CN112489827A - 一种用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构，包括：抑压水池，压力容器、蒸汽发生器、主泵、稳压器通过一体化整体支承安装在抑压水池内，其还包括：装设在压力容器的外侧的用以屏蔽堆芯泄露中子的第一屏蔽组件；能够屏蔽堆芯辐射的大部分快中子以减少压力容器内壁中子注量的第二屏蔽组件；设置在吊篮和压力容器内壁之间的第三屏蔽组件；围绕抑压水池设备环腔向内将水空间支承板以上主设备全部包络的用以吸收堆芯辐射的中子和伽马射线的第四屏蔽组件；以及用以屏蔽自堆芯泄露通过反应堆压力容器与设备型腔之间间隙向上发射中子的第五屏蔽组件。本发明能够有效屏蔽从堆芯泄露的中子和伽马射线；满足停堆期间人员靠近需求，减轻二次屏蔽装量压力。
Description
技术领域
本发明涉及核电技术领域，特别是涉及一种用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构。
背景技术
小型堆，尤其是海上小型堆，为满足海洋环境的使用要求以及局限于船舱等布置空间狭小的限制，一回路核岛主设备通常采用紧凑布置形式，例如一体化设计、短管连接等。现有的小型堆反应堆结构的屏蔽方案不够完善，存在屏蔽结构设计、实施难度大等问题。
此外，现有的用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构也无法应用在主泵蒸汽发生器等主设备间距狭窄，堆芯以及堆外屏蔽要求也更高的环境中，例如：现有的小型堆通常采用一体化或者双层套管连接等方式，反应堆压力容器尺寸较小，RPV内壁距离堆芯较近，堆芯反射的中子易对反应堆压力容器内壁产生辐照损伤；且主设备之间间隙狭窄，主设备距离堆芯较近，现有常用的屏蔽结构已然无法适应上述结构的安装。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构，能够有效屏蔽从堆芯泄露的中子和伽马射线；满足停堆期间人员靠近需求，减轻二次屏蔽装量压力。
本发明实施提供一种用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构，包括：抑压水池，压力容器、蒸汽发生器、主泵及稳压器通过一体化整体支承安装在抑压水池内，其还包括：装设在压力容器的外侧的用以屏蔽堆芯泄露中子的第一屏蔽组件；装设在吊篮内部的能够屏蔽堆芯辐射的大部分快中子以减少压力容器内壁中子注量的第二屏蔽组件；设置在吊篮和压力容器内壁之间的第三屏蔽组件；围绕抑压水池设备环腔向内将水空间支承板以上主设备全部包络的用以吸收堆芯辐射的中子和伽马射线的第四屏蔽组件；以及用以屏蔽自堆芯泄露通过反应堆压力容器与设备型腔之间间隙向上发射中子的第五屏蔽组件。
其中，第五屏蔽组件为设备型腔堵缝，设备型腔堵缝包括多个包覆有屏蔽材料的不锈钢模块，多个不锈钢模块堆叠连为一体。
其中，抑压水池为由水汽空间构成的钢结构壳体，其下部为水空间，上部为气空间，水气空间相连，下部设置压力容器、蒸汽发生器的设备型腔，设备型腔的周围的水空间形成水层屏蔽，有效屏蔽堆芯辐射中子和伽马射线。
其中，第一屏蔽组件包括：多个内部填充有屏蔽材料的盒体，多个盒体拼接成筒状。
其中，第一屏蔽组件的底部承载在水空间上部的支承板上；所以第一屏蔽组件的多个盒体通过卡扣连接。
其中，第二屏蔽组件为高铁水比屏蔽结构，第二屏蔽组件与堆芯下板紧固连接。
其中，第三屏蔽组件为不锈钢圆筒结构；第三屏蔽组件上设有吊块，压力容器内壁的相应位置设置定位块，吊块适配连接在定位块上使第三屏蔽组件与压力容器连接。
其中，第三屏蔽组件的底部设置开槽与压力容器的支撑结构配合限位；第三屏蔽组件与吊篮外的水隙构成铁水屏蔽结构。
其中，第四屏蔽组件主要由层状屏蔽模块拼装而成的罩装结构，通过支承与锁紧结构实现与抑压水池主设备环腔的固定和连接，相应主设备区域开孔；第四屏蔽组件能够有效吸收堆芯辐射的中子和伽马射线，减轻二次屏蔽的设计压力和装量。
其中，第三屏蔽组件可为整体式圆筒结构或分瓣式圆筒结构。
实施本发明实施例的用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构设计方案，通过带水抑压池结构、第一屏蔽组件、第二屏蔽组件、第三屏蔽组件、第四屏蔽组件、以及第五屏蔽组件形成立体且全面的紧凑型小型堆屏蔽设计结构，能够有效屏蔽堆芯γ和中子辐照，减轻反应堆压力容器的辐照损伤，减少周围设备的活化和辐照损伤，同时能够实现一次屏蔽辐照剂量的设计目标值，保护检修人员所受的辐射剂量在可接受范围内，同时能够有效降低二次屏蔽的装量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，为本发明用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构的实施例一。
本实施例中的用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构，包括：抑压水池1，固定设置于抑压水池1设备型腔11中的压力容器2、蒸汽发生器3、主泵4以及稳压器5，压力容器2与蒸汽发生器3、主泵4、稳压器5通过一体化整体支承安装在抑压水池1内，压力容器2中设置有安放堆芯的吊篮21；用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构还包括：装设在压力容器的外侧的用以屏蔽堆芯泄露中子的第一屏蔽组件92；装设在吊篮内部的能够屏蔽堆芯辐射的大部分快中子以减少压力容器内壁中子注量的第二屏蔽组件93；设置在吊篮和压力容器内壁之间的第三屏蔽组件94；围绕抑压水池设备环腔向内将水空间支承板以上主设备全部包络的用以吸收堆芯辐射的中子和伽马射线的第四屏蔽组件95；以及用以屏蔽自堆芯泄露通过反应堆压力容器与设备型腔之间间隙向上发射中子的第五屏蔽组件91，通过设置抑压水池1、第一屏蔽组件92、第二屏蔽组件93、第三屏蔽组件94、第四屏蔽组件95以及第五屏蔽组件91形成立体且全面的紧凑型小型堆屏蔽设计结构。
具体实施时，抑压水池1为由水汽空间构成的钢结构壳体，其下部为水空间1a，上部为气空间，水气空间相连，下部设置压力容器2、蒸汽发生器3等主要设备的设备型腔11，设备型腔11的周围的水空间形成水层屏蔽，有效屏蔽堆芯辐射中子和伽马射线。同时，一体化整体支承装置6主要由支承基础、支座支承、横向支承等常用的固定结构组成，其作用是将设备型腔11中的主要设备连接在抑压水池1合适的位置上。
第五屏蔽组件91设置在压力容器2的外壁上，本实施例中的第五屏蔽组件91为设备型腔堵缝，尤指设置在固定在压力容器2与设备型腔11上部的由屏蔽体模块堆叠而成的不锈钢模块,也就是说，设备型腔堵缝91包括多个包覆有屏蔽材料的不锈钢模块，多个不锈钢模块堆叠连为一体。具体实施时，不锈钢模块为包覆屏蔽材料的不锈钢盒装结构，通过支承结构与压紧结构实现与反应堆压力容器设备腔的连接和固定，主要屏蔽自堆芯泄露通过反应堆压力容器与容器型腔之间间隙向上发射的中子。
进一步的，第一屏蔽组件92设置在压力容器2的接管段筒体的外侧，其作用是:用以屏蔽堆芯泄露中子，第一屏蔽组件92包括：多个内部填充有屏蔽材料的盒体，多个盒体拼接成筒状。
第一屏蔽组件92为设置在反应堆压力容器接管段筒体周围的模块化屏蔽拼装式筒形结构。屏蔽模块为盒状结构，内部填充高性能屏蔽材料，第一屏蔽组件92下部支承于抑压水池水空间上部支承板上，屏蔽块之间通过卡扣结构彼此连接，第一屏蔽组件92通过支承结构固定于反应堆压力容器周围。
第一屏蔽组件92能够有效屏蔽堆芯泄露的中子，降低运行期间压力容器周围辐射剂量，减少对周围设备的辐照损伤。屏蔽模块使用模块化的拼装结构，具有灵活性，满足检修与在役检查期间拆装需求的效果。
进一步的，还包括：能够屏蔽堆芯辐射的大部分快中子以减少压力容器内壁中子注量的第二屏蔽组件93；第二屏蔽组件93设置在吊篮21的内部。
具体实施时，第二屏蔽组件93围绕堆芯布置，其内部设有堆芯型腔结构，放置于吊篮21的内部。第二屏蔽组件93为不锈钢结构件，通过机械连接方式与堆芯下板紧固。
进一步的，还包括：第三屏蔽组件94，第三屏蔽组件94设置在吊篮和压力容器内壁之间，第三屏蔽组件94与吊篮21不连接。
具体实施时，第三屏蔽组件94位于吊篮21的外部和压力容器2内壁之间，为奥氏体不锈钢独立圆筒形状结构，第三屏蔽组件94与吊篮21没有连接结构，其作用是：不影响吊篮的独立吊装。第三屏蔽组件94上部焊接有吊块，相对应位置反应堆压力容器2的内壁上焊接径向定位块，通过吊块与径向定位块的机械连接实现第三屏蔽组件94的固定和定位。第三屏蔽组件94下部通过开槽与反应堆压力容器2下部径向支承键配合限位。
优选的，第三屏蔽组件94可为整体式圆筒结构，也可为分瓣式圆筒结构，分瓣式屏蔽板之间通过螺栓结构机械连接组成圆筒结构。
优选的，第三屏蔽组件94与吊篮21外的水隙构成铁水屏蔽结构，进一步降低RPV内壁以及穿过反应堆压力容器的中子注量，降低一次屏蔽的设计压力与装量。
进一步的，还包括：用以吸收堆芯辐射的中子和伽马射线的第四屏蔽组件95，第四屏蔽组件95将固定在抑压水池的设备环腔中的设备罩装；第四屏蔽组件95与抑压水池1的设备环腔连接。
具体实施时，第四屏蔽组件95为围绕抑压水池设备环腔向内将水空间支承板以上主设备全部包络的罩装结构，主要由层状屏蔽模块拼装而成，通过支承与锁紧结构实现与抑压水池1主设备环腔的固定和连接，第四屏蔽组件95的相应主设备区域开孔，用以适配抑压水池1和主设备之间的装配。
第四屏蔽组件95能够有效吸收堆芯辐射的中子和伽马射线，减轻二次屏蔽的设计压力和装量。
实施本实施例中的用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构，通过设置抑压水池、第一屏蔽组件、第二屏蔽组件、第三屏蔽组件、第四屏蔽组件以及第五屏蔽组件形成立体且全面的紧凑型小型堆屏蔽设计结构；
第一、适用于紧凑型布置反应堆冷却剂系统；
第二、有效降低RPV内壁中子注量，减轻压力容器的辐照损伤；
第三能够保证堆芯中子反射性能，运行时维持堆芯临界状态；
第四能够屏蔽堆芯泄露的中子和伽马射线，减少堆芯周围设备的活化和辐照损伤，满足停堆期间人员靠近需求，降低堆舱周围二次屏蔽伽马注量，减轻二次屏蔽压力。
Claims (10)
1.一种用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构，其特征在于，包括：抑压水池，压力容器与蒸汽发生器、主泵及稳压器通过一体化整体支承安装在所述抑压水池内，其还包括：
装设在所述压力容器的外侧的用以屏蔽堆芯泄露中子的第一屏蔽组件；
装设在吊篮内部的能够屏蔽堆芯辐射的大部分快中子以减少压力容器内壁中子注量的第二屏蔽组件；
设置在吊篮和压力容器内壁之间的第三屏蔽组件；
围绕抑压水池设备环腔向内将水空间支承板以上主设备全部包络的用以吸收堆芯辐射的中子和伽马射线的第四屏蔽组件；以及
用以屏蔽自堆芯泄露通过反应堆压力容器与设备型腔之间间隙向上发射中子的第五屏蔽组件。
2.如权利要求1所述的用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构，其特征在于，所述第五屏蔽组件为设备型腔堵缝，所述设备型腔堵缝包括多个包覆有屏蔽材料的不锈钢模块，所述多个不锈钢模块堆叠连为一体。
3.如权利要求1所述的用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构，其特征在于，所述抑压水池为由水汽空间构成的钢结构壳体，其下部为水空间，上部为气空间，水气空间相连，下部设置压力容器、蒸汽发生器的设备型腔，所述设备型腔的周围的水空间形成水层屏蔽，有效屏蔽堆芯辐射中子和伽马射线。
4.如权利要求1所述的用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构，其特征在于，所述第一屏蔽组件包括：多个内部填充有屏蔽材料的盒体，所述多个盒体拼接成筒状。
5.如权利要求4所述的用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构，其特征在于，所述第一屏蔽组件的底部承载在所述水空间上部的支承板上；
所以第一屏蔽组件的多个盒体通过卡扣连接。
6.如权利要求1所述的用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构，其特征在于，所述第二屏蔽组件为高铁水比屏蔽结构，所述第二屏蔽组件与堆芯下板紧固连接。
7.如权利要求1所述的用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构，其特征在于，所述第三屏蔽组件为不锈钢圆筒结构；
所述第三屏蔽组件上设有吊块，所述压力容器内壁的相应位置设置定位块，所述吊块适配连接在所述定位块上使所述第三屏蔽组件与所述压力容器连接。
8.如权利要求1所述的用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构，其特征在于，所述第三屏蔽组件的底部设置开槽与所述压力容器的支撑结构配合限位；
所述第三屏蔽组件与吊篮外的水隙构成铁水屏蔽结构。
9.如权利要求1所述的用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构，其特征在于，所述第四屏蔽组件主要由层状屏蔽模块拼装而成的罩装结构，通过支承与锁紧结构实现与抑压水池主设备环腔的固定和连接，相应主设备区域开孔；所述第四屏蔽组件能够有效吸收堆芯辐射的中子和伽马射线，减轻二次屏蔽的设计压力和装量。
10.如权利要求1所述的用于紧凑布置小型堆的屏蔽结构，其特征在于，第三屏蔽组件可为整体式圆筒结构或分瓣式圆筒结构。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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