[发明专利]一种多重迷宫式燃料转运通道屏蔽结构

说明书

本发明属于核电站核岛厂房辐射屏蔽设计技术领域，具体涉及一种多重迷宫式燃料转运通道屏蔽结构，用于对贯穿在安全壳和燃料厂房外墙之间的间隙中的燃料转运管进行辐射屏蔽，防止通过燃料转运管进行转运的乏燃料组件所产生的射线从间隙中发生外泄，包括设置在安全壳和燃料厂房外墙上并环绕在燃料转运管外围若干屏蔽体，屏蔽体相互嵌套构成迷宫结构的抗震伸缩缝。该发明具有安全性高、成本低、维护少、抗震性佳的特点。

技术领域

本发明属于核电站核岛厂房辐射屏蔽设计技术领域，具体涉及一种多重迷宫式燃料转运通道屏蔽结构。

背景技术

由于三代核电站提升了极限安全地震(不低于0.3g)，不同厂房的燃料转运通道屏蔽体之间需要留有一定距离的抗震伸缩缝，这是辐射防护和屏蔽设计的关注重点。

燃料转运通道是连接反应堆换料水池与燃料厂房乏燃料贮存水池的通道，主要由燃料转运管和燃料转通道屏蔽主体构成，燃料转运管两端分别与反应堆换料水池连接和乏燃料贮存水池连通。主要用于燃料装卸、运输、贮存系统的设备布置及操作。

经调研，国内在役的二代及二代加核电站燃料转运通道屏蔽设计未能起到有效的辐射防护与屏蔽作用，造成停堆换料期间在附近操作的工作人员会接受过量照射剂量。并且，其燃料转运通道抗震伸缩缝内设置的铅屏蔽设计不便于人员进入检修与操作。

目前，国际上正在建设的三代核电机组AP1000核电站燃料转运通道屏蔽设计采用在抗震伸缩缝中填充设置2英寸厚(约5cm)的空气囊(使用高分子聚乙烯纤维材料制作)，其中充满除盐水，形成一个“水囊”，布置在传输通道的上侧及左右两侧。其方案中特种材料“水囊”造价高，固定和安装方式复杂，不便于检修与更换，地震中存在一定潜在风险；而且，其方案还未经过工程实践检验，成熟性和可靠性有待考证。

而由法国设计的三代核电机组EPR核电站燃料转运通道屏蔽设计采用在外层安全壳与燃料厂房之间的抗震伸缩缝外侧采用迷宫墙体与附加铅屏蔽的方式。其方案的迷宫墙体坐落在地面，易受自然及人为破坏损毁；内部附加的铅屏蔽体造价高，固定和安装方式复杂，不便于检修与维护，并且会一定程度上影响燃料转运通道屏蔽体抗震性能，地震中可能会威胁燃料转运通道屏蔽体完整性。

由于乏燃料组件的放射性极强，在转运过程中会对转运通道附近区域产生很大的影响，导致设备检修，维护与更换以及人流物流通行受到限制，工作人员因此也会受到较大的辐照剂量。考虑到在役二代核电站燃料转运通道屏蔽设计方案辐射防护与屏蔽能力不足的“软肋”和AP1000、EPR三代核电站燃料转运通道屏蔽设计方案的高工程造价等因素。因此，必须重新对燃料转运通道进行辐射屏蔽设计。合理有效的燃料转运通道屏蔽设计方案可以在满足抗震要求的前提下节省投资，保障工作人员的辐射安全，提升核电站的经济性与安全性。

发明内容

本发明的目的为基于三代压水堆核电站核岛厂房燃料转运通道辐射屏蔽设计的需求，解决目前二代核电站设计中存在的辐射屏蔽防护不足以及三代核电站设计方案的造价高和成熟度不确定等问题。在满足抗震要求的基础上，降低工程建造成本，保证工作人员辐射安全和控制工作人员辐照剂量，减少潜在风险发生的可能性。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种多重迷宫式燃料转运通道屏蔽结构，用于对贯穿在安全壳和燃料厂房外墙之间的间隙中的燃料转运管进行辐射屏蔽，防止通过所述燃料转运管进行转运的乏燃料组件所产生的射线从所述间隙中发生外泄，包括设置在所述安全壳和所述燃料厂房外墙上并环绕在所述燃料转运管外围的若干屏蔽体，所述屏蔽体相互嵌套构成迷宫结构的抗震伸缩缝。

进一步，所述屏蔽体包括由内至外依次围绕在所述燃料转运管外围的第一级屏蔽体、第二级屏蔽体、第三级屏蔽体；所述第一级屏蔽体、第三级屏蔽体设置在所述安全壳上，并向所述燃料厂房外墙一侧凸起；所述第二级屏蔽体设置在所述燃料厂房外墙上，并向所述安全壳一侧凸起；所述第一级屏蔽体、第二级屏蔽体、第三级屏蔽体之间构成能够屏蔽所述燃料转运管中的所述乏燃料组件的所述射线的迷宫结构的抗震伸缩缝。