[發(fā)明專利]核電廠抗震輔助給水箱及其設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710274195.2
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN107145653A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜坤;胡文賢;陳振偉;張麗強(qiáng);金挺;劉攀;李超聯(lián);任紅兵;陳駿
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳中廣核工程設(shè)計(jì)有限公司;中廣核工程有限公司;中國廣核集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司44202
• 代理人: 王基才,范曉梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于核電領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種核電廠抗震輔助給水箱及其設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

輔助給水箱是在役核電廠中作為核輔助給水系統(tǒng)中的備用儲水裝置，主要用在蒸汽發(fā)生器供水功能喪失的緊急情況下為系統(tǒng)提供足夠補(bǔ)水，輔助給水系統(tǒng)運(yùn)行，導(dǎo)出余熱，避免或者緩解事故后果，保證核電廠運(yùn)行安全性。

常見的輔助給水箱通常為大型的常壓立式薄壁圓筒形容器，一般直接安裝在廠房的地面或一定標(biāo)高的樓板上。核電廠正常運(yùn)行期間，輔助給水箱內(nèi)部水裝量占有效容積的90％以上，如果發(fā)生地震等突發(fā)情況，將造成明顯的液晃效應(yīng)，對輔助給水箱筒體產(chǎn)生巨大沖擊力。安裝樓層越高，地震劇烈程度越大，對輔助給水箱筒體產(chǎn)生的沖擊力越大，對輔助給水箱筒體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的影響也越大，當(dāng)廠址地震激勵變大時，可能導(dǎo)致設(shè)備抗震能力裕量不足，影響核電廠的安全運(yùn)行。

請參閱圖1所示，目前，在役百萬千萬級核電廠的輔助給水箱主要由底板10、筒體20、封頭30、接管(未示出)、人孔(未示出)等部件組成。筒體20外直徑為9.7m，總高度為14.566m，由5層圓柱筒段組成，自下而上厚度逐漸減薄，呈階梯狀分布，各層高度和厚度如表1所示。核電廠正常運(yùn)行期間，輔助給水箱水裝量為1000立方米，液面高度為13.54m。輔助給水箱通過34顆M68的地腳螺栓垂直安裝在標(biāo)高+0.2m的廠房樓板上。

表1現(xiàn)有輔助給水箱筒體各層設(shè)計(jì)參數(shù)

由于輔助給水箱內(nèi)部水裝量占有效容積的90％以上，地震作用產(chǎn)生的液晃效應(yīng)在很大程度上降低了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度安全和穩(wěn)定性，特別是影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。地震發(fā)生時，輔助給水箱實(shí)際受到的地震載荷從地面以下-7.0m的基巖位置傳遞上來，到達(dá)+0.2m的安裝位置，已經(jīng)具有明顯的放大效應(yīng)，地震加速度峰值數(shù)據(jù)放大近2倍。這種放大的地震載荷作用在輔助給水箱上時，會導(dǎo)致水箱中的液晃效應(yīng)顯著增強(qiáng)，對輔助給水箱筒體壁面產(chǎn)生巨大沖擊力，而筒體下部受到的沖擊影響尤為劇烈，可能影響輔助給水箱的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

有鑒于此，確有必要提供一種核電廠抗震輔助給水箱，通過改善在役核電廠中輔助給水箱的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度，提高輔助給水箱在地震作用下的抗震能力，達(dá)到增強(qiáng)核電廠運(yùn)行安全性的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種核電廠抗震輔助給水箱，通過改善在役核電廠中輔助給水箱的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度，提高輔助給水箱在地震作用下的抗震能力，達(dá)到增強(qiáng)核電廠運(yùn)行安全性的目的。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種核電廠抗震輔助給水箱，包括：底板、與底板焊接的筒體，筒體內(nèi)壁圓周上設(shè)置有豎直筋板，豎直筋板與筒體內(nèi)壁和底板固定連接，并沿筒體內(nèi)壁從下往上布置。

作為本發(fā)明核電廠抗震輔助給水箱的一種改進(jìn)，所述豎直筋板均勻布置在筒體內(nèi)壁圓周上，數(shù)目為20～40條，角度間隔為9～15°。

作為本發(fā)明核電廠抗震輔助給水箱的一種改進(jìn)，所述豎直筋板非均勻布置在筒體內(nèi)壁圓周上，數(shù)目為20～40條，角度間隔為9～15°。

作為本發(fā)明核電廠抗震輔助給水箱的一種改進(jìn)，所述豎直筋板與筒體內(nèi)壁和底板通過焊接連接，所述焊接方式為單面或雙面間斷角焊，焊縫間距為50～100mm，所述豎直筋板與筒體焊接后形成的焊縫與筒體自身的縱向和環(huán)向焊縫之間各相隔20～50mm。

作為本發(fā)明核電廠抗震輔助給水箱的一種改進(jìn)，所述豎直筋板高度為筒體高度的1/3～2/3。

作為本發(fā)明核電廠抗震輔助給水箱的一種改進(jìn)，所述豎直筋板由高度、寬度、厚度相同或不同的鋼板焊接而成，所述焊接方式為雙面角焊。

作為本發(fā)明核電廠抗震輔助給水箱的一種改進(jìn)，所述鋼板上下兩端各至少設(shè)置有1個直徑為30～60mm的小孔，鋼板材料與筒體材料相同。

作為本發(fā)明核電廠抗震輔助給水箱的一種改進(jìn)，所述焊接為手工電弧焊或二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。

本發(fā)明還提供了一種核電廠抗震輔助給水箱的設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

1)設(shè)計(jì)輔助給水箱；

2)在輔助給水箱筒體內(nèi)壁焊接豎直筋板；

3)對焊縫進(jìn)行100％磁粉檢驗(yàn)；

4)對筒體內(nèi)部進(jìn)行噴砂防銹處理。

作為本發(fā)明核電廠抗震輔助給水箱的設(shè)計(jì)方法的一種改進(jìn)，還包括建立有限元計(jì)算模型，對核電廠抗震輔助給水箱進(jìn)行抗震分析和驗(yàn)證。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明核電廠抗震輔助給水箱在現(xiàn)有輔助給水箱技術(shù)的基礎(chǔ)上，對輔助給水箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：