[发明专利]一种核电厂钢筋混凝土安全壳防爆泄压装置

说明书

本发明涉及一种核电厂钢筋混凝土安全壳防爆泄压装置。本装置包括如下组成部分：固定封堵在安全壳顶部的泄压口处的活塞以及封盖在活塞外侧的保护罩，保护罩与安全壳牢固的连接在一起；本装置还包括用于吸收存储当活塞破裂或受压弹出时由所述泄压口喷出的放射性气体的安全气囊；所述安全气囊包覆在所述泄压口的周侧，或者所述安全气囊设置在所述保护罩上。本发明解决了核电厂钢筋混凝土安全壳在发生内部爆炸或是高内压时的压力释放难题，避免安全壳发生整体破坏而可能造成的严重的核泄漏，为核电厂的安全运行提供了可靠的、易拆卸、可更换的泄压装置，可广泛地应用于传统的压水堆核电厂的设计中，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明本属于核电工程技术领域，具体涉及一种核电厂钢筋混凝土安全壳防爆泄压装置。

背景技术

核能作为稳定、清洁的能源，近几十年得到了飞速的发展。我国《核电中长期发展规划(2011-2020年)》及《能源发展战略行动计划(2014-2020)》提出，到2020年，核电装机容量达到5800万千瓦。当前我国在建核电机组规模居世界首位，约占世界在建规模的40％以上，是世界上核电发展最快的国家。但是，核电厂的安全运行仍然是核电发展中重点关注的内容，2011年福岛核事故表明，加强核电厂的纵深防御，尤其是极端外部事件的设防要求，通过多层防御，预防和缓解极端外部事件导致的严重事故对保障核电厂的安全至关重要。

核电厂中的安全壳是压水堆最外围的建筑，安全壳是由钢筋混凝土或是预应力钢筋混凝土建造，用来控制和限制放射性物质从反应堆扩散出去，保护公众免遭放射性物质的伤害，同时抵御外来物的袭击，具有承受内压并不出现裂缝，被誉为核电厂的最后一道防线。安全壳多数都设计成由椭球形或半球形弯顶、圆柱形筒壁和底板组成的形状。2011福岛核事故是由内部爆炸引起的核电厂房破坏，造成核物质泄漏。虽然，目前在建的核电厂的安全性很高，能承受一般的外来物和地震的侵袭。但是，核电厂安全壳内部一旦发生氢气爆炸，安全壳承受爆炸和内部压力突然升高，内部压力无法及时释放导致安全壳开裂破坏，造成放射性物质的泄露，其后果不堪设想。

发明内容

为了克服和避免现有核电厂安全壳发生内部爆炸高压力无法释放的不足，本发明提出一种核电厂钢筋混凝土安全壳防爆泄压装置，本装置能够有效地防止氢气在安全壳内部累积，阻止了氢气浓度过高引起爆燃或爆炸而威胁安全壳的安全事故发生。本发明中的防爆泄压装置原理简单、制作方便、密封性好、安全可靠，有效地提升了核电厂安全壳的抗爆性能，减少放射性物质的泄露。

为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：

一种核电厂钢筋混凝土安全壳防爆泄压装置，本装置包括如下组成部分：

活塞，所述活塞固定封堵在安全壳顶部的泄压口处，且所述活塞为橡胶材质；

保护罩，所述保护罩封盖在所述活塞的外侧，且所述保护罩与所述安全壳牢固的连接在一起；

安全气囊，所述安全气囊用于吸收存储当活塞破裂或受压弹出时由所述泄压口喷出的放射性气体；所述安全气囊包覆在所述泄压口的周侧，或者所述安全气囊设置在所述保护罩上；当所述安全气囊设置在所述保护罩上时，所述保护罩与所述安全壳之间围成封闭的空间，且连接所述保护罩与所述安全气囊之间的通道上设置有切断阀门。

优选的，所述活塞由直径较大的封盖段和直径较小的封堵段构成，所述封堵段插设在所述泄压口处；所述活塞通过锁销结构锁定在所述泄压口处。

优选的，所述锁销结构包括均布在封堵段的周侧的多个插孔，所述插孔的孔轴线沿封堵段的径向延伸设置；所述泄压口处的管身上设置有与所述插孔相适配的通孔；所述锁销结构还包括销轴，所述销轴依次穿过通孔和插孔而将所述活塞紧紧地固定在所述泄压口处；所述销轴的许用剪切应力值小于安全壳的破坏应力值，且销轴的许用剪切应力值大于1.15倍设计内压作用下活塞侧向承受的剪力值。