CN113062411B - 超大型环形混凝土不锈钢水箱及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超大型环形混凝土不锈钢水箱及其制作方法，所述水箱包括混凝土结构、多个不锈钢水箱单元和多个连通装置；所述多个不锈钢水箱单元通过加强筋和锚筋镶嵌在混凝土结构中并依次串联成环形结构，每一不锈钢水箱单元均通过镶嵌在混凝土结构中的连通装置与相邻的两个不锈钢水箱单元连通，共同形成环形水池。本发明的多个不锈钢水箱单元和连通装置均镶嵌在混凝土结构中，与内外环墙形成一个车轮状的整体混凝土结构，不锈钢水箱单元将水压传递给混凝土结构承受，增强了整个结构的稳定性和抗震性能，而且不锈钢水箱单元和连通装置可以在工厂预制成型后整体运输到核电现场进行组装，便于工厂并行制作不锈钢水箱单元以及现场的模块化施工。

Description

超大型环形混凝土不锈钢水箱及其制作方法

技术领域

本发明属于核电厂超大型水箱制作领域，更具体地说，本发明涉及一种超大型环形混凝土不锈钢水箱及其制作方法。

背景技术

核电厂长期贮存水的大型水池一般大于1000m³小于2000m³，既用于储存除盐水或含硼水等冷却剂，也是防止放射性物质外泄的一道屏障，密封要求高、抗腐蚀性强，整体结构要求抗震，且使用寿命长达60年，并要求表面平整、要便于去污，避免放射性物质积聚。

常规的大型不锈钢消防水箱虽然容积能做到核电厂大型水池要求，但由于不锈钢面板壁薄，通常需要将面板冲压成凹凸状增加刚性，同时内部需要大量的拉筋抵抗水压。而这种结构特征不利于内部去污，容易造成放射性物质积聚，形成放射性热点。另外，核电厂要求水箱抗震、使用寿命长达60年，普通消防水箱也难以满足要求。

目前，核电厂长期贮存水的大型水池通常是上方敞口的混凝土钢衬里结构，即在混凝土水池里面贴上一层不锈钢的钢覆面作为衬里，以防止液体泄漏。钢覆面由多块不锈钢平板现场焊接而成，每条焊缝背后设置支撑骨架以及泄漏监测收集槽，并被浇筑在混凝土里。钢覆面不直接承压，而是将水压传递给混凝土结构承受，以满足长期使用和抗震的要求。这种水池钢覆面全部工作均在现场完成，需要大量人工，且施工周期非常长，而且这种结构的水池钢覆面是由平面的不锈钢板组成，因此结构形状不能太复杂。对于某些局部结构复杂的区域，往往需要先在工厂通过模具压制成型，然后在现场拼接，但由于现场土建施工误差大，工厂制作的结构由于运输和吊装变形，导致组对困难，焊缝间隙偏差大，焊接合格率非常低，甚至无法焊接。

可见，上述大型水池并不是一种好的解决方案。事实上，对于超大型水池，尤其是容积大于2000m³，且结构复杂，并带有曲面的封闭式水池，目前国内核电厂还没有成熟可行的解决方案。

有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题的超大型环形混凝土不锈钢水箱及其制作方法。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种结构稳定、现场工作量少、施工难度低的超大型环形混凝土不锈钢水箱及其制作方法，以缩短施工周期，提高施工质量。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种超大型环形混凝土不锈钢水箱，其包括混凝土结构、多个不锈钢水箱单元和多个连通装置；所述多个不锈钢水箱单元通过加强筋和锚筋镶嵌在混凝土结构中并依次串联成环形结构，每一不锈钢水箱单元均通过镶嵌在混凝土结构中的连通装置与相邻的两个不锈钢水箱单元连通，共同形成环形水池。

作为本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱的一种优选实施方式，所述混凝土结构包括底部混凝土、侧壁混凝土和顶部混凝土楼板，不锈钢水箱单元镶嵌在底部混凝土和侧壁混凝土中且为敞口结构，顶部混凝土楼板遮盖在不锈钢水箱单元上方，将串联的不锈钢水箱单元封闭为封闭式环形水池，封闭式环形水池内部上方充有氮气。

作为本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱的一种优选实施方式，所述顶部混凝土楼板设有充氮气管线、气体排放阀、超压爆破安全阀、向不锈钢水箱单元充水的充水管线和与检修爬梯连接的人孔；所述不锈钢水箱单元为预制模块，内部无支撑，表面光滑平整，底部有斜坡和排水管线。

作为本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱的一种优选实施方式，所述不锈钢水箱单元的侧壁上部留有上部接嘴，侧壁下部留有下部接嘴；所述连通装置包括分别与不锈钢水箱单元的上部接嘴、下部接嘴对接的上部连通装置和下部连通装置；安装后，相邻的两个不锈钢水箱单元同时通过上部连通装置和下部连通装置连通，下部连通装置与不锈钢水箱单元底部平齐；连通装置处浇灌的混凝土，与不锈钢水箱单元内外侧的环形混凝土形成一个车轮状的整体混凝土结构。

作为本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱的一种优选实施方式，所述上部连通装置和下部连通装置的横截面为矩形，不锈钢水箱单元的上部接嘴和下部接嘴也为对应的矩形。

作为本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱的一种优选实施方式，所述不锈钢水箱单元的外壁焊接有纵横交错的井字型加强筋，每层横向加强筋围绕水箱一整圈，纵向加强筋成U型兜住水箱；所述加强筋上焊接有锚筋。

作为本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱的一种优选实施方式，所述超大型环形混凝土不锈钢水箱还包括泄漏监测与收集系统，泄漏监测与收集系统包括泄漏监测收集槽、连接泄漏监测收集槽的管线、用于监测的泄漏监测箱和监测仪表，所述泄漏监测收集槽设置于每个不锈钢水箱单元、连通装置的每条钢覆面对接焊缝背后；每个不锈钢水箱单元均能够通过泄漏监测与收集系统进行气密性检测以及泄漏液的监测和收集。

作为本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱的一种优选实施方式，每个不锈钢水箱单元的每个面的泄漏监测收集槽相互连通，但面与面之间的泄漏监测收集槽相互隔离，泄漏监测收集槽上设置有泄漏液收集管，在底部最终汇集到一根母管，多根母管再汇集焊接到一根设有阀门的监测管线，每一监测管线均连接有泄漏监测箱和监测仪表；每个连通装置的泄漏监测收集槽相互连通，并设有充气接口和排液口，排液口最终通过一根泄漏液收集管连接到附近的不锈钢水箱单元的母管上；不同连通装置的泄漏监测收集槽相互隔离。

作为本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱的一种优选实施方式，所述泄漏监测收集槽为双U型倒扣的不锈钢槽，内侧U型不锈钢槽作为每条钢覆面对接焊缝的垫板，外侧U型不锈钢槽与内侧U型不锈钢槽间断焊固定，与不锈钢水箱单元或连通装置的壁面密封。

作为本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱的一种优选实施方式，所述每个不锈钢水箱单元均为弧形结构，壁面由多块平面和曲面的不锈钢钢板拼焊而成；不锈钢水箱单元的底部拐角处均为冲压成型的球面包角结构，顶部开口则设置有一整圈翻边结构，不锈钢水箱单元的侧壁靠近翻边结构处设置有吊耳。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种用于制造上述任一段落所述的超大型环形混凝土不锈钢水箱的方法，其包括以下步骤：

1)在工厂将不锈钢钢板分别焊接成不锈钢水箱单元和连通装置，焊接完成后对焊缝进行无损检测和气密性检测；

2)将预制完成的不锈钢水箱单元、连通装置分别运输到核电施工现场；

3)在施工现场先搭好用于支撑整个环形混凝土不锈钢水箱的支架台和模板，然后将不锈钢水箱单元、连通装置依次吊装就位组成一个环形结构，不锈钢水箱单元内外、连通装置内外均有辅助支撑进行固定，防止混凝土浇灌过程中发生上浮和变形；之后对连通装置的位置进行精确调整，并对接口进行修形，在确保位置补偿和组对间隙达到要求后，完成所有不锈钢水箱单元和连通装置的焊接和无损检测；

4)搭建支撑环形混凝土不锈钢水箱侧壁的混凝土浇筑模板，绑扎钢筋，然后分区分层从下往上浇筑底部和侧壁的混凝土；在混凝土养护完成后，拆卸辅助支撑。

作为本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱的制作方法的一种优选实施方式，所述步骤1)中的无损检测包括射线检查，射线检查是通过不锈钢水箱单元的泄漏监测收集槽上的拍片孔塞入射线检测片，对每条钢覆面对接焊缝进行射线检测；检查完成后焊接一个不锈钢平板将拍片孔封堵起来，然后通过泄漏监测与收集系统进行气密性检测，在做气密性检测时，将泄漏监测与收集系统的排液口进行临时封堵，再利用充气接口缓慢充入压缩空气，达到规定试验压力后保压，并使用肥皂液或其他检漏液依次检测每条钢覆面对接焊缝是否有泄漏，如有泄漏，修补后重做试验；

所述步骤3)完成所有不锈钢水箱单元和连通装置的焊接和无损检测后，还需要将泄漏监测与收集系统的管线安装和焊接好，并对不锈钢水箱单元、连通装置进行气密性检测；

所述步骤4)在混凝土养护完成、拆卸辅助支撑后，还需通过泄漏监测与收集系统进行一次气密性检测。

作为本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱的制作方法的一种优选实施方式，所述步骤4)绑扎钢筋后，需要将混凝土浇筑模板与不锈钢水箱单元上的锚筋通过可调长度的蝴蝶螺栓拉紧，然后再分区分层从下往上浇筑底部和侧壁的混凝土。

作为本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱的制作方法的一种优选实施方式，还包括以下步骤：

5)完成不锈钢水箱单元上方的顶部混凝土楼板的施工，并安装充水管线、排水管线、气体排放阀、超压爆破安全阀、人孔、检修爬梯以及包括监测仪表和控制系统在内的辅助设施；

6)进行盛水试验，通过观察泄漏监测箱和监测仪表判断是否有泄漏，如没有泄漏，则合格。

与现有技术相比，本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱内部表面平整，易去污，整体抗震性和密封性好，且模块化施工有利于将大部分复杂结构的施工工作转移到工厂进行，大幅减少现场施工难度和工作量，有利于缩短施工周期；同时，设置有充氮保护，可进行气密性检测以及泄漏监测与收集，能够实现核电厂用的除盐水或含硼水等冷却剂的储存，并防止放射性物质外泄。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱、制作方法及其有益效果进行详细说明。

图1为本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱的俯视示意图。

图2为图1中超大型环形混凝土不锈钢水箱的A-A面剖视图。

图3为本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱的纵向剖面图。

图4为本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱的不锈钢水箱单元的结构示意图，其中锚筋未示出。

图5为图4中不锈钢水箱单元的部分结构示意图。

图6为本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱的泄漏监测与收集系统的结构示意图。

图7为图6中泄漏监测与收集系统的泄漏监测收集槽的结构示意图。

图8为泄漏监测收集槽与加强筋的位置示意图。

图9为本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱的制作流程图。

图10为不锈钢水箱单元的锚筋与混凝土浇筑模板的连接示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参阅图1至图3，本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱包括混凝土结构10、多个不锈钢水箱单元20和多个连通装置30；多个不锈钢水箱单元20通过加强筋24和锚筋26(如图10所示)镶嵌在混凝土结构10中并依次串联成环形结构，每一不锈钢水箱单元20均通过镶嵌在混凝土结构10中的连通装置30与相邻的两个不锈钢水箱单元20连通，共同形成环形水池。

混凝土结构10包括底部混凝土、侧壁混凝土12和顶部混凝土楼板14。不锈钢水箱单元10镶嵌在底部混凝土和侧壁混凝土12中且为敞口结构，顶部混凝土楼板14遮盖在不锈钢水箱单元20上方，将串联的不锈钢水箱单元20封闭为封闭式环形水池。封闭式环形水池内部上方充有一定压力的氮气，氮气可以减少不锈钢水箱单元20的腐蚀和氧化风险，保证不锈钢水箱单元20内的大容量水质清洁，不受外界污染。顶部混凝土楼板14设有充氮气管线140、气体排放阀141、超压爆破安全阀142、向不锈钢水箱单元20充水的充水管线144和与检修爬梯146连接的人孔147。

请参阅图4至图5，每个不锈钢水箱单元20均为弧形结构，壁面由多块平面和曲面的不锈钢钢板拼焊而成。每块钢板的外形尺寸尽可能大，以减少钢覆面对接焊缝50的长度。不锈钢水箱单元20的底部拐角处均为冲压成型的球面包角结构200，顶部开口则设置有一整圈翻边结构202。不锈钢水箱单元20的侧壁22靠近翻边结构202处设置有吊耳220。

不锈钢水箱单元20的侧壁22上部留有上部接嘴222，侧壁22下部留有下部接嘴224。连通装置30包括分别与不锈钢水箱单元20的上部接嘴222、下部接嘴224对接的上部连通装置32和下部连通装置34。安装后，相邻的两个不锈钢水箱单元20同时通过上部连通装置32和下部连通装置34连通，可以保证相邻不锈钢水箱单元20之间的水、气连通，下部连通装置34与不锈钢水箱单元20底部平齐，兼顾人员检修通行需求。连通装置30在施工时还用于不锈钢水箱单元20之间的位置补偿和组对间隙调整。连通装置30处浇灌的混凝土，与不锈钢水箱单元20内外侧的环形混凝土形成一个车轮状的整体混凝土结构。上部连通装置32和下部连通装置34的横截面优选为矩形，不锈钢水箱单元20的上部接嘴222和下部接嘴224也为对应的矩形。连通装置30在施工时还用于不锈钢水箱单元20之间的位置补偿和组对间隙调整。

每个不锈钢水箱单元20的外壁均焊接有纵横交错的井字型加强筋24，每层横向加强筋242围绕水箱一整圈，纵向加强筋244成U型兜住水箱。水箱侧壁22的加强筋24为L型不锈钢(即加强筋的横截面为L形)，水箱底面28的加强筋24为C型不锈钢(即加强筋的横截面为C形)，加强筋24交叉处均焊接连接。加强筋24上焊接有锚筋26(如图10所示)，以帮助不锈钢水箱单元20在混凝土结构10浇筑时和浇筑后的定位。不锈钢水箱单元20内部无支撑，表面光滑平整，不易积垢，便于去污。不锈钢水箱单元20的底部有斜坡和排水管线280，可排净残留的积水。

请参阅图6至图8，本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱还包括泄漏监测与收集系统40，泄漏监测与收集系统40包括泄漏监测收集槽42、连接泄漏监测收集槽42的管线、用于监测的泄漏监测箱451和监测仪表452。其中，泄漏监测收集槽42设置于每个不锈钢水箱单元20、连通装置30的每条钢覆面对接焊缝50背后，因此每个不锈钢水箱单元20均可以通过泄漏监测与收集系统40进行气密性检测以及泄漏液的监测和收集。

每个不锈钢水箱单元20的每个面的泄漏监测收集槽42相互连通，但面与面之间的泄漏监测收集槽42相互隔离，泄漏监测收集槽42上设置有泄漏液收集管420，在底部最终汇集到一根母管44，每5条母管44再汇集焊接到一根设有阀门450的监测管线45，每一监测管线45均连接有泄漏监测箱451和监测仪表452。每个连通装置30的泄漏监测收集槽42相互连通，并设有充气接口和排液口，排液口最终通过一根泄漏液收集管420连接到附近的不锈钢水箱单元20的母管44上；不同连通装置30的泄漏监测收集槽42相互隔离。泄漏监测收集槽42为双U型倒扣的不锈钢槽，内侧U型不锈钢槽421作为每条钢覆面对接焊缝50的垫板，外侧U型不锈钢槽422与内侧U型不锈钢槽421间断焊固定，与不锈钢水箱单元20或连通装置30的壁面通过密封胶424密封。泄漏监测收集槽42与加强筋24平行时保持200mm以上的间距，垂直相交时，断开加强筋24，并将加强筋24与外侧U型不锈钢槽422焊接。不锈钢水箱单元20的侧壁22和底面28的钢覆面对接焊缝50交叉处设置有射线检测用的拍片孔46，做完射线检测后用平板将拍片孔46焊死。不锈钢水箱单元20的竖向泄漏监测收集槽42顶部设有端塞426，端塞426上留有连接充气接管428的充气接口，用于进行气密性检测。

请参阅图9，本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱的制作步骤为：

1)在工厂将不锈钢钢板分别焊接成不锈钢水箱单元20和连通装置30，焊接完成后对焊缝进行无损检测和气密性检测，具体为：

焊接完成后对每条钢覆面对接焊缝50都进行打磨、清洁和酸洗钝化处理，并进行目视检查、液体渗透检查、射线检查等无损检测。射线检查通过泄漏监测收集槽42上的拍片孔46塞入射线检测片，对每条钢覆面对接焊缝50进行射线检测。射线检查完成后焊接一个不锈钢平板将拍片孔46封堵起来。然后通过泄漏监测与收集系统40进行气密性检测。在做气密性检测时，将泄漏监测与收集系统40的排液口进行临时封堵，再利用充气接口缓慢充入压缩空气，达到规定试验压力后保压，并使用肥皂液或其他检漏液依次检测每条钢覆面对接焊缝50是否有泄漏，如有泄漏，修补后重做试验。

2)将预制完成的不锈钢水箱单元20、连通装置30分别运输到核电施工现场。

3)在施工现场先搭好用于支撑整个环形混凝土不锈钢水箱的支架台和模板，然后将不锈钢水箱单元20、连通装置30依次吊装就位组成一个环形结构，不锈钢水箱单元20内外、连通装置30内外均有辅助支撑进行固定，防止混凝土浇灌过程中发生上浮和变形；之后对连通装置30的位置进行精确调整，并对接口进行修形，在确保位置补偿和组对间隙达到要求后，完成所有不锈钢水箱单元20和连通装置30的焊接和无损检测；然后将泄漏监测与收集系统40的管线安装和焊接好，并对不锈钢水箱单元20、连通装置30进行气密性检测。

4)请参阅图10，气密性检测合格后，搭建支撑环形混凝土不锈钢水箱侧壁的混凝土浇筑模板60，绑扎钢筋70，混凝土浇筑模板60与不锈钢水箱单元20上的锚筋26通过可调长度的蝴蝶螺栓260拉紧；然后，分区分层从下往上浇筑底部和侧壁的混凝土；在混凝土养护完成后，拆卸辅助支撑，再通过泄漏监测与收集系统40进行一次气密性检测。

5)完成不锈钢水箱单元20上方的顶部混凝土楼板14的施工，并安装充水管线144、排水管线280、气体排放阀141、超压爆破安全阀142、人孔147、检修爬梯146以及相关监测仪表和控制系统等辅助设施。

6)进行15天的盛水试验，通过观察泄漏监测箱451和监测仪表452判断是否有泄漏，如没有泄漏，则合格。

在不同的实施方式中，本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱还可以进行以下一种或几种改变：

1)不锈钢水箱单元20的形状不一定是弧形结构，也可以是方形、圆形等结构；

2)不锈钢水箱单元20之间的连通装置30可以是管道或膨胀节，连接方式也可以用法兰连接代替焊接；

3)每个不锈钢水箱单元20可以单独浇灌混凝土，成为独立单元，排列成不同形状，再通过管道连接；

4)可以先将底部和侧壁的混凝土墙体浇筑好，再将不锈钢水箱单元20吊入其中，最后通过二次浇灌混凝土填满混凝土墙体与不锈钢水箱单元20之间的间隙；

5)泄漏监测与收集系统40可以用半圆弧的槽、或混凝土沟槽代替外侧不锈钢U型槽422。

6)根据用户需求可以将泄漏监测与收集系统40改为敞口结构，水箱顶部不设置充氮保护和超压爆破安全阀。

通过以上描述可知，本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱及其制作方法至少具有以下优点：

1)本发明的多个不锈钢水箱单元20通过加强筋24和锚筋26镶嵌在混凝土结构10中，连通装置30也镶嵌在混凝土结构10中，与内外环墙形成一个车轮状的整体混凝土结构，不锈钢水箱单元20将水压传递给混凝土结构10承受，增强了整个结构的稳定性和抗震性能。

2)本发明的超大型环形混凝土不锈钢水箱包括多个依次串联成环形结构的不锈钢水箱单元20，不锈钢水箱单元20和连通装置30可以在工厂预制成型后，整体运输到核电现场进行组装，便于工厂并行制作不锈钢水箱单元20以及现场的模块化施工。同时，有利于将大部分复杂结构的施工工作转移到工厂进行，大幅减少现场施工难度和工作量，有利于缩短施工周期。

3)每个不锈钢水箱单元20外壁焊接有纵横交错井字型加强筋24和锚筋26，每层横向加强筋242将水箱围成一整圈，纵向加强筋244成U型兜住水箱，此种结构可以增强水箱本身的刚性，作为浇灌混凝土的模板，避免采用辅助支撑，降低成本，减少制作、运输和吊装过程的变形。

4)每个不锈钢水箱单元20之间在上部、下部各设置有连通装置30，可以保证每个不锈钢水箱单元20形成的隔间之间的水、气连通，同时下部连通装置34与不锈钢水箱单元20底部平齐，构成矩形通道，兼顾人员检修通行需求。另外，连通装置30在施工时还用于不锈钢水箱单元20之间的位置补偿和组对间隙调整。

5)不锈钢水箱单元20在工厂制作，每块钢板外形尺寸可以尽可能大，实现钢覆面对接焊缝50数量最小化，减少泄漏风险。另外，在工厂制作，便于冲压结构、曲面结构和复杂形状结构的加工制造，比传统在现场贴钢覆面的施工方法容易，质量更能得到保障，可提升成品合格率。

6)本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱形状为环形，可以位于核电厂安全壳顶上方，也可以位于安全壳上部外侧，或者其它厂房上方，对原有土建结构形成保护，可以增强原有土建结构的抗飞机撞击能力，并节约土地资源。

7)本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱还包括泄漏监测与收集系统40，每个不锈钢水箱单元10均可以通过泄漏监测与收集系统40进行气密性检测以及泄漏液的监测和收集，不锈钢水箱气密性检测简单易操作，便于在施工阶段和后续维护阶段快速实施，缩短检测周期，降低检测成本。

8)本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱有充氮保护，可以减少腐蚀和氧化风险，保证大容量水质清洁，不受外界污染。

9)不锈钢水箱单元20内部没有支撑，表面平整，不易积污，底部有斜坡，可排净残留的积水；整体密封性好，可进行气密性检测以及泄漏监测与收集，能够确保核电厂长期贮存水的安全，防止放射性物质外泄。

10)本发明超大型环形混凝土不锈钢水箱在现场分区分层浇筑混凝土，实际上是将不锈钢水箱单元20作为了内模板，外模板通过水箱拉筋支撑，从而形成一个封闭的混凝土浇灌腔体。浇灌时，拉筋承受混凝土液态时的压力，这样不用在不锈钢水箱单元20内部设置辅助支撑，有利于降低成本，缩短工期。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (11)

1.一种超大型环形混凝土不锈钢水箱，其特征在于：包括混凝土结构、多个不锈钢水箱单元和多个连通装置；

所述多个不锈钢水箱单元通过加强筋和锚筋镶嵌在混凝土结构中并依次串联成环形结构，每一不锈钢水箱单元均通过镶嵌在混凝土结构中的连通装置与相邻的两个不锈钢水箱单元连通，共同形成环形水池；

所述混凝土结构包括底部混凝土、侧壁混凝土和顶部混凝土楼板，不锈钢水箱单元镶嵌在底部混凝土和侧壁混凝土中且为敞口结构，顶部混凝土楼板遮盖在不锈钢水箱单元上方，将串联的不锈钢水箱单元封闭为封闭式环形水池，封闭式环形水池内部上方充有氮气；

所述顶部混凝土楼板设有充氮气管线、气体排放阀、超压爆破安全阀、向不锈钢水箱单元充水的充水管线和与检修爬梯连接的人孔；所述不锈钢水箱单元为预制模块，内部无支撑，表面光滑平整，底部有斜坡和排水管线；

所述不锈钢水箱单元的侧壁上部留有上部接嘴，侧壁下部留有下部接嘴；所述连通装置包括分别与不锈钢水箱单元的上部接嘴、下部接嘴对接的上部连通装置和下部连通装置；安装后，相邻的两个不锈钢水箱单元同时通过上部连通装置和下部连通装置连通，下部连通装置与不锈钢水箱单元底部平齐；连通装置处浇灌的混凝土，与不锈钢水箱单元内外侧的环形混凝土形成一个车轮状的整体混凝土结构。

2.根据权利要求1所述的超大型环形混凝土不锈钢水箱，其特征在于：所述上部连通装置和下部连通装置的横截面为矩形，不锈钢水箱单元的上部接嘴和下部接嘴也为对应的矩形。

3.根据权利要求1所述的超大型环形混凝土不锈钢水箱，其特征在于：所述不锈钢水箱单元的外壁焊接有纵横交错的井字型加强筋，每层横向加强筋围绕水箱一整圈，纵向加强筋成U型兜住水箱；所述加强筋上焊接有锚筋。

4.根据权利要求1所述的超大型环形混凝土不锈钢水箱，其特征在于：所述超大型环形混凝土不锈钢水箱还包括泄漏监测与收集系统，泄漏监测与收集系统包括泄漏监测收集槽、连接泄漏监测收集槽的管线、用于监测的泄漏监测箱和监测仪表，所述泄漏监测收集槽设置于每个不锈钢水箱单元、连通装置的每条钢覆面对接焊缝背后；每个不锈钢水箱单元均能够通过泄漏监测与收集系统进行气密性检测以及泄漏液的监测和收集。

5.根据权利要求4所述的超大型环形混凝土不锈钢水箱，其特征在于：每个不锈钢水箱单元的每个面的泄漏监测收集槽相互连通，但面与面之间的泄漏监测收集槽相互隔离，泄漏监测收集槽上设置有泄漏液收集管，在底部最终汇集到一根母管，多根母管再汇集焊接到一根设有阀门的监测管线，每一监测管线均连接有泄漏监测箱和监测仪表；每个连通装置的泄漏监测收集槽相互连通，并设有充气接口和排液口，排液口最终通过一根泄漏液收集管连接到附近的不锈钢水箱单元的母管上；不同连通装置的泄漏监测收集槽相互隔离。

6.根据权利要求4所述的超大型环形混凝土不锈钢水箱，其特征在于：所述泄漏监测收集槽为双U型倒扣的不锈钢槽，内侧U型不锈钢槽作为每条钢覆面对接焊缝的垫板，外侧U型不锈钢槽与内侧U型不锈钢槽间断焊固定，与不锈钢水箱单元或连通装置的壁面密封。

7.根据权利要求1所述的超大型环形混凝土不锈钢水箱，其特征在于：所述每个不锈钢水箱单元均为弧形结构，壁面由多块平面和曲面的不锈钢钢板拼焊而成；不锈钢水箱单元的底部拐角处均为冲压成型的球面包角结构，顶部开口则设置有一整圈翻边结构，不锈钢水箱单元的侧壁靠近翻边结构处设置有吊耳。

8.一种用于制造权利要求1至7中任一项所述的超大型环形混凝土不锈钢水箱的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在工厂将不锈钢钢板分别焊接成不锈钢水箱单元和连通装置，焊接完成后对焊缝进行无损检测和气密性检测；

2)将预制完成的不锈钢水箱单元、连通装置分别运输到核电施工现场；

3)在施工现场先搭好用于支撑整个环形混凝土不锈钢水箱的支架台和模板，然后将不锈钢水箱单元、连通装置依次吊装就位组成一个环形结构，不锈钢水箱单元内外、连通装置内外均有辅助支撑进行固定，防止混凝土浇灌过程中发生上浮和变形；之后对连通装置的位置进行精确调整，并对接口进行修形，在确保位置补偿和组对间隙达到要求后，完成所有不锈钢水箱单元和连通装置的焊接和无损检测；

4)搭建支撑环形混凝土不锈钢水箱侧壁的混凝土浇筑模板，绑扎钢筋，然后分区分层从下往上浇筑底部和侧壁的混凝土；在混凝土养护完成后，拆卸辅助支撑。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：

所述步骤1)中的无损检测包括射线检查，射线检查是通过不锈钢水箱单元的泄漏监测收集槽上的拍片孔塞入射线检测片，对每条钢覆面对接焊缝进行射线检测；检查完成后焊接一个不锈钢平板将拍片孔封堵起来，然后通过泄漏监测与收集系统进行气密性检测，在做气密性检测时，将泄漏监测与收集系统的排液口进行临时封堵，再利用充气接口缓慢充入压缩空气，达到规定试验压力后保压，并使用肥皂液或其他检漏液依次检测每条钢覆面对接焊缝是否有泄漏，如有泄漏，修补后重做试验；

所述步骤3)完成所有不锈钢水箱单元和连通装置的焊接和无损检测后，还需要将泄漏监测与收集系统的管线安装和焊接好，并对不锈钢水箱单元、连通装置进行气密性检测；

所述步骤4)在混凝土养护完成、拆卸辅助支撑后，还需通过泄漏监测与收集系统进行一次气密性检测。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述步骤4)绑扎钢筋后，需要将混凝土浇筑模板与不锈钢水箱单元上的锚筋通过可调长度的蝴蝶螺栓拉紧，然后再分区分层从下往上浇筑底部和侧壁的混凝土。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：

5)完成不锈钢水箱单元上方的顶部混凝土楼板的施工，并安装充水管线、排水管线、气体排放阀、超压爆破安全阀、人孔、检修爬梯以及包括监测仪表和控制系统在内的辅助设施；

6)进行盛水试验，通过观察泄漏监测箱和监测仪表判断是否有泄漏，如没有泄漏，则合格。

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