CN212342296U - 浮动核电站乏池构筑物 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种浮动核电站乏池构筑物，包括乏池本体，乏池本体的底部通过设置乏池底部安装结构与船体基础连接，乏池本体由四周的围壁和底板组成，内腔中装载水，四周围壁的外侧均匀设置本体外加强结构，顶部设置有密封盖；乏池本体的内部空间由若干个本体内隔断分隔为若干空间，包括贮存区、装罐区和清洗区，装罐区和清洗区位于贮存区的中间，乏池本体的内腔底部设置有用于放置乏燃料组件的乏燃料贮存格架；本体内隔断为矩形隔断，中部设置有豁口，隔断上设置有流水孔。本实用新型针对浮动核电站对安全壳构筑物设计要求，提供一种浮动核电站乏池构筑物，具有适应海洋环境载荷、结构紧凑、密封性能好，燃料转运路径顺畅的特征。

Description

浮动核电站乏池构筑物

技术领域

本实用新型涉及海上浮动核电站领域，具体地指一种适用于海上小型反应堆乏燃料堆旁贮存的浮动核电站乏池构筑物。

背景技术

反应堆运行一段时间后，需要更换使用后的乏燃料，即换料。由于乏燃料具有高放射性，一般需要在乏燃料贮存水池内冷却衰变。一般地，陆上核电站乏燃料水池是依附在土建的基础上，内衬不锈钢敷面，形成一个大水池，乏燃料组件采用“水平拖带式”转移至乏燃料贮存水池。

浮动核电站由于具有的海洋环境特征，乏燃料贮存水池构筑物与陆上核电站具有显著区别，主要体现在以下几个方面：(1)船体具有较大的摇摆运动，构筑物本体、及其与船体的安装结构受力大；(2)船上的空间环境小，需要采用紧凑型设计；(3)乏池内存在液舱晃荡，乏池应具有较高的水密封性能；(4)乏燃料组件采用“垂直吊转式”转运，构筑物内部结构复杂，应适应乏燃料转运要求；等。

因此，浮动核电站乏燃料贮存水池构筑物设计难度较大，设计适用于海洋环境的乏燃料贮存水池对海核产业的发展具有重要意义。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，针对浮动核电站对安全壳构筑物设计要求，提供一种浮动核电站乏池构筑物，具有适应海洋环境载荷、结构紧凑、密封性能好，燃料转运路径顺畅的特征。

为实现上述目的，本实用新型所设计的浮动核电站乏池构筑物，包括乏池本体，其特殊之处在于，所述乏池本体的底部通过设置乏池底部安装结构与船体基础连接，所述乏池本体由四周的围壁和底板组成，内腔中装载水，四周围壁的外侧均匀设置本体外加强结构，顶部设置有密封盖；

所述乏池本体的内部空间由若干个本体内隔断分隔为若干空间，包括贮存区、装罐区和清洗区，所述装罐区和清洗区位于贮存区的中间，所述乏池本体的内腔底部设置有用于放置乏燃料组件的乏燃料贮存格架；

所述本体内隔断为矩形隔断，中部设置有豁口，隔断上设置有流水孔。

进一步地，所述本体外加强结构包括T型结构的垂直加强结构和水平加强结构，最底部的垂直加强结构与船体基础连接段的T型材腹板的宽度逐渐增大，底部宽度为顶部宽度的1.5～2倍，垂直加强结构与船体基础连接段的“T”型材腹板加宽且逐渐过渡，避免应力集中，增加连接强度。

更进一步地，所述贮存区用于存放乏燃料组件，所述装罐区用于接受乏燃料组件，所述清洗区用于外运乏燃料组件时清洗乏燃料容器；所述贮存区与装罐区之间通过本体内隔断上的豁口连通，所述清洗区的围壁上不设置豁口。

更进一步地，所述本体内隔断上流水孔的底部位于乏燃料贮存格架的上方，流水孔开口面积为隔断面积的50％，有利于改善水池内热量扩散。

更进一步地，所述乏池底部安装结构是由若干纵肋板和横肋板组成的混合板架，肋板上设置有人孔。所述乏池底部安装结构的肋板上设置的人孔尺寸不小于400x600mm。

更进一步地，所述乏池本体的外部涂敷乏池屏蔽，所述乏池屏蔽包括分层布置的铅和聚乙烯，铅布置在内侧、聚乙烯布置在外侧。

更进一步地，所述乏燃料贮存格架对应的乏池本体的外部涂敷的乏池屏蔽的厚度大于乏池本体外部的其它部位。

更进一步地，每一个所述乏燃料贮存格架对应的贮存区上方设置独立的密封盖，密封盖与乏池本体之间通过螺栓可靠密封连接，且密封盖之间应密封良好，保障隔断豁口处密封要求。

更进一步地，船体基础为浮动核电站双层船体底部结构。

本实用新型基于海洋环境的摇摆特性，结合浮动核电站的换料方式、和乏燃料贮存的安全要求，按照海洋工程结构的设计方法，提出一种具有抗摇摆、布置紧凑、结构安全和密封性性能好的乏燃料贮存水池结构。

本实用新型的有益效果在于：

1、乏池分区设计包含了贮存池、装罐池和清洗池，且在贮存池和装罐池之间的隔板上设置豁口，适应浮动核电站的换料方式；

2、水池内开孔隔板具有保证乏燃料衰变热扩散、提供乏池结构支撑、增加结构强度、和抑制水池内液舱晃荡的功能

3、乏池顶部设置了密封盖，要求在极限自存海况下结构完整，保证乏池的冷却功能不丧失；

4，乏池本体结构与船体基础设置连接结构，不仅降低船体载荷船体给乏池本体、还提供了乏池底部结构在役检查的空间；

5、乏池侧壁设置生物屏蔽，保证了巡检人员的健康安全。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为图1的俯视结构示意图。

图3为图2的A-A向剖视图。

图中：1—乏池本体、1.1—右贮存区、1.2—左贮存区、1.3—装罐区、1.4—清洗区；2—本体外加强结构、2.1—垂直加强结构、2.2—水平加强结构；3—本体内隔断、3.1—豁口、3.2—流水孔；4—密封盖、5—乏池底部安装结构、5.1—纵肋板、5.2—横肋板、5.3—人孔；6—乏池屏蔽、7—乏燃料贮存格架、8—船体基础。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述，但本实用新型的实施方式不限于此。本实用新型提出的安全壳构筑物属于核安全二级设备，需遵循该安全等级的设计、建造、检测和质量保证等要求。

如图1～图3所示，本实用新型提出的一种浮动核电站乏池构筑物，它包括乏池本体1，乏池本体1的底部通过设置乏池底部安装结构5与船体基础8连接，乏池本体1由四周的围壁和底板组成，内腔中装载水，四周围壁的外侧均匀设置本体外加强结构2，顶部设置有密封盖4，防止摇摆工况下水外溢和泄漏。

本体外加强结构2包括T型结构的垂直加强结构2.1和水平加强结构2.2，最底部的垂直加强结构2.1与船体基础8连接段的T型材腹板的宽度逐渐增大，底部宽度为顶部宽度的1.5～2倍，垂直加强结构2.1与船体基础8连接段的“T”型材腹板加宽且逐渐过渡是为了避免应力集中，增加连接强度。船体基础8为浮动核电站双层船体底部结构。

乏池本体1的内部空间由若干个本体内隔断3分隔为若干空间，包括贮存区、装罐区1.3和清洗区1.4。贮存区用于存放乏燃料组件，装罐区1.3用于接受乏燃料组件，清洗区1.4用于外运乏燃料组件时清洗乏燃料容器。装罐区1.3和清洗区1.4位于贮存区的中间，乏池本体1的内腔底部设置有用于放置乏燃料组件的乏燃料贮存格架7。本实施例中贮存区分为右贮存区1.1和左贮存区1.2，分别位于装罐区1.3和清洗区1.4的左右两侧。

本体内隔断3为矩形隔断，中部设置有豁口3.1，是乏燃料组件在乏池内移动的通道。隔断上设置有流水孔3.2，用于乏池内不同区之间水连通，便于乏燃料衰变热扩散。流水孔3.2的底部位于乏燃料贮存格架7的上方，流水孔开口面积为隔断面积的50％，尺寸应不小于400x600mm，有利于改善水池内热量扩散。贮存区与装罐区1.3之间通过本体内隔断3上的豁口3.1连通，清洗区1.4的围壁上不设置豁口。

乏池底部安装结构5为乏池本体与船体连接的结构，是由若干纵肋板5.1和横肋板5.2组成的混合板架，肋板上设置有人孔5.3。乏池底部安装结构5的高度应满足施工要求，肋板上设置的人孔5.3尺寸应不小于400x600mm。

乏池本体1外敷设屏蔽材料6，屏蔽材料包含铅层和聚乙烯层，铅层布置在内侧、聚乙烯层布置在外侧。屏蔽材料6的厚度沿乏池高度不等，其中与乏燃料贮存格架7对应段最厚，上下段逐渐减薄，整体厚度应保证乏池本体外的辐射剂量环境满足国家标准要求。

在每一乏燃料贮存格架77上方单独设置密封盖4，密封盖应具有足够的结构强度，满足恶劣海况下液舱晃荡载荷的要求。密封盖4与乏池本体1之间通过螺栓可靠密封连接，且密封盖4之间应密封良好，保障隔断豁口3.1处密封要求。

乏池本体1材料选用不锈钢，以保证乏池内水质要求。乏池本体1的高度应保证乏池装水后，乏燃料贮存格架7上方有足够的水层高度，水层高度的高度取决于乏燃料组件顶部屏蔽的需求。对于浮动核电站乏燃料水池构筑物，乏池本体1的高度范围为6.5-7.5米。

本实用新型的工作过程为：换料时，首先打开乏池的密封盖4，乏燃料组件自反应堆垂直吊装至装罐区1.3，然后自装罐区1.3二次转运乏燃料贮存格架7，本体内隔断3上设置的豁口3.1即是二次转运的通道。贮存区1.1/1.2与装罐区1.3的水是相互连通的，水位高度相同。

乏燃料组件需要外运时，首先将乏燃料容器吊装至装罐区1.3，然后将乏燃料组件自乏燃料贮存格架6转移至装罐区装罐，最后将乏燃料容器吊装至清洗区1.4，乏燃料容器清洗检查后外运。

最后需要说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本专利技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本专利进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本专利的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种浮动核电站乏池构筑物，包括乏池本体(1)，其特征在于：所述乏池本体(1)的底部通过设置乏池底部安装结构(5)与船体基础(8)连接，所述乏池本体(1)由四周的围壁和底板组成，内腔中装载水，四周围壁的外侧均匀设置本体外加强结构(2)，顶部设置有密封盖(4)；

所述乏池本体(1)的内部空间由若干个本体内隔断(3)分隔为若干空间，包括贮存区、装罐区(1.3)和清洗区(1.4)，所述装罐区(1.3)和清洗区(1.4)位于贮存区的中间，所述乏池本体(1)的内腔底部设置有用于放置乏燃料组件的乏燃料贮存格架(7)；

所述本体内隔断(3)为矩形隔断，中部设置有豁口(3.1)，隔断上设置有流水孔(3.2)。

2.根据权利要求1所述的浮动核电站乏池构筑物，其特征在于：所述本体外加强结构(2)包括T型结构的垂直加强结构(2.1)和水平加强结构(2.2)，最底部的垂直加强结构(2.1)与船体基础(8)连接段的T型材腹板的宽度逐渐增大，底部宽度为顶部宽度的1.5～2倍。

3.根据权利要求1所述的浮动核电站乏池构筑物，其特征在于：所述贮存区用于存放乏燃料组件，所述装罐区(1.3)用于接受乏燃料组件，所述清洗区(1.4)用于外运乏燃料组件时清洗乏燃料容器；所述贮存区与装罐区(1.3)之间通过本体内隔断(3)上的豁口(3.1)连通，所述清洗区(1.4)的围壁上不设置豁口。

4.根据权利要求1或2所述的浮动核电站乏池构筑物，其特征在于：所述本体内隔断(3)上流水孔(3.2)的底部位于乏燃料贮存格架(7)的上方，流水孔(3.2)开口面积为隔断面积的50％。

5.根据权利要求1所述的浮动核电站乏池构筑物，其特征在于：所述乏池底部安装结构(5)是由若干纵肋板(5.1)和横肋板(5.2) 组成的混合板架，肋板上设置有人孔(5.3)。

6.根据权利要求1所述的浮动核电站乏池构筑物，其特征在于：所述乏池本体(1)的外部涂敷乏池屏蔽(6)，所述乏池屏蔽(6)包括铅层和聚乙烯层。

7.根据权利要求6所述的浮动核电站乏池构筑物，其特征在于：所述乏燃料贮存格架(7)对应的乏池本体(1)的外部涂敷的乏池屏蔽(6)的厚度大于乏池本体(1)外部的其它部位。

8.根据权利要求1所述的浮动核电站乏池构筑物，其特征在于：每一个所述乏燃料贮存格架(7)对应的贮存区上方设置独立的密封盖(4)，密封盖(4)与乏池本体(1)之间通过螺栓可靠密封连接，且密封盖(4)之间应密封良好，保障隔断豁口处密封要求。

9.根据权利要求1所述的浮动核电站乏池构筑物，其特征在于：船体基础(8)为浮动核电站双层船体底部结构。

10.根据权利要求6所述的浮动核电站乏池构筑物，其特征在于：所述乏池底部安装结构(5)的肋板上设置的人孔(5.3)尺寸不小于400x600mm。

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