[发明专利]山地全埋型地下核电站

说明书

技术领域

本发明涉及核电技术，具体地指一种山地全埋型地下核电站。

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陡峻、边坡外侧和上部没有较大地面平台的地形环境的山地全埋型地下核电站。

为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明所设计的一种山地全埋型地下核电站，包括核岛和常规岛，所述核岛涉核建筑物置于山体核岛洞室群内，所述常规岛置于山体常规岛洞室群内，其特殊之处在于，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；所述常规岛洞室群包括放置汽轮机厂房的汽轮机厂房洞室和放置运行服务厂房的运行服务厂房洞室。

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，所述反应堆厂房洞室上方山体内设置有安装场洞室，有非能动水池设置于所述安装场洞室内。在安装场洞室布置非能动水池，通过管道连接非能动水池和反应堆厂房，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。安装场洞室布置在反应堆厂房洞室上方，亦可作为施工期反应堆厂房内部设备安装、卸货场地。

在上述技术方案中，所述电气厂房洞室内包括核岛电气控制厂房和主蒸汽阀室，布置于反应堆厂房洞室主蒸汽管道一侧，可较好的进行反应堆厂房内系统设备以及主蒸汽管道的控制与管理。

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核岛厂房、常规岛厂房均布置于不同的地下洞室内，蒸汽管道通过隧洞从反应堆厂房水平连接至汽轮机厂房，反应堆厂房上方山体中布置安装场及非能动冷却水池，地下核电站“三回路”的散热采用渠道或大面积水面散热的型式，从而形成山地全埋型地下核电站。其有益效果主要体现在：

(1)为在山坡较陡，山坡外侧及顶部均无平台的山地条件下建设大型地下核电站提供了一种可行性方案，工程具有经济可行性；

(2)主要工艺系统较地面核电站无需重大调整，降低了地下核电站技术研发难度；