[发明专利]具有非能动导热功能的钢-砼组合结构及核安全壳

说明书

本发明涉及一种具有非能动导热功能的钢‑砼组合结构及核安全壳，由内钢壳所在的弧面、外钢壳所在的弧面、上端面、下端面、前端面和后端面构成的六面体，钢‑砼组合结构的组成包括填充砼、内钢壳、外钢壳、填充水柱、球形安全塞，填充砼中布置有填充水柱，填充水柱一端与内钢壳连接、另一端穿出外钢壳，球形安全塞设置在填充水柱穿出外钢壳的端部内，所述钢‑砼组合结构上端面和下端面分别设置有凸起和凹槽，前端面和后端面分别设置有凸起和凹槽，凸起和凹槽壁均设置有通孔。本发明进一步提高核电站在事故工况下的安全储备、通过组合模块的设计实现核电站屏蔽厂房的模块化施工、大大地缩短了屏蔽厂房的施工周期、降低核电站的建设成本。

技术领域

本发明涉及一种钢-砼组合结构，特别是一种具有非能动导热功能的钢-砼组合结构以及核安全壳。

背景技术

能源是人类生存和发展的基础，核能作为一种干净的新兴能源，它可以有效地减小传统化石能源供应部门的压力，并有利于减轻传统化石能源对环境的污染。在我国“积极发展核电”的战略方针的支持下，核电产业在我国进入了一个新的快速发展阶段，而核电站的巨大的建设成本是制约其进一步发展的关键因素。

对于核电站来说，其前期建设成本主要来自两个方面，一方面是为了提高核电站安全性所增加的各方面设计；另一方面是核电站建设相比一般建筑结构需要很长的施工工期。因此，造价低廉的安全设施储备设计和模块化的施工技术可以显著降低核电站的设计和建设成本，从而提高核电的竞争力。

填充水柱余热导出功能技术中填充水柱的作用是在安全壳发生事故时，内部温度升高，产生大量热量，通过内钢壳良好的导热性填充水柱可以很好地吸收安全壳中的热量，当温度达到安全塞临界点时，安全塞会自动打开，同时将填充水柱中已经吸收了热量的填充水排出从而达到余热导出的功能。体外预应力技术无论是在设计理论还是材料设备、施工工艺上都已经比较成熟，其应用范围包括混凝土结构、钢结构、木结构、砖石结构等各类结构。将体外预应力技术应用于核安全壳结构，组成阻拦索功能，可以抵御大飞机撞击等外部事故，保护安全壳主体结构。相对于在构件截面内布置钢筋的一般预应力结构而言，体外预应力结构具有预应力损失小，施工操作简化，便于检查受力筋腐蚀状况，便于调整张拉力和更换受力筋等优点。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是提供一种可以进一步提高核电站在事故工况下的安全储备、通过组合模块的设计实现核电站屏蔽厂房的模块化施工、大大地缩短了屏蔽厂房的施工周期、降低核电站的建设成本的具有非能动导热功能的钢-砼组合结构及核安全壳。

为解决上述技术问题，本发明一种具有非能动导热功能的钢-砼组合结构，钢-砼组合结构的形状为由内钢壳所在的弧面、外钢壳所在的弧面、上端面、下端面、前端面和后端面构成的六面体，钢-砼组合结构的组成包括填充砼、内钢壳、外钢壳、填充水柱、球形安全塞，填充砼中布置有填充水柱，填充水柱一端与内钢壳连接、另一端穿出外钢壳，球形安全塞设置在填充水柱穿出外钢壳的端部内，钢-砼组合结构上端面和下端面分别设置有凸起和凹槽，前端面和后端面分别设置有凸起和凹槽，凸起和凹槽壁均设置有通孔。

本发明还包括一种由上述具有非能动导热功能的钢-砼组合结构组成的核安全壳，核安全壳由钢-砼组合结构组装而成、包括圆柱形壳体和圆弧形穹顶，每个钢-砼组合结构的上端面凸起和连接的另一钢-砼组合结构的下端面凹槽相适应且连接的两端面形状相适应，每个钢-砼组合结构的前端面凸起和连接的另一钢-砼组合结构的后端面凹槽相适应且连接的两端面形状相适应；螺栓穿过相连的凸起和凹槽壁上设置的通孔，将两个钢-砼组合结构连接在一起，连接缝隙焊有接密封焊接钢板，组成核安全壳的钢-砼组合结构包括两种类型，一种类型为截面为梯形或扇形环状、用于组成安全壳圆弧形穹顶，一种类型为截面为方形、用于组装圆柱形壳体。

作为本发明一种由上述具有非能动导热功能的钢-砼组合结构组成的核安全壳的一种改进，梯形截面为等腰梯形。