一种多模组高温气冷堆核岛厂房布置结构的制作方法

1.本发明涉及核岛设计技术领域，特别涉及一种多模组高温气冷堆核岛厂房布置结构。


背景技术：

2.石化产业是仅次于钢铁产业的第二大耗能产业，在“碳达峰”、“碳中和”背景下，石油和化学工业作为煤炭消耗和co2排放大户，后续的发展正面临异常严峻的挑战。高温气冷堆模组的高温气冷堆核蒸汽供应系统可以提供高品质工艺热和多种参数的工业蒸汽，在绿色低碳热能供应方面具有独特优势，其蒸汽量、温度、压力与大型石化园区配置的燃煤锅炉参数基本一致，可通过多个基础模组灵活组合，广泛应用于石油化工、钢铁冶金等行业替代化石能源，在需要的情况下也可实行热电联供，可以很好的对接两碳背景下大型石化园区对清洁高效热源的需求。
3.在核能利用技术中，往往依靠增大单机容量或集中布置多个核蒸汽供应系统的组合来匹配市场需求、实现规模效应以及降低建造运行成本。然而在同类型技术中，单机容量的增加固然可以提高一定的经济性，但是核安全保障能力却可能遭到削弱。集中布置多个核蒸汽供应系统的组合，可以兼顾经济性与安全性；但是，对于不同的负荷容量、厂址条件或建设规模，需要逐一开展针对性的工作，多个核蒸汽供应系统组合的灵活性、可扩展性将受到削弱；同时，虽然共用设施集约共享程度高，但是在其他组合形式下，需要开展针对性、创造性劳动才可保持相同的共用设施集约共享程度。另外，每个核蒸汽供应系统在运行、维修或事故工况下难以保持独立，难以避免与集中布置的其他多个核蒸汽供应系统的相互影响，虽然可以广泛应用于电力生产，但是无法完全满足大型石化园区对高温高压工业蒸汽长期、连续、稳定供应的需求。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种多模组高温气冷堆核岛厂房布置结构，将多个高温气冷堆模组依次并列布置在乏燃料厂房和共用厂房的一侧，而且多个高温气冷堆模组共享乏燃料厂房和共用厂房的相应功能，如此一来，可实现多模组的灵活组合、具备可扩展性、共用设施集约共享。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种多模组高温气冷堆核岛厂房布置结构，包括：乏燃料厂房、共用厂房和多个高温气冷堆模组；
7.多个所述高温气冷堆模组共享所述乏燃料厂房的乏燃料贮存功能和所述共用厂房的新燃料供应功能，且多个所述高温气冷堆模组依次并列布置在所述乏燃料厂房和所述共用厂房的一侧。
8.优选地，所述乏燃料厂房、所述共用厂房和多个所述高温气冷堆模组均设置于同一底板。
9.优选地，多个所述高温气冷堆模组可独立运维、轮流停堆检修，且每个所述高温气冷堆模组包括反应堆厂房，及为所述反应堆厂房配套的核辅助厂房、电气厂房和主控制室；
10.所述反应堆厂房内布置有两个独立的、相同的高温气冷堆核蒸汽供应系统模块。
11.优选地，所述反应堆厂房的外墙由加厚钢筋砼剪力墙或钢板砼剪力墙构成。
12.优选地，所述反应堆厂房内布置有两个一回路舱室，每个所述一回路舱室含有一个所述高温气冷堆核蒸汽供应系统模块；
13.每个所述一回路舱室包括反应堆压力容器舱室和蒸汽发生器舱室。
14.优选地，两个所述一回路舱室沿反应堆厂房中心线对称布置。
15.优选地，所述一回路舱室为通风式低耐压型安全壳。
16.优选地，蒸汽发生器沿一回路舱室中心线布置于所述蒸汽发生器舱室；反应堆压力容器沿一回路舱室中心线布置于所述反应堆压力容器舱室。
17.优选地，所述核辅助厂房在所述蒸汽发生器舱室一侧与所述反应堆厂房相邻，所述电气厂房在所述反应堆压力容器舱室一侧与所述反应堆厂房相邻，所述电气厂房相邻所述反应堆厂房布置有独立的主控制室，以使得所述核辅助厂房、所述反应堆厂房和所述电气厂房构成矩形模组。
18.优选地，所述蒸汽发生器舱室的主蒸汽出线沿一回路舱室中心线引出，并经所述核辅助厂房出核岛。
19.从上述的技术方案可以看出，本发明提供的多模组高温气冷堆核岛厂房布置结构，将多个高温气冷堆模组依次并列布置在乏燃料厂房和共用厂房的一侧，而且多个高温气冷堆模组共享乏燃料厂房和共用厂房的相应功能，如此一来，可实现多模组的灵活组合、具备可扩展性、共用设施集约共享。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明实施例提供的多模组高温气冷堆核岛厂房布置结构示意图。
22.其中，a-反应堆厂房；b-核辅助厂房；c-电气厂房；d-乏燃料厂房；e-共用厂房；1-一回路舱室；2-蒸汽发生器舱室；3-反应堆压力容器舱室；4-主控制室；5-主蒸汽出线；6-乏燃料贮存间；7-反应堆厂房中心线；8-一回路舱室中心线。
具体实施方式
23.针对背景技术中存在的缺陷，结合石化园区蒸汽需求量大、热负荷长期连续稳定、故障备用等不同于核能发电的特殊要求，本发明提供一种多模组高温气冷堆核岛厂房布置结构，可以在保证每个高温气冷堆核蒸汽供应系统模块具备独立的、相同的固有安全特性的前提下，多个高温气冷堆模组可独立运维、轮流停堆检修，适用于各类石化园区对高温高压工业蒸汽长期连续稳定供应的需求，通过多模组的灵活组合，可以在不进行大的调整的基础上，适应不同的负荷容量、厂址条件和建设规模。
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.本发明实施例提供的多模组高温气冷堆核岛厂房布置结构，如图1所示，包括：乏燃料厂房d、共用厂房e和多个高温气冷堆模组；
26.多个高温气冷堆模组共享乏燃料厂房d的乏燃料贮存功能和共用厂房e的新燃料供应功能，且多个高温气冷堆模组依次并列布置在乏燃料厂房d和共用厂房e的一侧。
27.需要说明的是，共用厂房e内设有新燃料接收、贮存以及装料设施；乏燃料厂房d内设有乏燃料贮存间6和接收、暂存以及转运设施，通过球管(及相应管廊)与每个模组中反应堆的装卸料设施相连。也就是说，多个高温气冷堆模组共用新燃料接收、贮存以及装料设施，和乏燃料接收、暂存以及转运设施和乏燃料贮存间6；此外，多个高温气冷堆模组沿径向列式依次布置在乏燃料厂房d和共用厂房e的同一侧，各模组实体隔离、相互独立，如此一来，本方案可实现多模组的灵活组合、具备可扩展性、共用设施集约共享；当然，通过多模组的灵活组合，可以在不进行大的调整的基础上，适应不同的负荷容量、厂址条件和建设规模。
28.从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的多模组高温气冷堆核岛厂房布置结构，将多个高温气冷堆模组依次并列布置在乏燃料厂房和共用厂房的一侧，而且多个高温气冷堆模组共享乏燃料厂房和共用厂房的相应功能，如此一来，可实现多模组的灵活组合、具备可扩展性、共用设施集约共享。
29.进一步地，为了便于在乏燃料厂房d和共用厂房e的同一侧灵活组合多个高温气冷堆模组；相应地，乏燃料厂房d、共用厂房e和多个高温气冷堆模组均设置于同一底板。
30.具体地，多个高温气冷堆模组可独立运维、轮流停堆检修，且每个高温气冷堆模组包括反应堆厂房a，及为反应堆厂房a配套的核辅助厂房b、电气厂房c和主控制室4；
31.反应堆厂房a内布置有两个独立的、相同的高温气冷堆核蒸汽供应系统模块。本方案每个高温气冷堆模组如此设计，以便于在保证每个高温气冷堆核蒸汽供应系统模块具备独立的、相同的固有安全特性的前提下，以使得多个高温气冷堆模组可独立运维、轮流停堆检修，从而适用于各类石化园区对高温高压工业蒸汽长期、连续、稳定供应的需求。
32.在本方案中，反应堆厂房a要求具有防御内外部事件的能力；相应地，反应堆厂房a的外墙由加厚钢筋砼剪力墙或钢板砼剪力墙构成，以便于能够抵御极端地震、龙卷风、商用大飞机撞击等外部事件的破坏。另外，反应堆厂房a内部每个核蒸汽供应系统模块由独立的通风式低耐压型安全壳(即一回路舱室1)包围，可承受事故内压并实现对放射性物质的包容。
33.进一步地，如图1所示，反应堆厂房a内布置有两个一回路舱室1，每个一回路舱室1含有一个高温气冷堆核蒸汽供应系统模块；
34.每个一回路舱室1包括蒸汽发生器舱室2和反应堆压力容器舱室3。蒸汽发生器沿一回路舱室中心线8布置于蒸汽发生器舱室2；反应堆压力容器沿一回路舱室中心线8布置于反应堆压力容器舱室3。本方案如此设计，有助于维持每个高温气冷堆核蒸汽供应系统模块中关键设施的运行环境，有助于确保高温气冷堆核蒸汽供应系统模块的安全特性。此外，
每个高温气冷堆核蒸汽供应系统模块的反应堆压力容器和蒸汽发生器分别设置于上述对应的舱室。
35.再进一步地，如图1所示，两个一回路舱室1沿反应堆厂房中心线7对称布置。本方案如此设计，以便于实现两个一回路舱室1的中间及周边区域的合理利用，即使得与两个高温气冷堆核蒸汽供应系统模块直接相连、密切相关的辅助与服务设施集中布置于两个一回路舱室1的中间及周边区域，从而有助于实现紧凑型集约化布置。
36.具体地，一回路舱室1为通风式低耐压型安全壳。也就是说，反应堆厂房a内部每个高温气冷堆核蒸汽供应系统模块均由独立的通风式低耐压型安全壳包围，可承受事故内压并实现对放射性物质的包容，确保在任何事故条件下都不会出现大规模放射性释放，从而保证了高温气冷堆模组的安全特性。
37.进一步地，为了实现高能管线合理、可行、尽量短以及电气出线便捷，如图1所示，核辅助厂房b在蒸汽发生器舱室2一侧与反应堆厂房a相邻，电气厂房c在反应堆压力容器舱室3一侧与反应堆厂房a相邻，电气厂房c相邻反应堆厂房a布置有独立的主控制室4，并使得核辅助厂房b、反应堆厂房a和电气厂房c构成矩形模组，以便于多个模组的拼接与灵活组合，有助于降低施工难度，加快工程进度。
38.再进一步地，如图1所示，蒸汽发生器舱室2的主蒸汽出线5沿一回路舱室中心线8引出，并经核辅助厂房b出核岛。本方案如此设计，以使得主蒸汽出线5简短、便捷，便于高能管线与核蒸汽供应系统及下游热能利用装置的对接，减少能量损失。
39.下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍：
40.本发明提供的一种多模组高温气冷堆核岛厂房布置结构，其技术方案进一步介绍如下：
41.1、核岛厂房包括多个反应堆厂房a、多个核辅助厂房b、多个电气厂房c、一个乏燃料厂房d和一个共用厂房e；其中，一个反应堆厂房a、一个核辅助厂房b、一个电气厂房c构成一个矩形模组；为实现多模组的灵活组合、具备可扩展性、共用设施集约共享，多个模组沿径向列式依次布置在乏燃料厂房d和共用厂房e的一侧，各模组实体隔离、相互独立；
42.2、每个模组的反应堆厂房a内沿其中心线7对称布置两个一回路舱室1，实现舱室中间及周边区域的合理利用，对与两套核蒸汽供应系统模块直接相连、密切相关的辅助与服务设施实现紧凑型集约化布置；每个一回路舱室1含有一套独立的高温气冷堆核蒸汽供应系统模块；蒸汽发生器和反应堆压力容器沿轴向分别布置在一回路舱室的蒸汽发生器舱室2和反应堆压力容器舱室3；一个模组含有两个独立的、相同的高温气冷堆核蒸汽供应系统模块；
43.3、每个模组的核辅助厂房b在蒸汽发生器舱室2一侧与反应堆厂房a相连，主蒸汽出线5沿一回路舱室中心线8引出，经核辅助厂房b出核岛，出线路径简短、便捷，便于高能管线与核蒸汽供应系统及下游热能利用装置的对接，减少能量损失。每个模组的电气厂房c在反应堆压力容器舱室3一侧与反应堆厂房a相连，每个电气厂房c紧邻反应堆厂房a设置有独立的主控制室4；共用厂房e内设有新燃料接收、贮存以及装料设施，乏燃料厂房d内设有乏燃料贮存间6和接收、暂存以及转运设施，通过球管(及相应管廊)与每个模组中反应堆的装卸料设施相连，多个模组共用新燃料接收、贮存以及装料设施，乏燃料接收、暂存以及转运设施和乏燃料贮存间6；
44.4、每个模组中，关键系统及设备的配置与布置包括核蒸汽供应系统、一回路系统和与其相连的系统、专设安全设施、主控制室、核测量系统、反应堆保护系统等均分别独立设置且内部配置相同；
45.5、多个反应堆厂房a、多个核辅助厂房b、多个电气厂房c、一个乏燃料厂房d和一个共用厂房e均设置在一个底板上；每个模组的反应堆厂房a、核辅助厂房b、电气厂房c的厂房结构、层位分布、人流物流通道设置等均相同；每个模组的反应堆厂房在顶层均设有检修大厅，配备独立的桥式吊车；
46.6、反应堆厂房a具有防御内外部事件的能力；每个模组的反应堆厂房外墙均由加厚钢筋砼剪力墙或者钢板砼剪力墙构成，能够抵御极端地震、龙卷风、商用大飞机撞击等外部事件作用；反应堆厂房a内部每个核蒸汽供应系统模块由独立的通风式低耐压型安全壳(即一回路舱室1)包围，可承受事故内压并实现对放射性物质的包容。
47.本发明的有益效果在于：
48.1、本发明的模组以包含两个高温气冷堆核蒸汽供应系统模块的反应堆厂房为核心，为其配套单独的核辅助厂房、电气厂房和主控制室，构成一个独立的矩形模组，多个模组沿径向列式依次布置在乏燃料厂房、共用厂房的一侧，通过多模组的灵活组合，可以在不进行大的调整的基础上，适应不同的负荷容量、厂址条件和建设规模；
49.2、采用本发明的布置结构，可以在保证每个高温气冷堆核蒸汽供应系统模块具备独立的、相同的固有安全特性的前提下，多个模组可独立运维、轮流停堆检修，适用于各类石化园区对高温高压工业蒸汽长期、连续、稳定供应的需求；
50.3、每个模组中，反应堆厂房外墙均由加厚钢筋砼剪力墙或者钢板砼剪力墙构成，能够抵御极端地震、龙卷风、商用大飞机撞击等外部事件作用；反应堆厂房内部每个核蒸汽供应系统模块由独立的通风式低耐压型安全壳(即一回路舱室)包围，可承受事故内压并实现对放射性物质的包容，确保在任何事故条件下都不会出现大规模放射性释放。
51.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
52.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。