[發(fā)明專利]一種地下核電站洞室型雙層安全殼

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610788666.7
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN106251916B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設計）人: 趙鑫;劉海波;張濤;喻飛;蘇毅;金乾;汪建;曾杰;陳玉梅;魚維娜
• 申請（專利權）人: 長江勘測規(guī)劃設計研究有限責任公司
• 主分類號: G21C15/14
• 分類號: G21C15/14;G21C15/18
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權代理有限公司42104
• 代理人: 陳家安,劉琳

技術領域

本發(fā)明涉及核電技術，具體地指一種地下核電站洞室型雙層安全殼。

背景技術

安全殼作為地面核電站最后一道防御屏障，其作用是在嚴重事故中起到包容氣載放射性釋放物，防止放射性物質向環(huán)境大量釋放的目的。地下核電站將核島等涉核廠房置于地下，極大地提高了核電站整體的安全性，為我國核電安全發(fā)展提供了新思路。

嚴重事故中，安全殼內壓力隨溫度升高，進而在安全殼內形成高溫、高壓、高濕、高輻射的大氣環(huán)境。此時，為防止安全殼失效，通常采取導出熱量，給安全殼降溫的方式降低安全殼壓力。典型的雙安全殼如AP1000核電站，通過設置在安全殼頂部的水箱向鋼制安全殼淋水，利用水的蒸發(fā)帶走安全殼的熱量。這種開式散熱方式中，作為冷卻源的水會因不斷蒸發(fā)而消耗，最終很可能造成事故后期冷卻水不夠的局面。安全殼頂部設置水箱的設計也一定程度上降低安全殼整體抗震性能。此外，這種設計的安全殼內部與外界大氣之間僅通過一層鋼制安全殼隔開，如事故中安全殼出現(xiàn)破損，則安全殼內放射性物質會由破口處通過煙囪效應的抽吸作用加速向外界環(huán)境泄漏，擴大事故危害。現(xiàn)有雙層安全殼基本都存在這種風險，如中國專利：環(huán)境風冷卻系統(tǒng)以及具有該系統(tǒng)的非能動安全殼(申請?zhí)枺篊N201310576926.0；中國專利)僅在空氣入口處設置導流裝置，安全殼本身無實質改變；中國專利：大容量完全非能動安全殼冷卻系統(tǒng)(申請?zhí)枺篊N200910226276.0)僅對冷卻水箱進行設計優(yōu)化，通過流量調節(jié)實現(xiàn)冷卻功率的動態(tài)控制；以上發(fā)明均存在擴大事故危害的潛在風險。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有背景技術的不足之處，結合地下核電站的特點，提出一種地下核電站洞室型雙層安全殼，既可通過長期閉式冷卻循環(huán)導出安全殼熱量，又能通過地下巖層實現(xiàn)安全殼和外部環(huán)境的絕對隔離，避免因安全殼損壞造成大量放射性向環(huán)境釋放。

本發(fā)明的目的是通過如下措施來達到的：一種地下核電站洞室型雙層安全殼，包括位于地面上的地面水池和位于地下巖層內的安全殼，其特殊之處在于，所述安全殼由外向內依次設置外層巖體改造層和內層鋼制安全殼，所述外層巖體改造層和內層鋼制安全殼之間構成環(huán)形的安全殼夾層空間，所述安全殼夾層空間內設置有閉式循環(huán)換熱系統(tǒng)，所述閉式循環(huán)換熱系統(tǒng)包括位于安全殼夾層空間底部的噴淋水收集過濾井，所述噴淋水收集過濾井依次通過第一逆止閥、數(shù)控加壓泵、安全殼熱交換器和第二逆止閥與位于內層鋼制安全殼上方的安全殼噴淋口連接，所述安全殼噴淋口還通過地面連接管與地面水池連接，所述安全殼熱交換器與安全殼外部的外接冷源連接。

進一步地，所述內層鋼制安全殼外表面設置配水槽，方便噴淋水導流并均勻分布到內層鋼制安全殼表面。

更進一步地，所述安全殼夾層空間內還包括位于底部的盛裝液體的抑壓池，所述內層鋼制安全殼上設置有貫穿件和貫穿件管道，所述貫穿件管道依次連接第一隔離閥、貫穿件、第二隔離閥、爆破閥和鼓泡管自內向外貫穿所述內層鋼制安全殼，所述鼓泡管位于抑壓池的液體液面以下。通過抑壓池實現(xiàn)安全殼內部的非能動卸壓，并對卸壓排放氣體進行過濾。

更進一步地，所述外層巖體改造層內表面設置厚度不小于5mm的防輻射、防水涂層。

更進一步地，所述閉式循環(huán)換熱系統(tǒng)至少為兩套，對稱分布在安全殼夾層空間內。

更進一步地，所述外接冷源為廠用水系統(tǒng)或地面水源，或兩者結合一用一備。

更進一步地，所述爆破閥設置爆破壓力為內層鋼制安全殼設計最大壓力的0.95倍。

更進一步地，所述外層巖體改造層厚度為0.5m～2.0m，所述內層鋼制安全殼厚度為5mm～50mm，所述外層巖體改造層和內層鋼制安全殼之間間距為0.5m～2.5m。

更進一步地，所述抑壓池內溶液為硫代硫酸鈉溶液，液面高于鼓泡管出口至少1.0m。

本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明利用地下巖層作為安全殼最外層屏障可極大地提高抗震性能和抵御外界事件的能力。通過外層巖體改造層和內層鋼制安全殼組成雙層安全殼結構，利用處于高位的地面水池實現(xiàn)安全殼非能動冷卻，同時通過位于安全殼夾層空間內的閉式循環(huán)換熱系統(tǒng)導出安全殼內熱量，防止安全殼破損時因散熱導致放射性物質向環(huán)境泄漏。

本發(fā)明優(yōu)點包括：

1、實現(xiàn)安全殼能動、非能動結合散熱，事故初期通過地面水池非能動噴淋過程散熱，事故中、后期通過閉式循環(huán)換熱系統(tǒng)導出安全殼熱量，且這兩個過程均可實現(xiàn)安全殼內部與外界環(huán)境的絕對隔離，防止放射性泄漏。