[发明专利]阶地平埋型地下核电站

说明书

技术领域

本发明涉及核电技术，具体地指一种阶地平埋型地下核电站。

背景技术

目前大型商业核电站均布置在地面，单堆功率一般在600MW以上，建筑物主要包括两部分：核岛(包括反应堆装置和一回路系统)和常规岛(包括汽轮发电机系统、冷却塔、其它辅助设备等)。前苏联切尔诺贝利核事故、美国三哩岛核事故、以及日本福岛核事故表明，在极端事故情况下现有地面核电站不足以有效防控核泄露、确保核安全。为此，国内外一些学者提出将大型核电站中的涉核建筑物建设于地下岩体洞室中，利用岩体的天然屏蔽作用，防止极端事故情况下核污染的大规模扩散，提高核电站的安保等级。但开挖地下洞室，一般选择在山区或丘陵等地形环境，建设环境较地面核电站区别较大；且地面核电站核岛与常规岛为紧靠布置，建筑物数量多、尺寸大，现有地下空间技术难以满足单个人工地下洞室容纳核岛所有建筑物，地面核电站的总体布置不能满足建设地下核电站的需要。因此，有必要根据外部建设环境的变化，研究地下核电站的总体布置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，而提供一种适用于山体边坡外侧和边坡上部均有较大平台、或者边坡外侧和边坡上部人工开挖均容易形成较大平台的地形环境的阶地平埋型地下核电站。

为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明所设计的一种阶地平埋型地下核电站，包括核岛和常规岛，其特殊之处在于，所述核岛涉核建筑物置于山体核岛洞室群内，所述常规岛置于第一常规岛区域和第二常规岛区域上，所述第一常规岛区域位于山体边坡上部的阶地平台，所述第二常规岛区域位于边坡外侧的地面平台上，所述核岛洞室群相对第二常规岛平埋于山体内。

在上述技术方案中，所述第一常规岛区域上包括但不限于泵房；所述第二常规岛区域上包括但不限于汽轮机厂房、常规岛其他厂房和冷却塔。常规岛厂房分两区布置，布置方案灵活，工程投资节省。

在上述技术方案中，所述核岛洞室群包括用于放置反应堆厂房的反应堆厂房洞室、用于放置核岛电气控制厂房的电气厂房洞室和用于放置核辅助厂房、核燃料厂房和安全厂房的组合厂房洞室，所述组合厂房洞室布置在反应堆厂房洞室的上方，所述电气厂房洞室布置在反应堆厂房洞室的右侧。核岛反应堆厂房及带放射性的辅助厂房置于地下洞室群中，利用岩体的天然屏蔽作用，防止极端事故情况下核污染的大规模扩散，提高核电站的安保等级。

在上述技术方案中，所述核岛洞室群还包括用于反应堆厂房泄压的泄压洞室，可提高反应堆厂房的安全性。

在上述技术方案中，所述反应堆厂房洞室为圆筒形洞室，所述电气厂房洞室和组合厂房洞室为城门洞形洞室，便于洞室内厂房的布置，同时保证洞室稳定安全。

在上述技术方案中，所述反应堆厂房洞室周边的岩体内设置有核素迁移防护系统，所述核素迁移防护系统包括反应堆厂房洞室内衬砌结构层、洞周经固结灌浆的岩体层、防渗帷幕层和内层排水孔幕层，所述内衬砌结构层、洞周经固结灌浆的岩体层、防渗帷幕层和内层排水孔幕层从内向外依次布置；所述核岛洞室群周边岩体内设置有外围排水孔幕层。核素迁移防护系统，可有效防止含放射性核素的冷却水通过岩体地下水迁移至外界生物圈。

在上述技术方案中，所述反应堆厂房与汽轮机厂房通过蒸汽管道连通，所述蒸汽管道位于水平的蒸汽管道隧洞内。蒸汽管道通过蒸汽管道隧洞从反应堆厂房水平连接至地面汽轮机厂房，蒸汽管道隧洞为水平的隧洞，使蒸汽水平运输、能耗最小。

在上述技术方案中，非能动水池设置于边坡上部的阶地平台上，所述非能动水池通过垂直管道与反应堆厂房洞室内的反应堆厂房连通。将非能动水池设置于山体边坡外侧地面平台，利用空间高程差，实现非能动供水，以便核事故工况下冷却水自流进入反应堆厂房。

在上述技术方案中，所述反应堆厂房洞室、组合厂房洞室、电气厂房洞室之间通过运输交通隧洞连通。交通运输隧洞实现各洞室间的交通、运输、消防。

在上述技术方案中，所述组合厂房洞室中核燃料厂房与反应堆厂房洞室的燃料输送口位置对应，有两个安全厂房分别位于核燃料厂房两侧。在核燃料厂房两侧各设一个安全厂房，安全性更高，核燃料厂房与反应堆厂房洞室的燃料输送口位置对应方便运输核燃料。

本发明的实质是将核电站中涉核建筑物布置于不同的地下洞室内，常规岛厂房主要布置于边坡外侧的地面平台，蒸汽管道通过隧洞从反应堆厂房水平连接至地面汽轮机厂房，边坡上部的阶地平台主要布置核岛非能动冷却水池，从而形成阶地平埋型地下核电站。其有益效果主要体现在：