[發明專利]核島洞室群長廊形布置地下核電站

有效

• 申請號: 201410264277.5
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN104064234B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 周述達;鈕新強;楊啟貴;陸佑楣;張文其;趙鑫;張風;施華堂;劉浩;楊家勝;陳又華;劉立新;李慶;隋海明;肖韻菲;明哲東;尚存良;張田田
• 申請（專利權）人: 長江勘測規劃設計研究有限責任公司;中國核動力研究設計院;中國長江三峽集團公司
• 主分類號: G21D1/00
• 分類號: G21D1/00;G21D1/02;E04H5/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 陳家安

技術領域

本發明涉及地下核電技術，具體地指一種核島洞室群長廊形布置地下核電站。

背景技術

前蘇聯切爾諾貝利核事故、美國三哩島核事故、以及日本福島核事故表明，在極端事故情況下現有地面核電站不足以有效防控核泄露，確保核安全。為此，國內外一些學者、研究機構提出將大型商業核電站建設于地下，利用巖體的天然屏蔽作用，使極端事故情況下核污染得以有效控制，提高核電站的安保等級。美國、日本、前蘇聯、歐洲等國家和地區自上世紀70年代至今，陸續進行了地下核電站的概念設計研究，其建設的基本思路是將核電站涉核設備，例如反應堆、蒸汽發生器、主泵、穩壓器、一回路管道及相關附屬設備等，安放于地下洞室內。這種建設方式，設備布置靈活，地下洞室規模較小，洞室施工開挖難度較低。

雖然相關研究早已有之，但目前世界上并無大型商業地下核電站的工程實例。這主要是因為：①將核電站建設于地下，由于洞室開挖，土建工程費用將有所增加；②為降低設備運行的事故率，在核電站建設過程中應盡量減小對參考電站現有設備工藝系統的改動。如按照上述地下核電站建設思路，將核電站涉核設備根據地下洞室的空間要求，靈活布置于洞室內，雖然能在一定程度上減小洞室規模，但將使涉核設備的布置與現有地面參考電站有較大不同，從而需進行大量的安全性評估和論證，且不符合世界第三代核電建設標準化、模塊化的總思路。

現有地面商業核電站核島各廠房，例如反應堆廠房、燃料廠房、電氣廠房、安全廠房、核輔助廠房等，其內部設備布置均經過嚴格論證，具有標準化和模塊化的特點。由此，大型商業地下核電站建設中，應盡量保障核島各廠房的結構形式、相互位置關系、內部設備布置等不進行大的改變，以減少核工藝系統的調整。但是，受地下洞室開挖技術的限制，難以提供一個足夠大的洞室，將現有地面核島各廠房完全復制建設于地下。

即保障核島各廠房的結構形式、相互位置關系、內部設備布置等不進行大的調整，又能滿足現有地下洞室開挖技術的要求，地下核電站建設最簡單的方式是將現有地面核電站中核島各廠房以反應堆廠房為中心沿徑向拉伸，將各廠房布置于不同的小型洞室內，從而在整體上呈現環形布置的特點。如此，需建設反應堆廠房洞室、燃料廠房洞室、安全廠房洞室、核輔助廠房洞室、電氣廠房洞室、連接廠房洞室等6個獨立的地下洞室。這樣在地下洞室群開挖中，需布置三層、共38條施工支洞，施工干擾大，不利于洞室群圍巖穩定。而且，環形布置中，燃料廠房洞室、連接廠房洞室等洞室的軸線相互垂直，無法保障各洞室軸線均與巖層走向和地應力大主應力方向呈大角度相交，不利于洞室圍巖穩定。因此，有必要對地下核島洞室群的布置形式進行優化，以減少洞室、施工支洞數量，同時使各洞室軸線平行，以便核島洞室群布置時規避不利巖層走向和地應力大主應力方向。

發明內容

本發明的目的提供一種技術可行、經濟合理的核島洞室群長廊形布置地下核電站，將現有地面核電站核島建筑物布置于地下巖體中。

為實現上述目的，本發明所設計的核島洞室群長廊形布置地下核電站，核島洞室群長廊形布置地下核電站，包括利用核裂變能產生蒸汽的核島，其特殊之處在于：所述核島設置在地下洞室群中，所述地下洞室群中，用于放置輔助廠房的輔助洞室群對立地布置于反應堆廠房洞室兩側，形成長廊結構。其中，所述輔助洞室群包括用于放置電氣廠房的電氣廠房洞室、用于放置燃料廠房的燃料廠房洞室、用于設置安全設備的安全廠房洞室、核輔助廠房洞室。

進一步地，所述電氣廠房洞室和燃料廠房洞室分別位于長廊對立的兩側。如此，兩長廊形洞室的軸線相互平行，利于洞群布置時規避不利巖層走向和地應力大主應力方向。

優選地，所述核輔助廠房洞室、安全廠房洞室與燃料廠房洞室在同一側，且所述核輔助廠房洞室、安全廠房洞室與燃料廠房洞室為同一組合洞室，以便減少洞室和施工支洞的數量。其中，所述安全廠房洞室有兩個，互為備用，如此可保障在一個安全廠房設備出現事故的情況下，另一個安全廠房可保障核反應堆的正常運行。所述組合洞室內，兩個安全廠房位于核燃料廠房的左右兩側，在物理上進行相互隔離，保障一個安全廠房出現事故不影響另一個安全廠房的正常運行。所述核輔助廠房位于組合洞室的最左側或者最右側。

進一步地，所述電氣廠房洞室內設置有電氣廠房和用于控制蒸汽管道開合的主蒸汽閥室。如此，電氣廠房與地面中央控制室的連接電纜和主蒸汽管道可以布置于同一隧洞內，節約工程投資。