CN112837837B - 一种托卡马克主机厂房的布置方法及厂房、中间厂房 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种托卡马克主机厂房的布置方法，包括：在托卡马克主机厂房的下部的中间位置设置主机区，用于放置托卡马克装置主机，并围绕主机区在其外围设置主机配套设备区、对外接口区；并在托卡马克主机厂房内设置大型设备转运区，大型设备转运区的一部分围设在主机区的外部，其它部分处于托卡马克主机厂房的上部，在大型设备转运区内设置转运组件，且转运组件设置在主机区的正上方，用于转运大型组件/设备。本发明还公开一种托卡马克主机厂房及其中间厂房。本发明可满足商用需求，且具有极强的工程可实施性。

Description

一种托卡马克主机厂房的布置方法及厂房、中间厂房

技术领域

本发明属于核工程领域，具体涉及一种托卡马克主机厂房的布置方法及厂房、中间厂房。

背景技术

目前，国内外对于托卡马克磁约束聚变的研究已取得较大进展，但是，都还处于实验堆或实验装置阶段，如中国的先进实验超导托卡马克(EAST)、国际热核聚变实验堆(ITER)计划等，世界上尚未提出用于商用托卡马克磁约束聚变电站的设计，

相对于商用托卡马克磁约束聚变电站，实验堆或实验装置必然存在一些局限性，其布置方案难以满足商用磁约束聚变电站的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的以上不足，提供一种托卡马克主机厂房的布置方法及厂房、中间厂房，可满足商用需求，且具有极强的工程可实施性。

根据本发明的一个方面，提供一种托卡马克主机厂房的布置方法，其技术方案为：

一种托卡马克主机厂房的布置方法，包括：

在托卡马克主机厂房的下部的中间位置设置主机区，用于放置托卡马克装置主机，并围绕主机区在其外围设置主机配套设备区、对外接口区；

并在托卡马克主机厂房内设置大型设备转运区，大型设备转运区的一部分围设在主机区的外部，其它部分处于托卡马克主机厂房的上部，

在大型设备转运区内设置转运组件，且转运组件设置在主机区的正上方，用于转运大型组件/设备。

优选的是，将主机配套设备区分隔为多个主机配套设备分区，将对外接口区分隔为多个对外接口分区，并将多个主机配套设备分区与多个对外接口分区间隔设置。

优选的是，在托卡马克主机厂房内设置通行廊道，所述通行廊道设置在托卡马克主机厂房内靠近外部的位置，并将其与各个主机配套设备分区、各个对外接口分区、以及大型设备转运区分别连通。

优选的是，所述转运组件包括厂房吊车、大型设备转运环轨、以及大型设备转运装置，

大型设备转运区还包括吊装大厅和大型设备中转区，将吊装大厅设置在托卡马克主机厂房的上部，将厂房吊车、大型设备转运环轨、以及大型设备转运装置设置在吊装大厅内并处于主机区的正上方；

将大型设备中转区设置在吊装大厅的相邻位置，用于将托卡马克装置主机中需要维修或更换的大型组件/设备从吊装大厅转运至托卡马克主机厂房的周边厂房。

优选的是，所述方法还包括：

在托卡马克装置主机中的大型组件/设备就位之前，先将主机配套设备区的部分区域作为大型设备转运空间，以便对转运大型组件/设备进行转运；

在托卡马克装置主机中的大型组件/设备就位之后，对所述大型设备转运空间进行二次浇筑，以形成部分的主机配套设备区。

本发明的托卡马克主机厂房的布置方法，基于托卡马克装置主机的功能要求及安全需求，对托卡马克磁约束聚变堆运行流程进行梳理，确定了以聚变堆堆芯(即托卡马克装置主机)为核心的布置方案，布局简单、合理，不仅可满足商用托卡马克磁约束聚变核电站的需求，还充分考虑了大型托卡马克装置主机大型组件/设备的建设安装、转运等要求，具有极强的工程可实施性，有利于实现托卡马克主机厂房的安全、高效运行，还可以提高抵御事故的能力，有利于提高整个核电厂安全性，增强民众对核安全接受程度。

根据本发明的另一个方面，提供一种托卡马克主机厂房，其技术方案为：

一种托卡马克主机厂房，包括主机区、主机配套设备区、对外接口区、以及大型设备转运区，

所述主机区设于托卡马克主机厂房的下部的中间位置，用于放置托卡马克装置主机；

所述主机配套设备区、所述对外接口区围设于所述主机区的外部；

所述大型设备转运区的一部分围设在主机区的外部，其它部分处于托卡马克主机厂房的上部，其包括转运组件，所述转运组件设于所述主机区的正上方，用于转运大型组件/设备。

优选的是，所述主机配套设备区包括多个主机配套设备分区，所述对外接口区包括多个对外接口分区，各主机配套设备分区和各对外接口分区相间分布。

优选的是，所述托卡马克主机厂房还包括通行廊道，

所述通行廊道设于所述托卡马克主机厂房内靠近外部的位置，并与各个所述主机配套设备分区、各个所述对外接口设备分区、以及所述大型设备转运区分别连通，用于工作人员及设备通行。

优选的是，所述转运组件包括厂房吊车、大型设备转运环轨、以及大型设备转运装置，所述大型设备转运区还包括吊装大厅和大型设备中转区，

所述吊装大厅设于所述托卡马克主机厂房的上部，所述厂房吊车、所述大型设备转运环轨、以及大型设备转运装置均设于所述吊装大厅内，并处于所述主机区的正上方；

所述大型设备中转区设于所述吊装大厅的相邻位置，用于将托卡马克装置主机中需要维修或更换的大型组件/部件从吊装大厅转运至托卡马克主机厂房的周边厂房。

本发明的托卡马克主机厂房，结构简单，布局合理，空间利用率高，易于土建施工，不仅可充分满足商用托卡马克磁约束聚变电站的布置要求，辐射防护水平高，确保托卡马克主机厂房的高效、安全运行，还便于大型托卡马克装置主机中大型组件/设备的转运，提高运行期间对大型组件/设备的维修、更换的工作效率。

根据本发明的又一个方面，提供一种托卡马克主机厂房的中间厂房，其技术方案为：

一种托卡马克主机厂房的中间厂房，包括主机区、主机配套设备区、对外接口区、以及大型设备转运区，

所述主机区设于托卡马克主机厂房的下部，且处于中间位置，用于放置托卡马克装置主机；

所述主机配套设备区、所述对外接口区围设于所述主机区的外部；

所述大型设备转运区的一部分围设在主机区的外部，其它部分处于托卡马克主机厂房的上部，其包括大型设备转运空间和转运组件，所述大型设备转运空间设于所述主机区的一侧，所述转运组件设于所述主机区的正上方，用于通过大型设备转运空间对大型组件/设备进行转运。

本发明的托卡马克主机厂房的中间厂房，是托卡马克主机厂房在建造过程中的一种中间产品，可便于将托卡马克装置中大型组件/设备从托卡马克主机厂房外吊运至托卡马克主机厂房内的主机区进行安装，从而可提高托卡马克主机厂房建设工作效率,并且，本中间厂房结构简单，施工方便。

附图说明

图1为本发明实施例中托卡马克主机厂房的下部的结构示意图；

图2为本发明实施例中托卡马克主机厂房的上部的结构示意图；

图3为本发明实施例中托卡马克主机厂房的A-A方向剖视图。

图中：1-主机区；2-主机配套设备区；21-第一主机配套设备分区；22-第二主机配套设备分区；23-第三主机配套设备分区；24-第四主机配套设备分区；25-第五主机配套设备分区；26-第六主机配套设备分区；27-第七主机配套设备分区；28-第八主机配套设备分区；3-对外接口区；31-第一对外接口分区；32-第二对外接口分区；33-第三对外接口分区；34-第四对外接口分区；4-通行廊道；5-大型设备转运空间；6-大型设备转运环轨；61-第一大型设备转运环轨；62-第二大型设备转运环轨；63-第三大型设备转运环轨；7-大型设备转运装置；71-主机顶部中转车；72-倾斜轨道；73-吊装大厅平台中转车；9-大型设备中转区；91-大型设备转运间；92-大型设备转运配套设备间；10-厂房吊车；11-吊装大厅。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例公开一种托卡马克主机厂房的布置方法，如图1、图2所示，总体来说托卡马克主机厂房可分为上部和下部，在托卡马克主机厂房的下部的中间位置设置主机区1，用于放置托卡马克装置主机，并围绕主机区1在其外围设置主机配套设备区2、对外接口区3。

其中，主机配套设备区2主要用于集中布置托卡马克装置主机接出来的工艺管道、电仪线缆、风管、以及泵、换热器、缓冲罐等其他需紧挨托卡马克装置主机布置的设备物项或部件；对外接口区3主要用于集中布置从托卡马克主机厂房的周边厂房进入到托卡马克主机厂房的工艺管道、电仪线缆、风管等物项。

在托卡马克主机厂房内设置大型设备转运区，大型设备转运区的一部分围设在主机区1的外部，其它部分处于托卡马克主机厂房的上部，在大型设备转运区内设置转运组件，且转运组件设置在主机区1的上方，更准确来说，转运组件设置在主机区1的正上方，用于转运大型组件/设备(包括大/重型、以及超大/重型组件/设备)，以实现托卡马克主机厂房整个寿期内的大型组件/设备的吊装、安装、维修、更换等操作。

在一些实施方式中，将主机配套设备区2分隔为多个主机配套设备分区，将对外接口区3分隔为多个对外接口分区，并将多个主机配套设备分区与多个对外接口分区间隔设置。

具体来说，主机配套设备分区的数量和位置可根据托卡马克装备主机的窗口设置情况进行设置，各主机配套设备分区之间通过设置土建墙体进行分隔，以便于布置从托卡马克装置主机的不同窗口接出来的工艺管道、电仪线缆、风管、以及对应的泵、换热器、缓冲罐等其他需紧挨托卡马克装置主机布置的设备物项或部件，以避免在发生事故时各主机配套设备分区之间的相互影响，有效降低运维人员受照剂量。对外接口分区的数量及位置可根据不同物项的放射性水平不同、对周边环境要求不同等条件进行设置，比如，可根据机械、气、水、电等物项类别设置对应的对外接口分区，各对外接口分区3之间通过设置土建墙体进行分隔，以便集中布置从托卡马克主机厂房的周边厂房进入到托卡马克主机厂房的工艺管道、电仪线缆、风管等物项，并避免各类物项之间、不同系统同类物项之间可能存在相互干扰，从而有利于实现托卡马克主机厂房内部空间的有效控制，便于运行维护。同时，各个主机配套设备分区2、对外接口分区3之间的土建墙体还可以提高托卡马克主机厂房的结构强度，提高抗震能力。

本实施例中，如图1所示，优选将主机配套设备区2分隔为八个分区，分别为第一主机配套设备分区21、第二主机配套设备分区22、第三主机配套设备分区23、以及第四主机配套设备分区24、第五主机配套设备分区25、第六主机配套设备分区26、第七主机配套设备分区27、以及第八主机配套设备分区28，其中，将第一主机配套设备分区21、第二主机配套设备分区22设置在主机区1的左侧(如图1所示)，将第五主机配套设备分区25、第六主机配套设备分区26设置在主机区1的右侧，将第三主机配套设备分区23、第四主机配套设备分区24设置在主机区1的前侧，将第七主机配套设备分区27、第八主机配套设备分区28设置在主机区1的后侧；优选将对外接口区3分隔四个分区，分别为第一对外接口分区31、第二对外接口分区32、第三对外接口分区33、以及第四对外接口分区34，其中，将第一对外接口分区31设置在第八主机配套设备分区28之间和第一主机配套设备分区21的相邻位置，将第二对外接口分区32设置在第二主机配套设备分区22和第三主机配套设备分区24之间的相邻位置，将第三对外接口分区33设置在第四主机配套设备分区24和第五主机配套设备分区25之间的相邻位置，将第四对外接口分区34设置在第六主机配套设备分区26和第七主机配套设备分区27之间的相邻位置。

进一步的，如图1所示，在第一主机配套设备分区21、第二主机配套设备分区22、第三主机配套设备分区23、第四主机配套设备分区24、第五主机配套设备分区25、第六主机配套设备分区26、第七主机配套设备分区27、以及第八主机配套设备分区28的内部还可以分别通过设置土建墙体等方式再进一步进行分隔，使得各个主机配套设备分区再进一步形成多个隔间的一层或多层结构，以进一步避免在发生事故时各主机配套设备分区内的各隔间之间的相互影响，有效降低运维人员受照剂量。比如，如图3所示，可将第二主机配套设备分区22分隔为六层，从下往上依次为第一层至第六层，其中：在第一层内靠近主机区1的位置设置底部管廊，在第二层内由靠近主机区1向外依次设置底部管廊、通行过道、以及备用间，在第三层内由靠近主机区1向外依次设置底部窗口、通行过道、以及备用间，第一层至第三层主要用于放置如水冷系统/通风除氚系统/真空抽气系统设备、管道、阀门等必须物项；在第四层内设置中性束间，主要用于布置中性束等物项；在第五层内由靠近主机区1向外依次设置备用间、通行过道、以及备用间；在第六层内设置操作平台。再比如，可将第五主机配套设备分区25分隔为七层，从下往上依次为第一层至第七层，其中：在第一层内靠近主机区1的位置设置底部管廊；在第二层内由靠近主机区1向外依次设置底部管廊、通行过道；在第三层内由靠近主机区1向外依次设置底部窗口、通行过道；在第四层内由靠近主机区1向外依次设置赤道窗口、通行过道项；在第五层、第六层、以及第七层内均由靠近主机区1向外依次设置备用间、通行过道。

在一些实施方式中，在托卡马克主机厂房内靠近厂房外部的位置设置通行廊道4，通行廊道4设置在托卡马克主机厂房内靠近外部的位置,并将其与各个主机配套设备分区、各个对外接口分区、以及大型设备转运区分别连通，在托卡马克主机厂房建设安装期间及托卡马克装置主机运行期间用于工作人员通行、设备运输、以及部分工艺管道、电仪线缆、风管的布置。

本实施例中，将通行廊道4设于第三主机配套设备分区23、第四主机配套设备分区24、第三对外接口分区33、第五主机配套设备分区25、第六主机配套设备分区26、第四对外接口分区34、第七主机配套设备分区27、以及第八主机配套设备分区28的外围相邻位置，并靠近托卡马克主机厂房的外部，通行廊道4还与第一对外接口分区31、第二对外接口分区32分别连通。并且，可在第一对外接口分区31、第二对外接口分区32内设置用于连通周边厂房的通道以及托卡马克厂房内部通行的楼梯电梯等设施，提高厂房内部的空间利用率。

在一些实施方式中，转运组件包括厂房吊车10、大型设备转运环轨6、以及大型设备转运装置7，大型设备转运区还包括吊装大厅11和大型设备中转区9，将吊装大厅11设置在托卡马克主机厂房的上部，将厂房吊车10、大型设备转运环轨6、以及大型设备转运装置7设置在吊装大厅11内并处于主机区1的正上方；将大型设备中转区9设置在吊装大厅11相邻位置，用于将托卡马克装置主机中需要维修/更换的大型组件/设备从吊装大厅11转运至托卡马克主机厂房的周边厂房。

具体来说，在托卡马克主机厂房的上部位于第五主机配套设备分区22和第六主机配套设备分区26所在区域的上方位置浇筑楼板作为吊装大厅平台(即吊装大厅11的地面)。将厂房吊车10横跨于主机区1和操作大厅平台并处于主机区1和吊装大厅平台的上方。大型设备转运环轨6的数量优选设置为多个，多个大型设备转运环轨6的直径大小不同，按直径大小依次由内到外依次分布，且外侧的大型设备转运环轨6的位置高度高于内侧的大型设备转运环轨6的位置高度。大型设备转运装置7包括主机顶部中转车71、倾斜轨道72、以及吊装大厅平台中转车73，将倾斜轨道72横跨在各个大型设备转运环轨6上，使其可沿大型设备转运环轨6进行360°旋转运动，将主机顶部中转车71、吊装大厅平台中转车73设置在倾斜轨道72上，两者均可沿倾斜轨道72进行移动，且主机顶部中转车71设置在靠近主机区1的上方的一端，处于托卡马克装置主机的上方，将吊装大厅平台中转车73设置在靠近吊装大厅平台的另一端，处于吊装大厅平台的上方。通过主机顶部中转车71、倾斜轨道72、吊装大厅平台中转车73、以及厂房吊车10的相互配合，将托卡马克装置主机的不同窗口吊出的大型或超大型组件/设备转运至吊装大厅平台，吊装大厅用于配合大型设备转运区内的大型设备转运环轨6、大型设备转运装置7等物项实现托卡马克主机厂房整个寿期内的大/重型(或超大/重型)设备的吊装、安装、维修、更换等操作，比如，可将主机区1内的托卡马克装置主机中的大型部件从托卡马克装置主机的顶部窗口通过厂房吊车10吊出并转运至吊装大厅平台。大型设备中转区9设置在靠近吊装大厅平台的位置，并将大型设备中转区9分隔为大型设备转运间91和大型设备转运配套设备间92，其中，大型设备转运间91用于将托卡马克装置主机中的大型可维修/更换部件从吊装大厅平台转运至周边厂房；大型设备转运配套设备间92用于布置大型设备转运间91的配套设备，比如，用于布置操作台、专用维修工具等。

本实施例中，如图1、图2所示，大型设备转运环轨6包括第一大型设备转运环轨61、第二大型设备转运环轨62、以及第三大型设备转运环轨63，第一大型设备转运环轨61、第二大型设备转运环轨62、以及第三大型设备转运环轨63由内到外依次分布，且第一大型设备转运环轨61、第二大型设备转运环轨62处于托卡马克装置主机的正上方，第三大型设备转运环轨63处于吊装大厅平台上方，第一大型设备转运环轨61、第二大型设备转运环轨62、以及第三大型设备转运环轨63的位置高度依次增大。倾斜轨道72横跨在第一大型设备转运环轨61、第二大型设备转运环轨62、以及第三大型设备转运环轨63上。当需要从托卡马克装置主机中的吊出部件时，先将倾斜轨道72沿大型设备转运环轨6旋转至对应的托卡马克装置主机的窗口上方，通过主机顶部中转车71将部件从托卡马克装置主机中吊出至倾斜轨道72，再将倾斜轨道72沿大型设备转运环轨6旋转至吊装大厅平台处，同时，将部件从主机顶部中转车71转运至吊装大厅平台中转车73，之后，再配合厂房吊车10将部件转运到吊装大厅平台。

在一些实施方式中，本布置方法还包括：

在托卡马克装置主机中的大型组件/设备就位之前，先将主机配套设备区2的部分区域作为大型设备转运空间5，以便对转运大型组件/设备进行转运；

在托卡马克装置主机中的大型组件/设备就位之后，对大型设备转运空间5进行二次浇筑，以形成部分的主机配套设备区2。

具体来说，在托卡马克主机厂房建设安装期间(即托卡马克装置主机中的大型组件/设备就位之前)，将至少一个主机配套设备分区(比如，第五主机配套设备分区22、第六主机配套设备分区26)所在区域(至少从厂坪标高Om至吊装大厅11)空置出来，暂时先不浇筑该区域内的墙体及楼板等土建结构，也就是说，此时，第五主机配套设备分区22、第六主机配套设备分区26所在区域作为托卡马克装置主机建设安装期间的大型设备转运空间5，以便将托卡马克装置主机中的大型组件/设备吊运至主机区1内进行安装，待托卡马克装置主机中的大型组件/设备吊装就位后，再在大型设备转运空间5内进行二次浇筑所需的竖直墙体及各层楼板，从而形成第五主机配套设备分区22、第六主机配套设备分区26、以及与其第五主机配套设备分区22、第六主机配套设备分区26连通的通行廊道4。

本实施例的托卡马克主机厂房的布置方法，基于托卡马克装置主机的功能要求及安全需求，对托卡马克磁约束聚变堆运行流程进行梳理，确定了以聚变堆堆芯(即托卡马克装置主机)为核心的布置方案，布局简单、合理，不仅可满足商用托卡马克磁约束聚变核电站的需求，还充分考虑了托卡马克装置主机中大型组件/设备的建设安装、转运等要求，具有极强的工程可实施性，有利于实现托卡马克主机厂房的安全、高效运行，还可以提高抵御事故的能力，有利于提高整个核电厂安全性，增强民众对核安全接受程度。

实施例2

如图1、图2、图3所示，本实施例公开一种托卡马克主机厂房，包括主机区1、主机配套设备区2、对外接口区3、以及大型设备转运区，其中：主机区1设于托卡马克主机厂房的下部的中间位置，用于放置托卡马克装置主机；主机配套设备区2、对外接口区3围设于主机区1的外部，主机配套设备区2主要用于集中布置托卡马克装置主机接出来的工艺管道、电仪线缆、风管、以及泵、换热器、缓冲罐等其他需紧挨托卡马克装置主机布置的设备物项或部件，对外接口区3主要用于集中布置从托卡马克主机厂房的周边厂房进入到托卡马克主机厂房的工艺管道、电仪线缆、风管等物项；大型设备转运区的一部分围设在主机区1的外部，其它部分处于托卡马克主机厂房的上部，大型设备转运区包括转运组件，转运组件设于主机区1的上方，更准确来说，转运组件设置在主机区1的正上方，用于转运大型组件/设备(包括大/重型、以及超大/重型组件/设备)，以实现托卡马克主机厂房整个寿期内的大型组件/设备的吊装、安装、维修、更换等操作。

在一些实施方式中，主机配套设备区2包括多个主机配套设备分区，对外接口区3包括多个对外接口分区，多个主机配套设备分区和多个对外接口分区相间分布。

具体来说，主机配套设备分区的数量和位置可根据托卡马克装备主机的窗口设置情况进行选择，各主机配套设备分区之间设有土建墙体，托卡马克主机装备上设有朝向不同方位的窗口，各个主机配套设备分区分别与托卡马克装置主机上的各个窗口相连，以布置从托卡马克装置主机的不同窗口接出来的工艺管道、电仪线缆、风管、以及对应的泵、换热器、缓冲罐等其他需紧挨托卡马克装置主机布置的设备物项或部件，避免在发生事故时各主机配套设备分区之间的相互影响，从而有效降低运维人员受照剂量。对外接口分区的数量及位置可根据不同物项的放射性水平不同、对周边环境要求不同等条件进行设置，比如，可根据机械、气、水、电等物项类别设置对应的对外接口分区，各对外接口分区3之间通过设置土建墙体进行分隔，以便集中布置从托卡马克主机厂房的周边厂房进入到托卡马克主机厂房的工艺管道、电仪线缆、风管等物项，并避免各类物项之间、不同系统同类物项之间可能存在相互干扰，从而有利于实现托卡马克主机厂房内部空间的有效控制，便于运行维护。同时，各个主机配套设备分区2、对外接口分区3之间的土建墙体还可以提高托卡马克主机厂房的结构强度，提高抗震能力。

本实施例中，如图1所示，主机配套设备区2优选包括八个分区，分别为第一主机配套设备分区21、第二主机配套设备分区22、第三主机配套设备分区23、第四主机配套设备分区24、第五主机配套设备分区25、第六主机配套设备分区26、第七主机配套设备分区27、以及第八主机配套设备分区28，其中，第一主机配套设备分区21、第二主机配套设备分区22设于主机区1的左侧(如图1所示)，第五主机配套设备分区25、第六主机配套设备分区26设于主机区1的右侧，第三主机配套设备分区23、第四主机配套设备分区24设于主机区1的前侧，第七主机配套设备分区27、第八主机配套设备分区28设于主机区1的后侧；对外接口区3优选包括四个分区，分别为第一对外接口分区31、第二对外接口分区32、第三对外接口分区33、以及第四对外接口分区34，其中，第一对外接口分区31设于第八主机配套设备分区28之间和第一主机配套设备分区21的相邻位置，第二对外接口分区32设于第二主机配套设备分区22和第三主机配套设备分区24之间的相邻位置，第三对外接口分区33设于第四主机配套设备分区24和第五主机配套设备分区25之间的相邻位置，第四对外接口分区34设于第六主机配套设备分区26和第七主机配套设备分区27之间的相邻位置。

进一步的，如图1所示，第一主机配套设备分区21、第二主机配套设备分区22、第三主机配套设备分区23、第四主机配套设备分区24、第五主机配套设备分区25、第六主机配套设备分区26、第七主机配套设备分区27、以及第八主机配套设备分区28的内部可分别设有土建墙体，以根据实际需求将各主机配套设备分区分隔为多个隔间的一层或多层结构，以进一步避免在发生事故时各主机配套设备分区内的各隔间之间的相互影响，有效降低运维人员受照剂量。

比如，如图3所示，第二主机配套设备分区22可包括为六层，从下往上依次为第一层至第六层，其中：第一层内靠近主机区1的位置设有底部管廊，第二层内由靠近主机区1向外依次设有底部管廊、通行过道、以及备用间，第三层内由靠近主机区1向外依次设有底部窗口、通行过道、以及备用间，第一层至第三层主要用于放置如水冷系统/通风除氚系统/真空抽气系统设备、管道、阀门等必须物项；第四层内设有中性束间，主要用于布置中性束等物项；第五层内由靠近主机区1向外依次设有备用间、通行过道、以及备用间；第六层内设有操作平台。再比如，第五主机配套设备分区25可包括七层，从下往上依次为第一层至第七层，其中：第一层内靠近主机区1的位置设有底部管廊；第二层内由靠近主机区1向外依次设有底部管廊、通行过道；第三层内由靠近主机区1向外依次设有底部窗口、通行过道；第四层内由靠近主机区1向外依次设有赤道窗口、通行过道项；第五层、第六层、以及第七层内均由靠近主机区1向外依次设有备用间、通行过道。

在一些实施方式中，托卡马克主机厂房还包括通行廊道4，其设于托卡马克主机厂房内靠近厂房外部的位置，并与各个主机配套设备分区、各个对外接口分区、以及大型设备转运区分别连通，用于在托卡马克主机厂房建设安装期间及托卡马克装置主机运行期间提供工作人员通行、设备运输、以及部分工艺管道、电仪线缆、风管的布置空间。

本实施例中，通行廊道4设于第三主机配套设备分区23、第四主机配套设备分区24、第三对外接口分区33、第五主机配套设备分区25、第六主机配套设备分区26、第四对外接口分区34、第七主机配套设备分区27、以及第八主机配套设备分区28的外围相邻位置，并靠近托卡马克主机厂房的外部，通行廊道4还与第一对外接口分区31、第二对外接口分区32分别连通。并且，第一对外接口分区31、第二对外接口分区32内分别可设有用于连通周边厂房的通道以及托卡马克厂房内部通行的楼梯电梯等设施，以提高厂房内部的空间利用率。

在一些实施方式中，转运组件包括厂房吊车10、大型设备转运环轨6、以及大型设备转运装置7，大型设备转运区还包括吊装大厅11和大型设备中转区9，其中：吊装大厅11设于托卡马克主机厂房的上部，厂房吊车10、大型设备转运环轨6、以及大型设备转运装置7设于吊装大厅11内，并处于主机区1的正上方；大型设备中转区9设于吊装大厅11的相邻位置，用于将托卡马克装置主机中需要维修或更换的大型组件/部件从吊装大厅11转运至托卡马克主机厂房的周边厂房。

具体来说，吊装大厅11包括吊装大厅平台，吊装大厅平台即吊装大厅11的地面，其处于第五主机配套设备分区22和第六主机配套设备分区26所在区域的上方位置，通过浇筑楼板得到。厂房吊车10横跨于主机区1和操作大厅平台并处于主机区1和操作大厅平台的上方。大型设备转运环轨6设于主机区1和吊装大厅11的上方，大型设备转运环轨6的数量可以为多个，多个大型设备转运环轨6的直径大小不同，按直径大小依次由内到外分布，且外侧的大型设备转运环轨6的位置高度高于内侧的大型设备转运环轨6的位置高度。

大型设备转运装置7包括主机顶部中转车71、倾斜轨道72、以及吊装大厅平台中转车73，倾斜轨道72横跨在各个大型设备转运环轨6上，可沿大型设备转运环轨6进行360°旋转运动，主机顶部中转车71、吊装大厅平台中转车73设置在倾斜轨道72上，两者均可沿倾斜轨道72进行移动，且主机顶部中转车71设于倾斜轨道的靠近主机区1的上方的一端，处于托卡马克装置主机的上方，吊装大厅平台中转车73设于倾斜轨道的靠近吊装大厅平台的另一端，处于吊装大厅平台的上方。通过主机顶部中转车71、倾斜轨道72、吊装大厅平台中转车73、以及厂房吊车10的相互配合，将托卡马克装置主机的不同窗口吊出的大型或超大型组件/设备转运至吊装大厅平台，吊装大厅用于配合大型设备转运区内的大型设备转运环轨6、大型设备转运装置7等物项，以实现托卡马克主机厂房整个寿期内的大/重型(或超大/重型)设备的吊装、安装、维修、更换等操作，比如，可将主机区1内的托卡马克装置主机中的大型部件从托卡马克装置主机的顶部窗口通过厂房吊车10吊出并转运至吊装大厅平台。

大型设备中转区9设于靠近吊装大厅平台的位置，其包括大型设备转运间91和大型设备转运配套设备间92，其中，大型设备转运间91优选靠近主机区1位置，用于将托卡马克装置主机中的大型可维修/更换部件从吊装大厅平台转运至周边厂房；大型设备转运配套设备间92用于布置大型设备转运间91的配套设备，比如，用于布置操作台、专用维修工具等。

本实施例中，如图1、图2所示，大型设备转运环轨6包括第一大型设备转运环轨61、第二大型设备转运环轨62、以及第三大型设备转运环轨63，第一大型设备转运环轨61、第二大型设备转运环轨62、以及第三大型设备转运环轨63由内到外依次分布，且第一大型设备转运环轨61、第二大型设备转运环轨62处于托卡马克装置主机的正上方，第三大型设备转运环轨63处于吊装大厅平台上方，第一大型设备转运环轨61、第二大型设备转运环轨62、以及第三大型设备转运环轨63的位置高度依次增大。倾斜轨道72横跨在第一大型设备转运环轨61、第二大型设备转运环轨62、以及第三大型设备转运环轨63上，可沿第一大型设备转运环轨61、第二大型设备转运环轨62、以及第三大型设备转运环轨63进行360°旋转运动。当需要从托卡马克装置主机中吊出部件时，先将倾斜轨道72沿大型设备转运环轨6旋转至对应的托卡马克装置主机的窗口上方，通过主机顶部中转车71将部件从托卡马克装置主机中吊出至倾斜轨道72，再将倾斜轨道72沿大型设备转运环轨6旋转至吊装大厅平台处，同时，将部件从主机顶部中转车71转运至吊装大厅平台中转车73，之后，再配合厂房吊车10将部件转运到吊装大厅平台。

本实施例的托卡马克主机厂房，结构简单，布局合理，空间利用率高，易于土建施工，不仅可充分满足商用托卡马克磁约束聚变电站的布置要求，辐射防护水平高，确保托卡马克主机厂房的高效、安全运行，还可以便于大型托卡马克装置主机中大型组件/设备的转运，提高运行期间对大型组件/设备的维修、更换的工作效率。

实施例3

如图1、图2、图3所示，本实施例公开一种托卡马克主机厂房的中间厂房，包括：主机区1、主机配套设备区2、对外接口区3、以及大型设备转运区，其中：主机区1设于托卡马克主机厂房的下部的中间位置，用于放置托卡马克装置主机；主机配套设备区2、对外接口区3围设于主机区1的外部，主机配套设备区2主要用于集中布置托卡马克装置主机接出来的工艺管道、电仪线缆、风管、以及泵、换热器、缓冲罐等其他需紧挨托卡马克装置主机布置的设备物项或部件，对外接口区3主要用于集中布置从托卡马克主机厂房的周边厂房进入到托卡马克主机厂房的工艺管道、电仪线缆、风管等物项；大型设备转运区包括大型设备转运空间5和转运组件，大型设备转运空间5设于主机区1的一侧，转运组件设于主机区1的上方，用于通过大型设备转运空间5对大型组件/设备进行转运，以实现托卡马克主机厂房整个寿期内的大/重型(或超大/重型)设备的吊装、安装、维修、更换等操作。

具体来说，本实施例中间厂房的大型设备转运空间5与实施例2所述的托卡马克主机厂房的主机配套设备区2的部分分区(比如，第五主机配套设备分区22、第六主机配套设备分区26)处于同一位置，两者的区别在于：在托卡马克主机厂房建设安装期间(即托卡马克装置主机中的大型组件/设备就位之前)，将该位置所在区域(至少从厂坪标高Om至吊装大厅11)空置出来，暂时先不浇筑该区域内的墙体及楼板等土建结构，使该位置区域作为中间厂房的大型设备转运空间5，以便通过厂房吊车10将托卡马克装置主机中的大型组件/设备从托卡马克主机厂房外吊运至托卡马克主机厂房内的主机区1，从而实现托卡马克装置主机的安装。

本实施例的托卡马克主机厂房的中间厂房，可便于将托卡马克装置中大型组件/设备从托卡马克主机厂房外吊运至托卡马克主机厂房内的主机区进行安装，提高托卡马克主机厂房建设工作效率,并且，本中间厂房结构简单，施工方便，在托卡马克装置主机中的大型组件/设备吊装就位后，可直接在本中间厂房的大型设备转运空间内进行二次浇筑所需的竖直墙体及各层楼板就可以转变成托卡马克主机厂房所需的主机配套设备区，得到实施例2所述的托卡马克主机厂房。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种托卡马克主机厂房的布置方法，其特征在于，包括：

在托卡马克主机厂房的下部的中间位置设置主机区（1），用于放置托卡马克装置主机，并围绕主机区在其外围设置主机配套设备区（2）、对外接口区（3），

其中，将主机配套设备区分隔为八个分区，将第一主机配套设备分区（21）、第二主机配套设备分区（22）设置在主机区的左侧，将第五主机配套设备分区（25）、第六主机配套设备分区（26）设置在主机区的右侧，将第三主机配套设备分区（23）、第四主机配套设备分区（24）设置在主机区的前侧，将第七主机配套设备分区（27）、第八主机配套设备分区（28）设置在主机区的后侧，各主机配套设备分区之间通过设置土建墙体进行分隔，并分别布置从托卡马克装置主机的不同窗口接出来的设备物项或部件，

将对外接口区分隔为四个分区，将第一对外接口分区（31）设置在第八主机配套设备分区（28）之间和第一主机配套设备分区（21）的相邻位置，将第二对外接口分区（32）设置在第二主机配套设备分区（22）和第三主机配套设备分区（23）之间的相邻位置，将第三对外接口分区（33）设置在第四主机配套设备分区（24）和第五主机配套设备分区（25）之间的相邻位置，将第四对外接口分区（34）设置在第六主机配套设备分区（26）和第七主机配套设备分区（27）之间的相邻位置，各对外接口分区之间通过设置土建墙体进行分隔，在对应的对外接口分区分别集中布置从托卡马克主机厂房的周边厂房进入到托卡马克主机厂房的物项；

并在托卡马克主机厂房内设置大型设备转运区，大型设备转运区的一部分围设在主机区的外部，其它部分处于托卡马克主机厂房的上部，

在大型设备转运区内设置转运组件，且转运组件设置在主机区的正上方，用于转运大型组件/设备。

2.根据权利要求1所述的托卡马克主机厂房的布置方法，其特征在于，在托卡马克主机厂房内设置通行廊道（4），所述通行廊道设置在托卡马克主机厂房内靠近外部的位置，并将其与各个主机配套设备分区、各个对外接口分区、以及大型设备转运区分别连通。

3.根据权利要求1所述的托卡马克主机厂房的布置方法，其特征在于，所述转运组件包括厂房吊车（10）、大型设备转运环轨（6）、以及大型设备转运装置（7），

大型设备转运区还包括吊装大厅和大型设备中转区，将吊装大厅（11）设置在托卡马克主机厂房的上部，将厂房吊车、大型设备转运环轨、以及大型设备转运装置设置在吊装大厅内并处于主机区的正上方；

将大型设备中转区（9）设置在吊装大厅的相邻位置，用于将托卡马克装置主机中需要维修或更换的大型组件/设备从吊装大厅转运至托卡马克主机厂房的周边厂房。

4.根据权利要求1所述的托卡马克主机厂房的布置方法，其特征在于，还包括：

在托卡马克装置主机中的大型组件/设备就位之前，先将主机配套设备区的部分区域作为大型设备转运空间，以便对转运大型组件/设备进行转运；

在托卡马克装置主机中的大型组件/设备就位之后，对所述大型设备转运空间进行二次浇筑，以形成部分的主机配套设备区。

5.一种托卡马克主机厂房，其特征在于，包括主机区（1）、主机配套设备区（2）、对外接口区（3）、以及大型设备转运区，

所述主机区设于托卡马克主机厂房的下部的中间位置，用于放置托卡马克装置主机；

所述主机配套设备区、所述对外接口区围设于所述主机区的外部，

其中，主机配套设备区包括八个分区，分别为第一主机配套设备分区（21）、第二主机配套设备分区（22）、第三主机配套设备分区（23）、第四主机配套设备分区（24）、第五主机配套设备分区（25）、第六主机配套设备分区（26）、第七主机配套设备分区（27）以及第八主机配套设备分区（28），第一主机配套设备分区、第二主机配套设备分区设于主机区（1）的左侧，第五主机配套设备分区、第六主机配套设备分区设于主机区的右侧，第三主机配套设备分区、第四主机配套设备分区设于主机区的前侧，第七主机配套设备分区、第八主机配套设备分区设于主机区的后侧，

对外接口区包括四个分区，分别为第一对外接口分区（31）、第二对外接口分区（32）、第三对外接口分区（33）以及第四对外接口分区（34），第一对外接口分区设于第八主机配套设备分区（28）之间和第一主机配套设备分区（21）的相邻位置，第二对外接口分区设于第二主机配套设备分区（22）和第三主机配套设备分区（23）之间的相邻位置，第三对外接口分区设于第四主机配套设备分区（24）和第五主机配套设备分区（25）之间的相邻位置，第四对外接口分区设于第六主机配套设备分区（26）和第七主机配套设备分区（27）之间的相邻位置；

所述大型设备转运区的一部分围设在主机区的外部，其它部分处于托卡马克主机厂房的上部，其包括转运组件，所述转运组件设于所述主机区的正上方，用于转运大型组件/设备。

6.根据权利要求5所述的托卡马克主机厂房，其特征在于，所述托卡马克主机厂房还包括通行廊道（4），

所述通行廊道设于所述托卡马克主机厂房内靠近外部的位置，并与各个所述主机配套设备分区、各个所述对外接口设备分区、以及所述大型设备转运区分别连通，用于工作人员及设备通行。

7.根据权利要求5所述的托卡马克主机厂房，其特征在于，所述转运组件包括厂房吊车（10）、大型设备转运环轨（6）、以及大型设备转运装置（7），所述大型设备转运区还包括吊装大厅和大型设备中转区（9），

所述吊装大厅设于所述托卡马克主机厂房的上部，所述厂房吊车、所述大型设备转运环轨、以及大型设备转运装置均设于所述吊装大厅内，并处于所述主机区的正上方；

所述大型设备中转区设于所述吊装大厅的相邻位置，用于将托卡马克装置主机中需要维修或更换的大型组件/部件从吊装大厅转运至托卡马克主机厂房的周边厂房。

8.一种托卡马克主机厂房的中间厂房，其特征在于，包括主机区（1）、主机配套设备区（2）、对外接口区（3）、以及大型设备转运区，

所述主机区设于托卡马克主机厂房的下部，且处于中间位置，用于放置托卡马克装置主机；

所述主机配套设备区、所述对外接口区围设于所述主机区的外部，

其中，主机配套设备区包括八个分区，分别为第一主机配套设备分区（21）、第二主机配套设备分区（22）、第三主机配套设备分区（23）、第四主机配套设备分区（24）、第五主机配套设备分区（25）、第六主机配套设备分区（26）、第七主机配套设备分区（27）以及第八主机配套设备分区（28），第一主机配套设备分区、第二主机配套设备分区设于主机区（1）的左侧，第五主机配套设备分区、第六主机配套设备分区设于主机区的右侧，第三主机配套设备分区、第四主机配套设备分区设于主机区的前侧，第七主机配套设备分区、第八主机配套设备分区设于主机区的后侧，

对外接口区包括四个分区，分别为第一对外接口分区（31）、第二对外接口分区（32）、第三对外接口分区（33）以及第四对外接口分区（34），第一对外接口分区设于第八主机配套设备分区（28）之间和第一主机配套设备分区（21）的相邻位置，第二对外接口分区设于第二主机配套设备分区（22）和第三主机配套设备分区（23）之间的相邻位置，第三对外接口分区设于第四主机配套设备分区（24）和第五主机配套设备分区（25）之间的相邻位置，第四对外接口分区设于第六主机配套设备分区（26）和第七主机配套设备分区（27）之间的相邻位置；

所述大型设备转运区的一部分围设在主机区的外部，其它部分处于托卡马克主机厂房的上部，其包括大型设备转运空间（5）和转运组件，

所述大型设备转运空间设于所述主机区的一侧，与第五主机配套设备分区、第六主机配套设备分区处于同一位置，在托卡马克装置主机中的大型组件/设备就位之前，该位置所在区域空置出来，作为大型设备转运空间，在托卡马克装置主机中的大型组件/设备吊装就位后，能够直接在大型设备转运空间内进行二次浇筑所需的竖直墙体及各层楼板转变成托卡马克主机厂房所需的主机配套设备区，

所述转运组件设于所述主机区的正上方，用于通过大型设备转运空间对大型组件/设备进行转运。