王珑璋 张晨光

(中国核电工程有限公司郑州分公司,河南郑州 450000)

田湾3、4号机组反应堆厂房概括与布置设计

王珑璋 张晨光

(中国核电工程有限公司郑州分公司,河南郑州 450000)

核岛反应堆厂房是核岛的重要组成部分,用于防止主回路管道泄漏和放射性对环境的直接污染以及防止外界对反应堆内部的干扰.本文主要介绍反应堆厂房的位置、组成结构、厂房分级与设备总体布置情况。

反应堆厂房 厂房分级 KKS编码 防火分区 厂房布置

田湾3、4号机组使用的是从俄罗斯引进的VVER-1000/V-428,AES-91型核电技术,其结构原理、系统功能与国内普遍建设的M310堆型相比差异较大。田湾3、4号机组的核岛主要包括反应堆厂房(UJA/UJB)、安全厂房(UKD)、核辅助厂房(UKA)、控制厂房(UCB)、核服务厂房(UKC)、新燃料厂房(UKT)、重要冷却水厂房(UQB)、事故柴油发电机厂房(UBS)、蒸汽间(UJE)等。

1 厂房概述

1.1 反应堆厂房的位置

反应堆厂房位于核岛的下部,与安全厂房、辅助厂房、控制厂房和蒸汽间相连,是核岛的核心部份,也决定了核电厂的位置。

1.2 反应堆厂房的组成

反应堆厂房采用了双层安全壳(主安全壳、二次安全壳),利用安全壳空间负压及空气流动系统(KLD)使两层安全壳之间保持一定的真空度,防止反应堆由里向外的泄露,其内部结构主要包含两部分:

(1)主安全壳以内的空间,统称为UJA厂房,类似于AP1000堆型中的安全壳厂房。主安全壳是圆柱形、干式、整体承压的,设有球形穹顶,由预应力混凝土制成,底板由钢筋混凝土制成。主安全壳内表面由碳钢板衬里以保证其密封性,水平方向设有360°圆周的预应力钢束。

(2)主安全壳与二次安全壳之间的环形区域,统称为UJB厂房,类似于AP1000堆型中的屏蔽厂房。二次安全壳位于反应堆厂房的最外部,由普通钢筋混凝土制成,它为主安全壳提供了一个实体保护。

由于UJA厂房占据了反应堆厂房大部分空间,实现了反应堆厂房绝大部分功能,所以反应堆厂房通常简称为UJA厂房。

1.3 反应堆厂房的功能

UJA厂房带有内部钢衬里的预应力混凝土结构-安全壳,其内包容有装载受控链式裂变核反应堆堆芯的压力容器,其功能是在假想的设计基准事故后包容释放的悬浮放射性物质,在正常运行期间它与作为安全壳延伸部分的某些管道,以及安全壳隔离系统共同构成安全壳屏障,用于阻止主回路管道泄漏所逸出的放射性物质对环境产生污染。UJB厂房是环绕在外的构筑物,在正常运行期间,它与UJA厂房一起为反应堆冷却剂系统和放置在安全壳内的其他放射性系统和设备提供必要的屏蔽,同时它还有保护UJA厂房,使其免受外部事件(龙卷风及龙卷风产生的飞射物)的影响。

1.4 反应堆厂房分级

安全级:反应堆厂房是核安全一级厂房。抗震:反应堆厂房被划分为抗震一类建筑。

1.5 反应堆厂房屏蔽防护

反应堆厂房包括主安全壳以内的空间(UJA)以及主安全壳与二次安全壳之间的环形区域(UJB)全部被列为放射性控制区(在+0.8m处的电缆廊道例外,其被列为非放射性控制区)。

1.6 厂房的防火分区

UJA厂房内部空间被设置为一个防火分区,在安全壳两端的楼梯设有耐火隔断。+16.00m以下,UJB厂房的环形区域被划分为四个防火分区,彼此用2小时的隔断隔开。

2 厂房的布置

UJA厂房的建筑结构主要包含四层,标高分别为+8.00m、+16.00m、+22.50m和+34.10m。

2.1 标高+8.00m层

UJA厂房+8.00m层位于反应堆厂房的底部,本层空间比较开阔,反应堆堆坑以及主冷却剂过滤器和两个楼梯间都位于此层。

主回路水净化过滤器KBE10和KBE50安装在+10.60m标高,其阀门操作房间位于标高+7.60m的过滤室的下方。从反应堆厂房通往核辅助厂房的人员闸门(JMF10AB001)位于+10.70m检修平台,工作人员通过这个闸门进出反应堆厂房。

2.2 标高+16.00m层

标高+16.000米层将安全壳环形区水平分割,以实现各安全系列的实体隔离。主冷却剂循环管道(JEC)和反应堆冷却剂泵的泵壳JEB都设置在本层。燃料冷却水池(FAB10BB701)与反应堆堆内检查井(FAB60BB002、FAB60BB003)分别位于反应堆堆腔的两侧。

燃料水池底部标高为+1 7.4 0 m,燃料转运井底标高为+20.00m,堆内检查井底部标高+12.43m。燃料冷却池表面覆盖一层不锈钢钢敷面,反应堆压力容器(JAA10BB001)被固定在反应器腔体上的支撑梁上,标高+19.10m。

2.3 标高+22.50m层

四台反应堆冷却剂泵JEB10、JEB20、JEB30、JEB40AP001设置在此层,单独安装在隔离的房间内。在稳压器的泄压箱的上方为主蒸汽和主给水管道的贯穿件所在地。反应堆压力容器顶盖存在在标高+29.10m处。

2.4 标高+34.10m层

应急堆芯冷却系统JNG50的安注箱和稳压系统JEF的阀门,换料机、反应堆堆内构件吊运装置和人员及设备闸门都设置在+34.00m的安装大厅。在+34.00m的大厅设有各种台架,台架上悬挂着杆状工具和反应堆检修装置。另外还设置有环吊的控制室,环吊的轨道标高为+47.90m,吊钩的高位标高为+50.00m。四条安全壳喷淋系统的环管JMN设置在标高+61.00m到+67.00m之间。

3 厂房通道

3.1 人员通道

在核电厂的运行期间,反应堆厂房内有部分区域是人员可以进出的,这些区域包括:

标高为+8.00m处的UJA08120与UJA08320房间;标高为+16.00m处的贯穿件区,UJA16120与UJA16240房间;标高为+22.50m处的RCP冷却剂泵电机部分的UJA22121、UJA22140、UJA22520、UJA22540房间;标高+34.10m以上的部分,主要是UJA34120房间。

在核电厂运行期间,反应堆厂房内有部分区域是人员不可以进出的,这些区域包括:楼梯间UJA08 241与UJA08410;电梯间UJA08240;电梯机房UJA38240;吊车控制室UJA42410。

工作人员可以通过标高+10.70m与+34.10m处的人员闸门从辅助厂房进出反应堆厂房,人员闸门的内径为2.5米,允许小尺寸的运输装置进出。工作人员通过布置在45°与200°的楼梯进出反应堆厂房的各楼层,各层之间的运输通过楼梯或者电梯来完成,通过旋转楼梯,人员可以进出设有屏蔽的环吊控制室。

3.2 设备通道

小型设备和部件可以通过标高+10.70m(JMF10AB001)与+34.00m(JMF34AB001)的人员闸门进入反应堆厂房,体积大的设备和部件需通过标高+34.00m处的设备闸门(JME34AB001)进入反应堆厂房。设备闸门(JME34AB001)内径为7m,长度为7.5m。

反应堆厂房外部设有龙门吊,它和环吊具有相同的起吊能力,大型设备可通过龙门吊起吊到与反应堆厂房的+34.00m操作平台上。反应堆厂房的专用吊装孔尺寸为3m×3m,位于30°方向。反应堆厂房内的每两台蒸汽发生器共用反应堆厂房一册的一个永久性安装洞,在更换蒸汽发生器时不破坏土建结构。

在反应堆运行期间需要运输的最大设备是乏燃料运输容器,它的重量约为130吨,可以垂直通过设备闸门来运输。

[1]田湾1、2号机组初步设计文件.

[2]田湾3、4号机组初步设计文件(英文版)Part 3_3-1 Volume 1 Explanatory note Book 4(UJA).

[3]WWER-1000基础教程.