电厂的可靠性、安全性和经济性。
本发明的技术方案如下：
一种核电站燃料厂房的布置结构，包括用于燃料装卸、运输贮存系统的设备布置及操作的左侧功能区和用于主设备吊装及设备冷却水系统相关布置的右侧功能区；所述左侧功能区和右侧功能区之间实体隔离。
进一步地，上述的核电站燃料厂房的布置结构，所述左侧功能区的地下部分集中布置乏燃料水池冷却和处理系统及安全壳大气监测系统，地上部分布置燃料装卸、运输、贮存系统的管道和设备。
进一步地，上述的核电站燃料厂房的布置结构，分为地下三层和地上七层布置：
地下三层设有乏燃料水池冷却过滤泵房间、水压试验泵间、设冷水管道间、设备吊装间、备用房间和管道间；
地下二层有乏燃料水池冷却系统管道间、水压试验泵管道间、设冷水管道间和管道间；
地下一层有乏燃料水池冷却系统换热器间、安全壳大气监测系统机房、乏燃料水池冷却系统换热器间、安全壳大气监测系统阀门间、重要厂用水系统管道间、设备吊装间、燃料厂房通风系统设备间、管道间、余热排出系统阀门间、过滤器间、安全壳大气监测系统阀门间和重要厂用水排水口；
地上一层设有燃料接收间、乏燃料贮存水池、燃料转运仓、设备装卸口、容器装载井、管道间、燃料转运通道、核取样系统设备管道间、配电间、设冷水热交换器间、通风用房、通风小室、蒸汽发生器排污系统设备管道间、重要厂用水排水口和通风检修平台；
地上二层设有燃料接收间、乏燃料贮存水池、燃料转运仓、设备装卸口、容器装载井、燃料转运通道、通风设备间、管道间、设冷水泵间和通风检修平台；
地上三层设有燃料接收间、新燃料组件接收间、乏燃料贮存水池、燃料转运仓、设备装卸口、容器装载井、新燃料贮存间、容器准备井、阀门间、新燃料检查间、管道间和设冷水泵间；
地上四层设有乏燃料贮存水池、燃料转运仓、设备装卸口、容器装载井、容器清洗井、新燃料PU检查间、管道间、龙门架平台、通风检修平台和第一部分区域；所述第一部分区域作为操作层和主设备转运通道；
地上五层设有辐射防护系统监测装置及取样间，并且所述地上五层中与所述第一部分区域相对应的部分与该第一部分区域贯通；
地上六层设有设冷水通风管道间、通风设备间、管道间、设冷水通风排风口和通风检修平台；
地上七层设有管道间屋面、通风设备机组间。
进一步地，上述的核电站燃料厂房的布置结构，所述地上一层的左侧功能区和右侧功能区完全隔离。
进一步地，上述的核电站燃料厂房的布置结构，所述右侧功能区附近设置有龙门架。
进一步地，上述的核电站燃料厂房的布置结构，所述左侧功能区的各层之间设置有吊装孔。
进一步地，上述的核电站燃料厂房的布置结构，所述燃料厂房为抗震I类的钢筋混凝土结构，其地震加速度值0.3g。
进一步地，上述的核电站燃料厂房的布置结构，所述燃料厂房每层均设有独立的楼梯间、电梯间、通道和连接区。
进一步地，上述的核电站燃料厂房的布置结构，所述燃料厂房布置于反应堆厂房附近；所述燃料厂房的连接区与所述反应堆厂房连接。
进一步地，上述的核电站燃料厂房的布置结构，所述燃料厂房与反应堆厂房共用同一底板。
本发明的有益效果如下：
1、通过将燃料厂房分为两部分功能区，根据各房间功能进行集中布置，解决主设备吊运的重点布置设计。
2、设备冷却水系统两个系列实体隔离更为合理的实现专设安全系统相互独立并完全分离，实体屏障的方法将冗余设施及重要设施进行分隔和保护，保证了设施之间的独立性，提高了电厂的可靠性、安全性和经济性。
附图说明
图1为本发明核电站染料厂房布置结构的示意图；
图2为本发明核电站燃料厂房地下三层的总体布置图；
图3为本发明核电站燃料厂房地下二层的总体布置图；
图4为本发明核电站燃料厂房地下一层的总体布置图；
图5为本发明核电站燃料厂房地上一层的总体布置图；
图6为本发明核电站燃料厂房地上二层的总体布置图；
图7为本发明核电站燃料厂房地上三层的总体布置图；
图8为本发明核电站燃料厂房地上四层的总体布置图；
图9为本发明核电站燃料厂房地上五层的总体布置图；
图10为本发明核电站燃料厂房地上六层的总体布置图；
图11为本发明核电站燃料厂房地上七层的总体布置图。
上述附图中，1、左侧功能区；2、右侧功能区；3、连接区；4、反应堆厂房；5、龙门架。
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。
如图1所示，本发明提供了一种核电站燃料厂房布置结构，包括用于燃料装卸、运输贮存系统的设备布置及操作的左侧功能区1和用于主设备吊装及设备冷却水系统相关布置的右侧功能区2；所述左侧功能区和右侧功能区之间实体隔离。所述左侧功能区的地下部分集中布置乏燃料水池冷却和处理系统及安全壳大气监测系统，地上部分布置燃料装卸、运输、贮存系统的管道和设备。两个系列实体隔离更为合理的实现专设安全系统相互独立并完全分离，实体屏障的方法将冗余设施及重要设施进行分隔和保护。地上一层的左侧功能区和右侧功能区完全隔离。为便于主设备吊装，右侧功能区附近设置有龙门架5。而左侧功能区设备在各层之间的吊装则是通过左侧功能区各层之间设置的吊装孔实现。本实施例中，为了满足抗震需求，燃料厂房为抗震I类的钢筋混凝土结构，其地震加速度值0.3g，并且，燃料厂房与反应堆厂房4共用同一底板。本实施例的燃料厂房每层均设有独立的楼梯间、电梯间、通道和连接区。燃料厂房布置于反应堆厂房4附近；所述燃料厂房的连接区3与所述反应堆厂房4连接。在地震等极限事故工况下，这种设计结构增强了厂房的抗震能力。
在本实施例中，各个房间的功能实现情况如下：
一、通道
1.人员通道
在核电厂运行及检修期间，人员须通过人员通行厂房经由安全厂房或连接厂房核废物厂房进出燃料厂房。通过厂房内的楼梯电梯抵达各层。
地下各层正常通行：自人员通行厂房进入核岛，经核废物厂房，安全厂房进入燃料厂房，利用燃料厂房内楼梯、电梯进入燃料厂房地下各层区域。
地上一层正常通行：自人员通行厂房进入核岛，经核废物厂房，安全厂房与燃料厂房人员通行廊道至燃料厂房右侧部分，如需进入厂房左侧需从地下一层绕行。
地上二层以上正常通行：自人员通行厂房进入核岛，经核废物厂房、安全厂房进入燃料厂房，可以抵达地上部分各层。
2.应急疏散：
换料通道左侧：地上各层通过楼梯间或者连接区的楼梯到达地上一层后经逃生门到达厂外，地下各层通过楼梯间到达地上一层后经逃生门到达厂外。
换料通道右侧：地上二层以上通过连接区的楼梯到达地上二层后进入燃料厂房至地上一层，再经安全厂房、核废物厂房、运行服务厂房到达厂外，或由各层直接进入燃料厂房，由燃料厂房地上一层经安全厂房、核废物厂房、运行服务厂房到达厂外。地上二层以下经楼梯到达地上一层后，再经安全厂房、核废物厂房、运行服务厂房到达厂外。
3.设备通道
燃料厂房左侧地下各层设备由厂外吊入地上一层通过临时吊装孔吊入各层安装就位；地上各层以上的设备，通过地上各层的设备吊装孔吊运至各层相应房间。厂房右侧地上一层设冷水设备由厂外直接进入房间，蒸汽发生器排污系统换热器经核辅助厂房±0.00m运输通道进入燃料厂房就位。燃料厂房右侧地上五层是主设备运输通道，蒸汽发生器、压力容器等反应堆主设备由此层进入反应堆厂房。主设备采用龙门吊至燃料厂房地上五层设备转运平台，经转运托架沿轨道运送至燃料厂房内进行吊装。
采用该吊装结构的布置的原因是核岛厂房总体布置设计考虑安全系统实现A、B完全隔离布置，将安全相关系统分别布置在反应堆厂房两侧的安全厂房。若主设备从安全厂房屋顶转运，安全厂房的屋顶作为运转平台，则屋顶不能高于主设备转运轨道+21.00m的标高，从而使左侧安全厂房屋顶标高受限，安全厂房内A列的物项布置紧张，不能确保安全系统功能的完整实现；同时+21.00m的标高限制使得反应堆厂房内的非能动堆腔注水系统的高位水箱的容积受限，水量无法满足72小时的非能动注入要求。
二、乏燃料水池安全性能
乏燃料水池布置在燃料厂房的+0.00m至+16.50m的空间内，为保证乏燃料水池的冷却能力，在燃料厂房设置了三个乏燃料水池冷却系列，正常运行工况下，单列冷却系列的冷却能力达到100％，换料期间，单列冷却系列可以保证乏燃料水池温度保持在70°以下，防止乏燃料重返临界。除了内置换料水箱内的水作为冷却水源外，还考虑了极限事故工况下丧失冷却水源时通过核岛消防泵房水系统作为乏燃料水池的冷却系统水源，以保证对乏燃料贮存水池的冷却。另外，核岛厂房共用大底板设计和防商用大飞机撞击等设计提高了乏燃料水池极限事故工况下的完整性。通过提高乏燃料水池完整性和冷却系统的可靠性，有效提高了乏燃料贮存水池的安全性。
具体而言，本实施例的核电站燃料厂房的布置结构，分为地下三层和地上七层布置：
如图2所示，为地下三层的平面布置图，该层乏燃料水池冷却过滤泵房间设有乏燃料水池冷却过滤泵；水压试验泵间设有水压试验泵；设冷水管道间设有设备冷却水主管道；本层还设有设备吊装间、备用房间。
如图3所示，为地下二层的平面布置图，该层乏燃料水池冷却系统管道间布置乏燃料水池冷却系统管道和阀门；水压试验泵管道间布置水压试验泵相连的管道；设冷水管道间布置设备冷却水系统的管道和阀门；本层还有设备吊装口和备用管道间。
如图4所示，为地下一层的平面布置图，该层乏燃料水池冷却系统换热器间布置三台乏燃料水池冷却系统换热器；安全壳大气监测系统机房布置了安全壳大气监测系统设备和通风设备管道；重要厂用水系统管道间布置了重要厂用水系统管道和阀门；燃料厂房通风系统设备间布置了通风设备和管道；余热排出系统阀门间布置了余热排出系统的阀门和管道；过滤器间设有乏燃料水池过滤器；安全壳大气监测系统阀门间布置了安全壳大气监测系统阀门和管道；本层还有设备吊装间、备用管道间和重要厂用水排水口。
如图5所示，为地上一层的平面布置图,该层设冷水热交换器间布置了设冷水热交换器和安全厂用水过滤器及相关管道和阀门；通风用房布置了通风设备及风管通风管道；核取样系统设备管道间布置了高温取样冷却器和管道；蒸汽发生器排污系统设备管道间布置了蒸汽发生器非再生热交换器和蒸汽发生器再生热交换器及管道；本层还设有燃料接收间、配电间、乏燃料贮存水池、燃料转运仓、设备装卸口、容器装载井、燃料转运通道、重要厂用水排水口、通风小室和通风检修平台。
如图6所示，是地上二层平面布置图；该层设冷水泵间布置了设备冷却水泵和管道；通风设备间布置了通风设备和风管；本层还设有燃料接收间、乏燃料贮存水池、燃料转运仓、设备装卸口、容器装载井、燃料转运通道和通风检修平台。
如图7所示，是地上三层平面布置图；该层设冷水泵间布置了设冷水管道及阀门；还设有燃料接收间、新燃料组件接收间、乏燃料贮存水池、燃料转运仓、设备装卸口、容器装载井、管道间、新燃料贮存间、容器准备井、阀门间和新燃料检查间。
如图8所示，是地上四层的平面布置图；该层设有操作层、主设备转运通道、乏燃料贮存水池、燃料转运仓、设备装卸口、容器装载井、管道间、容器清洗井、新燃料PU检查间、龙门架平台和通风检修平台。其中，操作层和主设备转运通道所占用的部分为第一部分区域。
如图9所示，是地上五层平面布置图；该层设有辐射防护系统监测装置及取样间和通道。其中，地上五层中与所述第一部分区域相对应的部分与该第一部分区域贯通。
如图10所示，是地上六层平面布置图；该层设有冷水通风管道间布置了设冷水波动箱及管道、通风设备间、管道间、设冷水通风排风口、通风检修平台。
如图11所示，是地上七层平面布置图；该层设有管道间屋面、通风设备机组间。
综上所述，本实施采用实体屏蔽的方式例在满足规范要求，确保厂房内各系统功能的前提下，将所属设备合理地布置在厂房内；利用分区布置、实体屏障的方法将冗余设施及重要设施进行分隔和保护，保证了设施之间的独立性，提高了电厂的可靠性；同时设置清洁卫生区、划分放射性控制区，在区域内设置人员通道和设备吊装洞。本实施例提供的一种核电站燃料厂房的布置设计方法可广泛应用于三代核电机组。
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 (10)
1.一种核电站燃料厂房的布置结构，其特征在于：包括用于燃料装卸、运输贮存系统的设备布置及操作的左侧功能区和用于主设备吊装及设备冷却水系统相关布置的右侧功能区；所述左侧功能区和右侧功能区之间实体隔离。
2.如权利要求1所述的核电站燃料厂房的布置结构，其特征在于：所述左侧功能区的地下部分集中布置乏燃料水池冷却和处理系统及安全壳大气监测系统，地上部分布置燃料装卸、运输、贮存系统的管道和设备。
3.如权利要求2所述的核电站燃料厂房的布置结构，其特征在于，分为地下三层和地上七层布置：
地下三层设有乏燃料水池冷却过滤泵房间、水压试验泵间、设冷水管道间、设备吊装间、备用房间和管道间；
地下二层有乏燃料水池冷却系统管道间、水压试验泵管道间、设冷水管道间和管道间；
地下一层有乏燃料水池冷却系统换热器间、安全壳大气监测系统机房、乏燃料水池冷却系统换热器间、安全壳大气监测系统阀门间、重要厂用水系统管道间、设备吊装间、燃料厂房通风系统设备间、管道间、余热排出系统阀门间、过滤器间、安全壳大气监测系统阀门间和重要厂用水排水口；
地上一层设有燃料接收间、乏燃料贮存水池、燃料转运仓、设备装卸口、容器装载井、管道间、燃料转运通道、核取样系统设备管道间、配电间、设冷水热交换器间、通风用房、通风小室、蒸汽发生器排污系统设备管道间、重要厂用水排水口和通风检修平台；
地上二层设有燃料接收间、乏燃料贮存水池、燃料转运仓、设备装卸口、容器装载井、燃料转运通道、通风设备间、管道间、设冷水泵间和通风检修平台；
地上三层设有燃料接收间、新燃料组件接收间、乏燃料贮存水池、燃料转运仓、设备装卸口、容器装载井、新燃料贮存间、容器准备井、阀门间、新燃料检查间、管道间和设冷水泵间；
地上四层设有乏燃料贮存水池、燃料转运仓、设备装卸口、容器装载井、容器清洗井、新燃料PU检查间、管道间、龙门架平台、通风检修平台和第一部分区域；所述第一部分区域作为操作层和主设备转运通道；
地上五层设有辐射防护系统监测装置及取样间，并且所述地上五层中与所述第一部分区域相对应的部分与该第一部分区域贯通；
地上六层设有设冷水通风管道间、通风设备间、管道间、设冷水通风排风口和通风检修平台；
地上七层设有管道间屋面、通风设备机组间。
4.如权利要求3所述的核电站燃料厂房的布置结构，其特征在于：所述地上一层的左侧功能区和右侧功能区完全隔离。
5.如权利要求3所述的核电站燃料厂房的布置结构，其特征在于：所述右侧功能区附近设置有龙门架。
6.如权利要求1-5任一所述的核电站燃料厂房的布置结构，其特征在于：所述左侧功能区的各层之间设置有吊装孔。
7.如权利要求1-5任一所述的核电站燃料厂房的布置结构，其特征在于：所述燃料厂房为抗震I类的钢筋混凝土结构，其地震加速度值0.3g。
8.如权利要求1-5任一所述的核电站燃料厂房的布置结构，其特征在于：所述燃料厂房每层均设有独立的楼梯间、电梯间、通道和连接区。
9.如权利要求8所述的核电站燃料厂房的布置结构，其特征在于：所述燃料厂房布置于反应堆厂房附近；所述燃料厂房的连接区与所述反应堆厂房连接。
10.如权利要求9所述的核电站燃料厂房的布置结构，其特征在于：所述燃料厂房与反应堆厂房共用同一底板。
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