防止核擴(kuò)散污染的核電站主房體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種核電站，具體是能防止核電站擴(kuò)散核污染的主房體結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與高科技的日益進(jìn)步，我國對各種新能源的需求越來越多，對能源的依賴程度也越來越強(qiáng)，這是一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)的重要命脈，新能源的開發(fā)推動(dòng)并制約著工業(yè)文明的進(jìn)步，核電是新能源的一種，核電基建投資較高，然而燃料費(fèi)用小，且總發(fā)電成本比火力發(fā)電成本低大約30%~50%，比風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等可再生能源的發(fā)電成本更要低得多。在這種大趨勢下，我國已經(jīng)從嚴(yán)格限制核電發(fā)展進(jìn)入到大力提倡鼓勵(lì)核電發(fā)展的階段，到從目前來看，我國已經(jīng)在建和已納入建設(shè)規(guī)劃的核電站已達(dá)到10座以上。預(yù)計(jì)到2020，我國計(jì)劃新增核電站31座，拓寬核發(fā)電能力3100萬千瓦，在2020年力爭核發(fā)電總量達(dá)到4000萬千瓦，核電站增長數(shù)和增長百分比將躍居世界第一。然而核電站一旦發(fā)生事故，會(huì)有裂變物質(zhì)等放射性物質(zhì)外泄，如果沒有很好的防治措施，放射性物質(zhì)將會(huì)迅速的釋放到環(huán)境中，隨空氣飄動(dòng)對周邊地區(qū)造成大氣污染、水污染和土壤污染，隨著食物鏈和飲水鏈的傳播影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致兒童患白血病、成人患癌癥的比例劇增，更為嚴(yán)重的是，核污染給人們帶來的精神損失、心理恐懼更是無法統(tǒng)計(jì)。目前一般是在核污染泄露后進(jìn)行治理，如物理法、化學(xué)法、電化學(xué)法、物理-化學(xué)聯(lián)合用法、微生物清除法，但這些防治核污染的方法，或多或少的存在這樣或者那樣的缺陷，如去除效果差、會(huì)造成二次污染、費(fèi)用高需要嚴(yán)格操作、速度慢等。因此當(dāng)核電站產(chǎn)生事故發(fā)生核泄漏時(shí)，在第一時(shí)間能快速的防止核污染從核電站排出，也就對核電站建筑物(廠房)有很高的要求，但目前還沒有哪種建筑物在建成之后存在較好的防擴(kuò)散效果。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為解決目前的核電站建筑不能在短時(shí)間內(nèi)防止核污染迅速擴(kuò)散，且后期防治核污染存在去除效果差、造成二次污染、費(fèi)用高、速度慢等缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種在一定時(shí)間內(nèi)簡單、安全、高效的防止核電站產(chǎn)生核污染擴(kuò)散的核電站主房體。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種防止核擴(kuò)散污染的核電站主房體，包括墻體和房頂，其特征在于:所述墻體包括外墻和內(nèi)墻，所述外墻由金屬骨架和含有納米纖維的混凝土預(yù)制而成，在所述內(nèi)墻內(nèi)表面設(shè)置有納米纖維和水泥構(gòu)成的涂層，所述外墻的厚度為200?500cm，所述涂層的厚度為3?10mmo
[0006]在所述外墻外表面也設(shè)置有納米纖維和水泥構(gòu)成的涂層。
[0007]在所述墻體上設(shè)置有一出口，在該出口處連接一通道走廊，該通道走廊也由金屬骨架和含有納米纖維的混凝土預(yù)制而成。
[0008]在所述的墻體和房頂內(nèi)設(shè)置有鋼筋，該鋼筋位于所述混凝土內(nèi)。
[0009]本實(shí)用新型核電站主房體的墻體和房頂均采用具有納米纖維的混凝土材料制成。其中，納米纖維有很強(qiáng)的表面效應(yīng)，粒子尺寸越小，表面積越大，顯出較強(qiáng)的活性，另外還有小尺寸效應(yīng)，它的周期性邊界條件被破壞，粒子的聲、光、電磁、熱力學(xué)性質(zhì)將會(huì)改變，可吸收紫外線、屏蔽電磁波、吸收核輻射源等，且這類納米纖維的比強(qiáng)度高能形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的混凝土材料。混凝土材料，一方面可以使納米纖維可以作為很好的增強(qiáng)材料，另外一方面有利于納米纖維能有效的吸收核輻射，本實(shí)用新型混凝土墻體的厚度超過200cm，對核輻射源的吸收達(dá)到60%以上。在混凝土墻體的內(nèi)表面和或外表面即墻體單側(cè)或兩側(cè)都粉刷由水泥和納米纖維混合而成的吸收涂層，進(jìn)一步提高了對核輻射源的吸收率。水泥作為一種粉狀水硬性無機(jī)膠凝材料，加水?dāng)嚢韬蟪蓾{體，能在空氣中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地膠結(jié)在一起，長期以來，它作為一種重要的膠凝材料，廣泛應(yīng)用于土木建筑、水利、國防等工程，若能以納米纖維作為增強(qiáng)體，水泥作為基體制作的復(fù)合材料用于核電站建筑中，在一定程度上可起到防止核污染迅速擴(kuò)散。
[0010]本實(shí)用新型核電站主房體，具有建造成本低、方便快捷、安全系數(shù)高等的特點(diǎn)，特別是可以在短時(shí)間內(nèi)防止核電站核污染擴(kuò)散，給工作人提供一個(gè)防止核污染和處理核污染的緩沖期。
【附圖說明】
[0011 ] 圖1核電站總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為內(nèi)墻內(nèi)部俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為外墻內(nèi)部俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4為房頂內(nèi)部俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖中:1、外墻；2、內(nèi)墻；3、出口走廊；4、報(bào)警系統(tǒng)；5、房頂；6、方磚；7、納米纖維；8、水泥;9、鋼筋;10、石子;11、黃沙。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明，以建設(shè)小型核電站總廠房的體積為80111*60*6111。
[0017]本實(shí)用新型一種核電站主房體，采用旋轉(zhuǎn)氣泡靜電紡絲方法制備出批量的納米纖維，納米纖維的選材可以是聚丙烯、聚酰胺6等具有可紡性較好的基體材料，紡出納米纖維的細(xì)度范圍需要控制在30~100nm之間。
[0018]實(shí)施例1
[0019]納米纖維的選材是聚丙烯，紡出納米纖維的細(xì)度范圍需要控制在30nm左右。
[0020]如圖1所示，整個(gè)核電站總廠房包括外墻1、內(nèi)墻2、出口走廊3以及房頂5，在房頂5上安裝有報(bào)警系統(tǒng)4，主要用于一旦發(fā)射核泄漏事件時(shí)，告知核泄漏工作人員及時(shí)到場進(jìn)行處理，核電站的外墻1是整個(gè)總廠房結(jié)構(gòu)的承重墻，全部采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。外墻1的厚度設(shè)計(jì)為200cm，鋼筋9直徑選用8cm，鋼筋9采用兩排并排放，水平方向的兩根鋼筋的間距設(shè)計(jì)為35cm，豎直方向的兩根鋼筋間距設(shè)計(jì)為15cm，參見圖3。外墻1墻體內(nèi)除了固定鋼筋以外是由石子10、黃沙11、納米纖維7和水泥8組成的混凝土，其中水泥、黃沙、石子及納米纖維的混合質(zhì)量比例可設(shè)計(jì)為1:1:1.5:1。外墻1兩側(cè)采用固定板進(jìn)行保護(hù)固定，在水泥、黃沙、石子及納米纖維中加入適量的水后填入外墻墻體內(nèi)，采用混凝土專用振動(dòng)棒進(jìn)行振動(dòng)，使混凝土內(nèi)部的水泥、黃沙、石子及納米纖維混合均勻后讓其自然固化，出口走廊3的設(shè)計(jì)與外墻墻體結(jié)構(gòu)一樣，在出口走廊3的出口與進(jìn)口處各安裝一套密封性嚴(yán)實(shí)的門，以便工作人員方便進(jìn)出，避免產(chǎn)生核泄漏。外墻1與內(nèi)墻2之間存在四周通道走廊，通道走廊的寬度設(shè)計(jì)在3m，為了方便運(yùn)輸，內(nèi)墻2上安裝2個(gè)密封性較好的門，內(nèi)墻2全部采用方磚6砌成，用納米纖維7和水泥8按照1:1的比例，加入適量的水混合均勻后對內(nèi)墻2的內(nèi)側(cè)進(jìn)行粉刷，粉刷的厚度設(shè)計(jì)為3_，參見圖2。房頂5的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也完采用鋼筋結(jié)構(gòu)，鋼筋為兩層縱橫向排列，縱向和橫向排列的間隔設(shè)計(jì)為30cm，上下兩層鋼筋間隔設(shè)計(jì)為25cm，在房頂5鋼筋的下部及四周用固定板支撐，向其鋼筋內(nèi)部注入與外墻相同成分的混凝土，房頂5的厚度設(shè)計(jì)為40cm。一旦核電站發(fā)生核泄漏時(shí)，首先會(huì)進(jìn)行報(bào)警，提醒工作人員，而核輻射源首先入侵內(nèi)墻內(nèi)部，粉刷層內(nèi)部的納米纖維能有效吸收核輻射源，當(dāng)輻射源穿過內(nèi)墻后又被外墻內(nèi)部的納米進(jìn)行二次吸收，有效的避免的核輻射源的迅速擴(kuò)散，內(nèi)外墻的墻體通風(fēng)處采用內(nèi)外金屬網(wǎng)固定8層納米膜進(jìn)行吸收、過濾，當(dāng)核輻射源泄漏后，經(jīng)過一小時(shí)后進(jìn)行測試，對核輻射的吸收可達(dá)到60%。
[0021]實(shí)施例2
[0022]納米纖維的選材是聚酰胺6，紡出納米纖維的細(xì)度范圍需要控制在35nm左右。
[0023]整個(gè)核廠房的主要結(jié)構(gòu)基本相同，不同的是選擇的技術(shù)參數(shù)，外墻1的厚度為305cm,鋼筋9直徑選用9cm，鋼筋9水平方向的兩根鋼筋的間距設(shè)計(jì)為40cm，豎直方向的兩根鋼筋間距設(shè)計(jì)為18cm，外墻1墻體內(nèi)水泥、黃沙、石子及納米纖維的混合質(zhì)量比例可設(shè)計(jì)為1:1:1.5:1.5，外墻1與內(nèi)墻2之間存在的四周通道走廊的寬度設(shè)計(jì)在3.5m，內(nèi)墻2的內(nèi)側(cè)進(jìn)行粉刷的厚度設(shè)計(jì)為5mm，粉刷涂層納米纖維7和水泥8按照1:1.5的比例。房頂5縱向和橫向排列的間隔設(shè)計(jì)為32cm，上下兩層鋼筋間隔設(shè)計(jì)為28cm，房頂5的厚度設(shè)計(jì)為42cm,內(nèi)外墻的墻體通風(fēng)處采用內(nèi)外金屬網(wǎng)固定10層納米膜進(jìn)行吸收、過濾，當(dāng)核輻射源泄漏后，經(jīng)過一小時(shí)后進(jìn)行測試，對核輻射的吸收可達(dá)到80%。
[0024]實(shí)施例3
[0025]納米纖維的選材是聚酰胺66，紡出納米纖維的細(xì)度范圍需要控制在40nm左右。
[0026]整個(gè)核廠房的主要結(jié)構(gòu)基本相同，不同的是選擇的技術(shù)參數(shù)，外墻1的厚度為500cm，鋼筋9直徑選用10cm，水平方向的兩根鋼筋的間距設(shè)計(jì)為45cm，豎直方向的兩根鋼筋間距設(shè)計(jì)為20cm，外墻1墻體內(nèi)水泥、黃沙、石子及納米纖維的混合質(zhì)量比例可設(shè)計(jì)為1:1:1.5:2.外墻1與內(nèi)墻2之間存在的四周通道走廊的寬度設(shè)計(jì)在3.5m。內(nèi)墻2的內(nèi)側(cè)進(jìn)行粉刷的厚度設(shè)計(jì)為4mm，粉刷涂層的納米纖維和水泥按照1:2的比例。房頂5縱向和橫向排列的間隔設(shè)計(jì)為35cm，上下兩層鋼筋間隔設(shè)計(jì)為30cm，房頂5的厚度設(shè)計(jì)為45cm，內(nèi)外墻的墻體通風(fēng)處采用內(nèi)外金屬網(wǎng)固定12層納米膜進(jìn)行吸收、過濾，當(dāng)核輻射源泄漏后，經(jīng)過一小時(shí)后進(jìn)行測試，對核輻射的吸收可達(dá)到95%。
[0027]在本實(shí)用新型的實(shí)施過程中，核電站總廠房的體積大小根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，納米纖維在混凝土當(dāng)中的混合比應(yīng)與實(shí)際核輻射的輻射強(qiáng)度相吻合，鋼筋的粗細(xì)選用需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)狀況進(jìn)行選取。本裝置設(shè)計(jì)的防核輻射廠房可以用于有效的紡織核輻射產(chǎn)生迅速的擴(kuò)散污染，對于安全維護(hù)周邊人們的生命安全有顯著的參考價(jià)值，主要特點(diǎn)在于該廠房在一定時(shí)間內(nèi)能簡單、安全、高效的防止核電站產(chǎn)生核污染，兼有建造成本低、方便快捷、安全系數(shù)高的特點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種防止核擴(kuò)散污染的核電站主房體，包括墻體和房頂，其特征在于:所述墻體包括外墻和內(nèi)墻，所述外墻由金屬骨架和含有納米纖維的混凝土預(yù)制而成，在所述內(nèi)墻內(nèi)表面設(shè)置有納米纖維和水泥構(gòu)成的涂層，所述外墻的厚度為200?500cm，所述涂層的厚度為3?10mmo2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站主房體，其特征在于:在所述外墻外表面也設(shè)置有納米纖維和水泥構(gòu)成的涂層。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站主房體，其特征在于:在所述墻體上設(shè)置有一出口，在該出口處連接一通道走廊，該通道走廊也由金屬骨架和含有納米纖維的混凝土預(yù)制而成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站主房體，其特征在于:在所述的墻體和房頂內(nèi)設(shè)置有鋼筋，該鋼筋位于所述混凝土內(nèi)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種防止核擴(kuò)散污染的核電站主房體，包括墻體和房頂，其特征在于：所述墻體包括外墻和內(nèi)墻，所述外墻由金屬骨架和含有納米纖維的混凝土預(yù)制而成，在所述內(nèi)墻內(nèi)表面設(shè)置有納米纖維和水泥構(gòu)成的涂層，所述外墻的厚度為200～500cm，所述涂層的厚度為3~10mm。本實(shí)用新型核電站主房體，具有建造成本低、方便快捷、安全系數(shù)高等的特點(diǎn)，特別是可以在短時(shí)間內(nèi)防止核電站核污染擴(kuò)散，給工作人提供一個(gè)防止核污染和處理核污染的緩沖期。
【IPC分類】C04B28/00, E04B2/58, E04H5/02, E04F13/02
【公開號】CN204960412
【申請?zhí)枴緾N201520626716
【發(fā)明人】趙磊, 張圣忠, 劉華, 何吉?dú)g
【申請人】鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年8月19日