CN110556191A - 一种浮动式核电站舱室的二次屏蔽结构 - Google Patents

一种浮动式核电站舱室的二次屏蔽结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种浮动式核电站舱室的二次屏蔽结构，包括放置反应堆的第一舱室和工作人员所待的第二舱室，第一舱室和第二舱室并排设置，第一舱室和第二舱室之间并排设置有缓冲舱室，第一舱室和缓冲舱室之间的阻隔墙为内层屏蔽墙体，内层屏蔽墙体靠近缓冲舱室的一侧墙面上设置有第一屏蔽层，缓冲舱室和第二舱室之间的阻隔墙为外层屏蔽墙体，外层屏蔽墙体靠近缓冲舱室的一侧墙面上设置有第二屏蔽层，外层屏蔽墙体靠近第二舱室的一侧墙面上设置有第三屏蔽层，第一屏蔽层为γ射线屏蔽材料层，第二屏蔽层为中子屏蔽材料层，第三屏蔽层为次生γ射线屏蔽材料层。本发明能够有效分担核电站舱室壁面承受的屏蔽材料重量和提升射线的屏蔽能力。

Description

一种浮动式核电站舱室的二次屏蔽结构
技术领域
本发明涉及浮动式核电站舱室屏蔽设置领域，具体为针对反应堆及一回路系统辐射源释放的放射性射线穿过舱室屏蔽对舱室人员所造成的放射性照射风险，提出的一种减少舱室人员所受照射的浮动式核电站舱室的二次屏蔽结构。
背景技术
浮动式核电站采用核燃料自持链式裂变反应产生热能，并将其转化为电能进行电力输出。反应堆在运行过程中，堆芯伴随裂变反应会释放出大量的中子和γ射线(包含直接γ射线和裂变产物衰变γ射线)；反应堆一回路系统的冷却剂在强中子辐照场中被活化，生成高放射性的活化源项，衰变释放出大量的高能γ射线。这些中子、γ射线会穿过一次屏蔽及二次屏蔽，对反应堆堆舱外人员造成辐射照射。除此之外，在事故工况下，冷却剂中存在的裂变产物以气载放射性的形式弥散在整个反应堆堆舱中，这些气载放射性核素也不断发生衰变，放出γ射线、β射线等，这些射线经过二次屏蔽的阻挡，仍可对人体造成辐射照射。
目前，大部分二次屏蔽采用悬挂式设计方案，将屏蔽材料悬挂在堆舱壁面上。由于在事故工况下，堆舱处于高温高压环境，所选屏蔽材料既要能够承受高温又要有较好的屏蔽效果，这限制了屏蔽材料的选择范围；除此之外，如果屏蔽材料厚度较大将会使重量也较大，采用悬挂方式容易导致堆舱壁面变形，同时屏蔽材料也不容易固定；若选用屏蔽材料厚度较小，又达不到相应的屏蔽效果。现有屏蔽结构设计无法解决所述问题
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种浮动式核电站舱室的二次屏蔽结构，该舱室结构的设置能够提升二次屏蔽效果，达到降低舱室外人员所受辐照风险的目的。
本发明通过下述技术方案实现：
一种浮动式核电站舱室的二次屏蔽结构，包括放置反应堆的第一舱室和工作人员所待的第二舱室，第一舱室和第二舱室并排设置，第一舱室和第二舱室之间并排设置有缓冲舱室，第一舱室和缓冲舱室之间的阻隔墙为内层屏蔽墙体，内层屏蔽墙体靠近缓冲舱室的一侧墙面上设置有第一屏蔽层，缓冲舱室和第二舱室之间的阻隔墙为外层屏蔽墙体，外层屏蔽墙体靠近缓冲舱室的一侧墙面上设置有第二屏蔽层，外层屏蔽墙体靠近第二舱室的一侧墙面上设置有第三屏蔽层，第一屏蔽层为γ射线屏蔽材料层，第二屏蔽层为中子屏蔽材料层，第三屏蔽层为次生γ射线屏蔽材料层。
本发明在第一舱室和第二舱室之间还设置有缓冲舱室，在事故条件下，缓冲舱室的设置可将第一舱室和第二舱室隔离开，从而有效降低外层屏蔽墙体承受的高温高压环境。内层屏蔽墙体上设置第一屏蔽层，主要用于屏蔽γ射线，外层屏蔽墙体上设置的屏蔽层主要用来屏蔽中子及中子穿过含硼聚乙烯屏蔽层时产生的次生γ射线。因此本发明的屏蔽作用是这样体现的：反应堆产生的γ射线和中子经过内层屏蔽墙体阻挡，首先经过第一屏蔽层，第一屏蔽层对主要对γ射线进行屏蔽，再由后续第二屏蔽层和第三屏蔽层对中子和次生的γ射线进行屏蔽。
第三舱室和第四舱室之间设置有中间屏蔽墙体作为阻隔墙，中间屏蔽墙体靠近第三舱室的侧面上设置有第四屏蔽层，中间屏蔽墙体靠近第四舱室的侧面上设置有第五屏蔽层，第四屏蔽层和第五屏蔽层可以根据需要设置为中子或γ射线屏蔽材料层。
另外，中间屏蔽墙体和外层屏蔽墙体的两侧均设置有屏蔽层，能够缓解受力不均衡的现象，从而减少核电站舱室壁面变形。并且中间屏蔽墙体的设置还能够减少内层屏蔽墙体的承重负担，防止内层屏蔽墙体的变形，并且有助于阻挡高温热向第二舱室扩散，降低屏蔽墙体所承受的高温高压环境。
第一屏蔽层为铅类材料层。
第二屏蔽层为含硼聚乙烯材料层类材料层。
第三屏蔽层为铅类材料层。
第四屏蔽层和第五屏蔽层为铅或含硼聚乙烯材料层。可以视屏蔽效果的需要进行具体设置。
第一屏蔽层由于靠近第一舱室设置，与高温高压的第一舱室环境直接接触，因此首选耐高温的材料，其它屏蔽层则不受高温高压环境的影响因此首选屏蔽效果好的屏蔽材料。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明通过在原浮动式核电站的舱室内设置有内层屏蔽墙体和外层屏蔽墙体，并在内层屏蔽墙体和外层屏蔽墙体的墙面上设置有屏蔽层，能够有效分担单层屏蔽墙体承受的重力和提升射线的屏蔽能力。
本发明中中间屏蔽墙体的设置还能够起到增加屏蔽效果、合理分担屏蔽重量、防止高温热向第二舱室扩散，并且可以视需要增加屏蔽墙体的设置。
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为本发明结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-第一舱室，2-第二舱室，3-第三舱室，4-第四舱室，5-内层屏蔽墙体，6-中间屏蔽墙体，7-外层屏蔽墙体，8-第一屏蔽层，9-第二屏蔽层，10-第三屏蔽层，11-第四屏蔽层，12-第五屏蔽层。
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所示，一种浮动式核电站舱室的二次屏蔽结构，包括放置反应堆的第一舱室1和工作人员所待的第二舱室2，第一舱室1和第二舱室2并排设置，第一舱室1和第二舱室2之间并排设置有缓冲舱室，第一舱室1和缓冲舱室之间的阻隔墙为内层屏蔽墙体5，内层屏蔽墙体5靠近缓冲舱室的一侧墙面上设置有第一屏蔽层8，缓冲舱室和第二舱室2之间的阻隔墙为外层屏蔽墙体7，外层屏蔽墙体7靠近缓冲舱室的一侧墙面上设置有第二屏蔽层9，外层屏蔽墙体7靠近第二舱室2的一侧墙面上设置有第三屏蔽层10，第一屏蔽层8、第二屏蔽层9和第三屏蔽层10为主屏蔽层，分别用于屏蔽γ射线、中子及次生γ射线。
实施例2
和实施例1类似，第三舱室3和第四舱室4之间设置有中间屏蔽墙体6作为阻隔墙，中间屏蔽墙体6靠近第三舱室3的侧面上设置有第四屏蔽层11，中间屏蔽墙体6靠近第四舱室4的侧面上设置有第五屏蔽层12，第四屏蔽层11和第五屏蔽层12为辅屏蔽层，可以根据需要设置为γ射线或中子屏蔽层。
另外，中间屏蔽墙体6和外层屏蔽墙体7的两侧均设置有屏蔽层，能够缓解受力不均衡的现象，从而减少核电站舱室壁面变形并且中间屏蔽墙体的设置还能够减少内层屏蔽墙体的承重负担，防止内层屏蔽墙体的变形，并且有助于阻挡高温热向第二舱室扩散，降低屏蔽墙体所承受的高温高压环境。
实施例3
第一屏蔽层为铅类材料层。
第二屏蔽层为含硼聚乙烯材料层类材料层。
第三屏蔽层为铅类材料层。
第四屏蔽层和第五屏蔽层可以视屏蔽效果的需要设置为铅或含硼聚乙烯材料层。
第一屏蔽层由于靠近第一舱室设置，与高温高压的第一舱室环境直接接触，因此首选耐高温的材料，其它屏蔽层则不受高温高压环境的影响因此首选屏蔽效果好的屏蔽材料。
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 (6)

1.一种浮动式核电站舱室的二次屏蔽结构，包括放置反应堆的第一舱室(1)和工作人员所待的第二舱室(2)，第一舱室(1)和第二舱室(2)并排设置，其特征在于，第一舱室(1)和第二舱室(2)之间并排设置有缓冲舱室，第一舱室(1)和缓冲舱室之间的阻隔墙为内层屏蔽墙体(5)，内层屏蔽墙体(5)靠近缓冲舱室的一侧墙面上设置有第一屏蔽层(8)，缓冲舱室和第二舱室(2)之间的阻隔墙为外层屏蔽墙体(7)，外层屏蔽墙体(7)靠近缓冲舱室的一侧墙面上设置有第二屏蔽层(9)，外层屏蔽墙体(7)靠近第二舱室(2)的一侧墙面上设置有第三屏蔽层(10)，第一屏蔽层(8)用于屏蔽γ射线、第二屏蔽层(9)用于屏蔽中子，第三屏蔽层(10)用于屏蔽次生γ射线。
2.根据权利要求1所述的浮动式核电站舱室的二次屏蔽结构，其特征在于，缓冲舱室包括并排设置的第三舱室(3)和第四舱室(4)，第三舱室(3)和第四舱室(4)之间设置有中间屏蔽墙体(6)作为阻隔墙，中间屏蔽墙体(6)靠近第三舱室(3)的侧面上设置有第四屏蔽层(11)，中间屏蔽墙体(6)靠近第四舱室(4)的侧面上设置有第五屏蔽层(12)，第四屏蔽层(11)和第五屏蔽层(12)均用于屏蔽γ射线或中子。
3.根据权利要求1所述的浮动式核电站舱室的二次屏蔽结构，其特征在于，第一屏蔽层(8)为铅类材料层。
4.根据权利要求2所述的浮动式核电站舱室的二次屏蔽结构，其特征在于，第四屏蔽层(11)和第五屏蔽层(12)均为铅类或含硼聚乙烯类材料层。
5.根据权利要求1所述的浮动式核电站能二次屏蔽的舱室结构，其特征在于，第二屏蔽层(9)为含硼聚乙烯材料类材料层。
6.根据权利要求1所述的浮动式核电站能二次屏蔽的舱室结构，其特征在于，第三屏蔽层(10)为铅类材料层。
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