[发明专利]一种反应堆厂房布置方法、以及反应堆厂房

说明书

本发明公开一种反应堆厂房布置的方法，包括如下步骤：将反应堆厂房中的地坑、一次屏蔽墙、以及反应堆冷却剂系统中的压力容器，布置在安全壳内的0m标高以下空间内；将反应堆厂房中的内置换热水箱、安全注入箱、堆芯补水箱、以及安全壳连续通风系统机组布置在安全壳内的0m标高以上空间内。本发明还公开一种反应堆厂房。本发明可优化安全壳的内部结构，实现安全壳内高位水箱的布置设计，使非能动安全系统能够单独实现安全功能，大大提高反应堆厂房的安全性和经济性。

技术领域

本发明属于核工程领域，具体涉及一种反应堆厂房布置方法、以及反应堆厂房。

背景技术

非能动安全系统的特点就是依靠压力、温度、流量等固有特性实现安全功能，从理论上讲，采用“能动+非能动”安全系统设计，可以减少能动安全级设备的使用量。

华龙一号堆型采用了“能动+非能动”安全系统设计理念，其反应堆冷却剂系统(RCS)采用三环路设计，主要设备包括压力容器(RPV)*1、蒸发器(SG)*3、主冷却剂泵(RCP)*3、稳压器(PRZ)*1、卸压箱*1、以及热段/冷段/过渡段*3。

如图7所示，以SG/RCP底部竖向支撑生根标高作为00标高(即±0.0m层)，华龙一号的安全壳内结构主要分为七个布置层，±0.0m层下方设有-6.7m层和-3.3m层，±0.0m层上方设有+3.6m层、+7.5m层、+13.5m层、以及+16.5m层，其中，±0.0m层主要布置有RCS区、辅助设备区、壳内环形区、以及堆腔注水箱等物项；-6.7m层主要布置有处于三环路中的蒸汽发生器和主冷却剂泵、以及壳内环形区的下方的内置换料水箱(IRWST)、处于安全水箱、堆芯补水箱、安全注入水箱、辅助区、贯穿区、以及堆内构件存放池的下方的ACC*3和安全壳连续通风系统(CCV)机组*3、RPV、以及一次生物屏蔽墙等物项；-3.3m层主要布置从-6.7m层向上延伸的安全注入箱(ACC)*3和CCV机组*3、RPV、以及一次生物屏蔽墙等物项；±0.0m层以上各层的主体结构基本相同，+3.5m、+7.5m层、以及+13.5m均主要布置从±0.0m层向上延伸的RCS区、辅助设备区、壳内环形区、堆腔注水箱、以及堆内构件存放池等物项；+16.5m层为操作平台，主要布置有从±0.0m层的RCS区向上延伸过来的三环路中的蒸汽发生器，以及安全水箱等物项。

华龙一号的非能动安全系统主要包括三项，分别为堆腔注水系统(CIS)的堆腔注水箱、二次侧非能动余热排出系统(PRS)以及非能动安全壳热量导出系统(PCS)，其中，PRS/PCS配合可以作为一套独立且完整的非能动安全系统来应对设计基准事故(DBA)工况；PCS可以在超设计基准事故(DEC)工况下作为一套独立且完整的非能动安全系统导出安全壳内大气环境的热量；而CIS中只有堆腔注水箱为非能动设置，其无法作为一套独立且完整的非能动安全系统实现RPV内堆芯熔融物的滞留。在DEC工况下，若不启动安全壳喷淋系统(CSP)、安全注入系统(RSI)等能动安全系统而仅依靠PCS/CIS来实现安全功能，就必须得依靠CIS中的电动泵的支持，才可以实现将热量由堆芯转移至安全壳外的大气环境中的安全功能。也就是说，华龙一号的“能动+非能动”安全系统设计至少存在以下不足：

(1)受限于布置，安全壳内大概一般的面积和空间需要用于布置RCS及堆内构件存放池，剩余的面积和空间还需要满足其他设备、管线、电缆、以及通行和土建结构的布置，导致安全壳内可用于布置水箱的空间极度缺乏。在DEC工况下，如RCS破口，需要将-6.7层至0.0m层的全部区域、+3.6m层以上的部分区域淹没，所需的水量非常大(约1.3万m³)，而CIS中的堆腔注水箱的容量有限，可用于DEC淹没的水量只有1500m³左右，远远不够实现非能动地将RCS破口完全淹没在水中进而依靠蒸发、冷却等自然循环方式导出堆芯热量的需求，非能动安全系统CIS/PCS/PRS无法仅仅依靠非能动的方式实现热量由堆芯转移至安全壳外的大气环境中，即华龙一号的非能动系统无法单独实现DEC工况下的安全功能，离开能动安全系统，非能动系统基本上就是个摆设，无法真正实现依靠非能动安全系统减少能动安全级设备的使用量的目的。