核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構的制作方法

本發明屬于核電站設計領域，更具體地說，本發明涉及一種核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構。

背景技術：

隨著經濟發展和環境保護要求的日益提高，作為清潔能源技術之一的核電技術也在不斷向前發展，核電站設計在更新換代過程中，核電的安全性也被擺在愈加突出的位置。

在已公開的核電站中，反應堆冷卻劑系統主回路布置在反應堆廠房內。其中，壓力容器位于反應堆廠房中心；3臺蒸汽發生器和3臺主泵分別以壓力容器為中心，彼此呈120°夾角對稱布置；穩壓器布置在一回路主管道的熱管段上。請參閱圖1，在上述反應堆冷卻劑系統的主回路中，與壓力容器10連接的主管道12的中心和反應堆廠房內部筏基底板上表面14之間的高差L約為12.4m。

但是，上述核電站反應堆冷卻劑系統主回路的抗震加速度基本上是按0.2g進行設計，其反應堆燃料組件的抗震能力也基本上是按0.2g進行設計。這種主回路至少具有以下缺點：1)反應堆的抗震加速度基本上按0.2g進行設計，導致核電站在目標廠址選擇上范圍更小，抗震裕量也相對較小；2)在應對地震等外部災害方面，安全性不夠高；3)對反應堆燃料組件抗震結構設計方面的要求更高、更復雜；4)達不到國際上公認的三代核電技術要求。

技術實現要素：

本發明的目的在于：提供一種抗震能力更強的核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構，以解決上述問題。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構，其包括反應堆廠房、壓力容器、蒸汽發生器、穩壓器、主泵和主管道，反應堆廠房內設有筏基底板；壓力容器安裝在反應堆廠房中，并位于筏基底板的上方；主管道連接在壓力容器、蒸汽發生器、主泵之間而形成主回路，穩壓器布置在主管道上；所述與壓力容器連接的主管道的中心和反應堆廠房內部筏基底板上表面之間的高差L為9.7m～10.8m。

作為本發明核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構的一種改進，所述與壓力容器連接的主管道的中心和反應堆廠房內部筏基底板上表面之間的高差L為10.2m～10.5m。

作為本發明核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構的一種改進，所述與壓力容器連接的主管道的中心和反應堆廠房內部筏基底板上表面之間的高差L為10.2m～10.4m。

作為本發明核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構的一種改進，所述與壓力容器連接的主管道的中心和反應堆廠房內部筏基底板上表面之間的高差L為10.4m。

作為本發明核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構的一種改進，所述蒸汽發生器和主泵各有三臺。

作為本發明核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構的一種改進，所述三臺蒸汽發生器以壓力容器為中心，彼此呈120°夾角對稱布置。

作為本發明核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構的一種改進，所述三臺主泵以壓力容器為中心，彼此呈120°夾角對稱布置。

作為本發明核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構的一種改進，所述穩壓器的數量為一臺，其布置在主管道的熱管段上。

作為本發明核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構的一種改進，所述反應堆廠房內設置有安全殼內換料水箱，其結構為雙環池結構。

與現有技術相比，本發明核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構采用了主回路下沉布置，因此能夠在反應堆燃料組件結構設計不做大的調整的情況下，將反應堆燃料組件抗震加速度提高到0.3g或以上，從而提高了反應堆抗震能力，使其能夠達到國際上公認的對三代核電技術的抗震要求。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式，對本發明核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構及其有益效果進行詳細說明。

圖1為已公開核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構的壓力容器位置示意圖。

圖2為本發明核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構的部分剖視示意圖。

圖3為本發明核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構的主回路結構示意圖。

圖4為本發明核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構的壓力容器位置示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及其有益技術效果更加清晰，以下結合附圖和具體實施方式，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的具體實施方式僅僅是為了解釋本發明，并非為了限定本發明。

為了提高核電站的抗震水平、提高核電站的安全性，滿足三代核電技術主要特征參數要求，有必要將核電站抗震設計要求提高至0.3g或以上。為了實現這一目標，首要任務是使主回路特別是反應堆燃料組件的設計滿足0.3g或以上抗震要求。也就是說，使反應堆燃料組件的抗震能力達到0.3g或以上是整個電站達到0.3g或以上抗震能力的必要條件。

但是，反應堆燃料組件由于自身結構的特殊性，基本無法通過修改燃料組件本身的結構設計來提高抗震能力，只能通過其他途徑實現。為了不對反應堆燃料組件結構設計做大的調整，本申請的發明人對影響廠房動力響應的各個主要參數進行了敏感性分析，反復試算調整方案，終于發現核電站反應堆冷卻劑系統主回路的主管道中心和反應堆廠房內部筏基底板上表面之間的高差L對于反應堆抗震性能是至關重要的參數，即高差L的值越小，反應堆的抗震性能就越強。因此，可以考慮通過降低燃料組件位置的地震響應來解決上述問題。

以上述研究為基礎，本發明通過反應堆的“下沉”布置，也即主回路“下沉”布置來降低燃料組件布置的標高，以盡可能縮小主管道中心標高與反應堆廠房內部筏基底板上表面之間高差，同時通過優化結構布置方案，提高反應堆廠房內部結構剛度，降低燃料組件承受的地震作用，使之達到0.3g或以上的抗震要求。

請參閱圖2和圖3，本發明核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構包括反應堆廠房、壓力容器30、蒸汽發生器36、主泵38、主管道32和穩壓器(圖未示)。反應堆廠房內設有筏基底板，壓力容器30安裝在反應堆廠房的中心，并位于筏基底板的上方。主管道32連接在壓力容器30、蒸汽發生器36、主泵38之間而形成主回路。其中，3臺蒸汽發生器36和3臺主泵38分別以壓力容器30為中心，彼此呈120°夾角對稱布置；穩壓器布置在主管道32的熱管段上。反應堆廠房內設置有安全殼內換料水箱200，其結構為雙環池結構。

請參閱圖4，與壓力容器30連接的主管道32的中心和反應堆廠房內部筏基底板上表面34之間的高差L為10.2m～10.5m，優選為10.4m。這是因為在研究過程中發現，主回路的主管道32中心和反應堆廠房內部筏基底板上表面34之間的高差L在9.7m～10.8m時都能滿足燃料組件0.3g抗震要求，而結合反應堆廠房及周邊共用筏基廠房的布置情況，高差L在10.2m～10.5m是一個相對合理、可行的方案，進一步綜合考慮工程可實施性(比如設備、閥門安裝、操作便利 性)、人員通行便利性(相關樓層通道凈空要求等)和安全殼內換料水箱200布置方案(外環池施工便利性)等因素，選擇高差為10.4m是主回路“下沉”布置結構與反應堆廠房整體布置結構及周邊共用筏基廠房布置結構整體協調性最好的方案。也就是說，本發明的主回路主管道32的中心和反應堆廠房內部筏基底板上表面34之間的最佳高差L相對已公開的核電站減少了2.0m。

為了配合主回路“下沉”布置，本發明還同時對相關的結構進行了以下優化：調整主設備隔間墻體結構和反應堆水池局部墻體結構；調整反應堆廠房內安全殼冷卻通風系統布置標高，由主設備承重層調至操作平臺以上標高布置；使與主回路相連的管道隨主管道32一起移動；將安全殼內換料水箱200布置方案由單環池改為雙環池結構等。

需要說明的是，雖然主回路主管道32的中心和反應堆廠房內部筏基底板上表面34之間的高差L越小，反應堆的抗震性能就越強，但是L也并不能無限制地縮小，原因如下：一是為了使反應堆廠房內與已公開核電站相比有大致相同條件的布置空間和相似結構，以避免后續出現無法解決的未知問題；二是L過小將會導致外環池202上部的環形空間凈高過低，以至于無法滿足閥門布置空間要求和人員通行要求，使得反應堆廠房底部安全殼內換料水箱200的外環池202施工困難；三是L過小還會導致周邊的安全廠房、燃料廠房局部區域布置不合理，尤其是燃料廠房乏池屏蔽水層厚度將不能滿足要求。因此，在利用主回路“下沉”布置來提高反應堆燃料組件抗震能力時，還必須對L的最低值有所限定。

與現有技術相比，本發明采用了主回路下沉布置，其主回路主管道32中心和反應堆廠房內部筏基底板上表面34之間的高差L小于等于10.4m，此高差相對已公開的核電站減少了2.0m或以上，因此能夠在反應堆燃料組件結構設計不做大的調整的情況下，將反應堆燃料組件抗震加速度提高到0.3g或以上，從而提高了反應堆抗震能力，使其能夠達到國際上公認的對三代核電技術的抗震要 求。

本發明核電站反應堆冷卻劑系統主回路的布置結構至少具有以下優點：1)采用主回路下沉布置結構，將反應堆抗震加速度提升至0.3g或以上，在世界范圍內目標廠址選擇上，范圍將更廣，抗震裕量也將相對更大，因此可以滿足更多廠址的抗震要求；2)極大地提升了核電站應對地震等外部災害方面能力，核電站安全性得到明顯加強，有助于消除公眾對核電站安全性疑慮和恐懼心理：反應堆抗震加速度從0.2g提升至0.3g或以上，核電站的抗震加速度也從0.2g提升至0.3g或以上，使核電站能抵御更強的地震等外部災害，提高公眾對核電站安全的信心與接受度；3)在核電站抗震設計方面，達到國際上公認的三代核電技術要求，滿足EUR和URD要求：反應堆抗震加速度為0.3g或以上，和目前已公開的三代核電技術的0.25g、0.30g相比，已達到國際公認的三代核電用戶技術要求；4)可以有效降低反應堆燃料組件抗震結構設計方面的難度，避免了因為抗震要求的提高而對反應堆燃料組件結構設計進行大的設計修改，有利于縮短燃料組件結構設計時間。

根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行適當的變更和修改。因此，本發明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式，對本發明的一些修改和變更也應當落入本發明的權利要求的保護范圍內。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本發明構成任何限制。