一種基于山體深埋式核電站的集成冷卻水源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及壓水堆核電站(廠)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于山體深埋式核電站的集成冷卻水源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國目前以燃煤電廠為主的能源結(jié)構(gòu)形式下，減少日益嚴(yán)重的霧霾空氣污染和持續(xù)增長的能源消耗的矛盾需求，對(duì)核能這一公認(rèn)的清潔高效的主力能源提出了迫切強(qiáng)烈的期望。
[0003]但是，日本福島核事故引發(fā)了全球核能發(fā)展步伐放緩的多米諾效應(yīng)，為核能發(fā)展蒙上了一層陰影。已進(jìn)入快車道的我國核電建設(shè)也是“緊急剎車”，特別是內(nèi)陸核電項(xiàng)目被全面暫停。對(duì)地震、海嘯等大自然災(zāi)害的巨大威脅需重新認(rèn)識(shí)和評(píng)估，核能發(fā)展將實(shí)施更高、更嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)，以提高核電站抵御極端事故的能力。我國制定了新的核安全規(guī)劃《核安全與放射性污染防治“十二五”規(guī)劃及2020年遠(yuǎn)景目標(biāo)》(簡稱核安全規(guī)劃)。其中強(qiáng)調(diào)核安全與放射性污染防治遵循預(yù)防為主、縱深防御的原則；采取所有合理可行的技術(shù)和管理手段，確保核設(shè)施各種防御措施的有效性和多道屏障的完整性，防止發(fā)生核事故，并在一旦發(fā)生事故時(shí)減輕其后果。
[0004]探索一種具有固有安全性、更高公眾接受度的核電發(fā)展新途徑，成為重啟內(nèi)陸核電的關(guān)鍵；為此參考三峽水電地下廠房工程經(jīng)驗(yàn)，業(yè)界提出一種山體深埋式核電站的思路。置于山體深部洞室的核電站核島廠房具有天然的堅(jiān)固實(shí)體屏障保護(hù)，對(duì)于外部自然災(zāi)害(颶風(fēng)、海嘯、洪水等)、人為災(zāi)害(恐怖襲擊、武器攻擊等)的防御能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)地面核電站；地震破壞的風(fēng)險(xiǎn)也大大降低；核電站退役處理也更為經(jīng)濟(jì)。
[0005]通常壓水堆核電站一回路所需的冷卻水源儲(chǔ)存于換料水箱和中壓安注箱內(nèi)，二回路所需冷卻水源儲(chǔ)存于輔助給水箱內(nèi)。為保證冷卻水源的安全，換料水箱、中壓安注箱、輔助給水箱均設(shè)計(jì)為安全級(jí)設(shè)備，導(dǎo)致設(shè)備本體的材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求較高，同時(shí)對(duì)布置位置從抗震角度也有特殊要求，一系列的制約因素導(dǎo)致設(shè)備儲(chǔ)存的冷卻水量有限，即滿足核電站事故處理所需水量并適當(dāng)提供一點(diǎn)裕度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)實(shí)際工程運(yùn)用中，為保證冷卻水源的安全，換料水箱、中壓安注箱、輔助給水箱均設(shè)計(jì)為安全級(jí)設(shè)備，導(dǎo)致設(shè)備本體的材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求較高，同時(shí)對(duì)布置位置從抗震角度也有特殊要求，一系列的制約因素導(dǎo)致設(shè)備儲(chǔ)存的冷卻水量有限的問題，本發(fā)明提供了一種基于山體深埋式核電站的集成冷卻水源系統(tǒng)。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供的一種基于山體深埋式核電站的集成冷卻水源系統(tǒng)通過以下技術(shù)要點(diǎn)來解決問題:一種基于山體深埋式核電站的集成冷卻水源系統(tǒng)，包括向反應(yīng)堆提供冷卻水的冷卻管線和用于容置冷卻水的冷卻水容器，所述冷卻管線包括反應(yīng)堆洞室冷卻管線、安全殼冷卻管線和反應(yīng)堆壓力容器冷卻管線，所述反應(yīng)堆設(shè)置在位于山體的反應(yīng)堆洞室中，所述冷卻水容器為設(shè)置在山體中的冷卻水源洞室，所述冷卻水源洞室位于反應(yīng)堆洞室的上方，所述反應(yīng)堆洞室中設(shè)置有安全殼，所述安全殼中設(shè)置有反應(yīng)堆堆腔和噴淋環(huán)，所述反應(yīng)堆堆腔中設(shè)置有反應(yīng)堆壓力容器；
所述反應(yīng)堆洞室冷卻管線包括出口端和入口端分別位于反應(yīng)堆洞室和冷卻水源洞室中的非能動(dòng)反應(yīng)堆洞室注水通道；
所述安全殼冷卻管線包括出口端和入口端分別連接噴淋環(huán)和冷卻水源洞室的非能動(dòng)安全殼噴淋管線；
所述反應(yīng)堆壓力容器冷卻管線包括非能動(dòng)堆腔注水管線，所述非能動(dòng)堆腔注水管線的出口端位于反應(yīng)堆壓力容器與反應(yīng)堆堆腔的間隙中，非能動(dòng)堆腔注水管線的入口端連接在冷卻水源洞室中。
[0008]具體的，以上結(jié)構(gòu)公開了一種山體深埋式核電站的冷卻水源系統(tǒng)，該冷卻水源系統(tǒng)設(shè)置可根據(jù)山體結(jié)構(gòu)不同于地面結(jié)構(gòu)的特殊形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，可采用山體中挖掘洞室的形式設(shè)計(jì)出超大容量的冷卻水源，即冷卻水源洞室，且該冷卻水源洞室相較于傳統(tǒng)的采用換料水箱、中壓安注箱、輔助給水箱等形式，在容量超過以上儲(chǔ)水容器10倍以上容積的情況下，具有明顯的制造經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。該超大容量的冷卻水源集中儲(chǔ)存于山體洞室結(jié)構(gòu)中，其外部災(zāi)害防御能力和抗震能力顯著增強(qiáng)，且水源位置可與反應(yīng)堆形成很大的高差，實(shí)現(xiàn)非能動(dòng)冷卻水補(bǔ)給冷卻，該補(bǔ)給分別通過反應(yīng)堆洞室冷卻管線、安全殼冷卻管線和反應(yīng)堆壓力容器冷卻管線提供，分別對(duì)反應(yīng)堆洞室、安全殼和反應(yīng)堆壓力容器進(jìn)行冷卻水封。它不僅能集成提供核電站事故處理所需的全部水量，還能夠在極端事故情況下淹沒反應(yīng)堆所處的洞室，使反應(yīng)堆處于冷卻水源的浸泡中并提供防止放射性外泄的足夠厚度的水層覆蓋，從設(shè)計(jì)上實(shí)際消除大量放射性物質(zhì)釋放的可能性，提高了核電站運(yùn)行過程中的安全性和制造、運(yùn)行過程中的經(jīng)濟(jì)性。
[0009]更進(jìn)一步的技術(shù)方案為:
為便于核電站運(yùn)行過程中對(duì)反應(yīng)堆洞室的冷卻，作為一種非能動(dòng)設(shè)計(jì)，所述反應(yīng)堆洞室冷卻管線還包括反應(yīng)堆洞室非能動(dòng)冷卻循環(huán)管線，所述反應(yīng)堆洞室非能動(dòng)冷卻循環(huán)管線包括第一上升管和第一下降管，所述第一上升管和第一下降管的兩端分別通過一個(gè)第一換熱器相連，且兩個(gè)第一換熱器分別位于反應(yīng)堆洞室和冷卻水源洞室中。
[0010]為便于核電站運(yùn)行過程中對(duì)安全殼的冷卻，作為一種非能動(dòng)設(shè)計(jì)，所述安全殼冷卻管線還包括安全殼非能動(dòng)冷卻循環(huán)管線，所述安全殼非能動(dòng)冷卻循環(huán)管線包括第二上升管和第二下降管，所述第二上升管和第二下降管的兩端分別通過一個(gè)第二換熱器相連，且兩個(gè)第二換熱器分別位于安全殼和冷卻水源洞室內(nèi)。
[0011]以上第一換熱器和第二換熱器均可采用非能動(dòng)冷卻換熱器，以分別用于反應(yīng)堆洞室和安全殼非能動(dòng)降溫。
[0012]為便于核電站運(yùn)行過程中對(duì)反應(yīng)堆的冷卻，作為一種強(qiáng)制冷卻方式，以利于反應(yīng)堆冷卻效果的可控性和控制精度，所述安全殼內(nèi)還設(shè)置有蒸汽發(fā)生器，所述安全廠房洞室中設(shè)置有輔助給水栗，所述輔助給水栗的入口端通過輔助給水管線與冷卻水源洞室相連，輔助給水栗的出口連接在蒸汽發(fā)生器上，蒸汽發(fā)生器的出口端通過二次非能動(dòng)余排循環(huán)管線與冷卻水源洞室相連，且二次非能動(dòng)余排循環(huán)管線的出口端還設(shè)置有汽水分離器。
[0013]為便于核電站運(yùn)行過程中對(duì)安全殼的冷卻，作為一種強(qiáng)制冷卻方式，以利于安全殼冷卻效果的可控性和控制精度，所述安全殼冷卻管線還包括安噴管線、安注管線、安注栗和安噴栗，所述安噴栗及安注栗的入口端分別通過安噴管線和安注管線與冷卻水源洞室相連，安噴栗的出口端連接在噴淋環(huán)上，安注栗的出口端連接在反應(yīng)堆壓力容器入口管線上。
[0014]為利于冷卻水源洞室的防滲漏性能和保證冷卻水的清潔，所述冷卻水源洞室的壁面上還設(shè)置為內(nèi)襯。以上內(nèi)襯優(yōu)選不銹鋼板，即內(nèi)襯形成冷卻水源洞室的不銹鋼覆面。
[0015]作為一種壓差適宜且常見于自然地貌的冷卻水源洞室的底部與反應(yīng)堆洞室高度差設(shè)定，所述冷卻水源洞室的底部與反應(yīng)堆洞室的頂部高度差介于50-80m之間。
[0016]為利于本系統(tǒng)的水密性，所述非能動(dòng)反應(yīng)堆洞室注水通道的入口端上還設(shè)置有用于水封的閘門。
[0017]本發(fā)明具有以下有益效果:
1)本方案提供的冷卻水源洞室，由于在山體中挖掘而成，在相等或相近的制造成本下，其容量可達(dá)傳統(tǒng)地面核電站的換料水箱、輔助給水箱及安注箱容積總和的10多倍，便于提供應(yīng)對(duì)核電廠事故所需的足夠冷源，且具有足夠裕度；
2)本方案提供的冷卻水源存儲(chǔ)洞室中，由于其在山體中挖掘而成，其抗震性能及外部災(zāi)害防御能力更強(qiáng)；
3)本方案可集成為能動(dòng)及非能動(dòng)安全系統(tǒng)提供超大容量冷卻水源，可替代傳統(tǒng)地面核電站的換料水箱、輔助給水箱及安注箱等大型儲(chǔ)水安全級(jí)設(shè)備，可節(jié)省廠房空間和建造成本；
4)本方案提供的冷卻水源存儲(chǔ)洞室向反應(yīng)堆洞室間的快速進(jìn)水通道，在核電廠事故情況下可根據(jù)需要向反應(yīng)堆洞室非能動(dòng)迅速注水，淹沒安全殼，由于水層的屏蔽效應(yīng)，可有效防止放射性物質(zhì)大量向環(huán)境釋放。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明所述的一種基于山體深埋式核電站的集成冷卻水源系統(tǒng)一個(gè)具體實(shí)施例安裝示意圖。
[0019]圖中標(biāo)記分別為:1、山體，2、安全廠房洞室，3、安噴栗，4、輔助給水栗，5、反應(yīng)堆洞室，6、反應(yīng)堆壓力容器、7、反應(yīng)堆堆腔，8、蒸汽發(fā)生器，9、第二換熱器，10、安全殼非能動(dòng)冷卻循環(huán)管線，11、二次非能動(dòng)余排循環(huán)管線，12、補(bǔ)水管，13、內(nèi)襯，14、閘門，15、冷卻水源洞室，16、非能動(dòng)堆腔注水管線，17、非能動(dòng)反應(yīng)堆洞室注水通道，18、安全殼，19、噴淋環(huán)，20、輔助給水管線，21、安噴管線，22、非能動(dòng)安全殼噴淋管線，23、反應(yīng)堆洞室非能動(dòng)冷卻循環(huán)管線，24、第一換熱器，25、汽水分尚器，26、安注栗，27、安注管線。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明提供了一種基于山體深埋式核電站的集成冷卻水源系統(tǒng)，用于解決:現(xiàn)有技術(shù)實(shí)際為保證冷卻水源的安全，換料水箱、中壓安注箱、輔助給水箱均設(shè)計(jì)為安全級(jí)設(shè)備，導(dǎo)致設(shè)備本體的材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求較高，同時(shí)對(duì)布置位置從抗震角度也有特殊要求，一系列的制約因素導(dǎo)致設(shè)備儲(chǔ)存的冷卻水量有限的問題。通過本發(fā)明提供的系統(tǒng)可達(dá)到以下技術(shù)效果:經(jīng)濟(jì)性好、對(duì)冷卻水的容量具有足夠裕度、抗震性能及外部災(zāi)害防御能力強(qiáng)、可節(jié)省廠房空間和建造成本、便于