专利名称：一种核电站安全壳地坑及其滤网的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及地坑，更具体地说，涉及一种核电站安全壳地坑及其滤网。
背景技术：
核电站安全壳地坑滤网堵塞问题得到了国际核电业界的普遍关注，许多国家近年来纷纷发布安全规定或指令，要求对沿用早期设计概念的安全壳地坑滤网进行失效风险评 价或实施改进。国际核电业界的广泛研究及多起运行事件证明核电站早期设计中对LOCA 等事故条件下的地坑滤网的堵塞情况估计不足，存在重大核安全风险。美国NRC(核管会) 与其它核电业界针对地坑滤网堵塞问题进行了一系列研究，结果表明地坑滤网堵塞对核电 站堆芯损坏频率的贡献较大。我国核安全监管当局对地坑滤网堵塞问题也非常重视，对国外相关研究状况进行 了近10年的技术跟踪。在国外研究结论越来越明朗的背景下，我国核安全监管当局已经并 将继续推动国内核电业主单位积极考虑地坑滤网堵塞问题，对地坑滤网堵塞风险进行定性 和定量评价，并在技术必要的情况下实施硬件改进或改造。作为国内实施安全壳地坑滤网改进的先导性志愿电站，岭澳二期核电站正在实施 安全壳地坑滤网改进，并将安全壳地坑滤网过滤面积增加了 10多倍。然而，根据岭澳二期 实施安全壳地坑滤网改进过程中的经验反馈，安全壳地坑滤网的设计方案仍需进一步优 化，以便减轻地坑滤网的碎片负载，降低地坑滤网压降，提高地坑滤网设计裕量。地坑滤网沿安全壳地坑环廊进行布置，占据面积较大。现有产品均为各个较小的 滤网模块，镶嵌在集流通道上，滤网模块具有拦截杂质的作用，水通过滤网模块进入集流通 道，集流通道将水收集到一起供泵的取水口取用。在地坑取水的共有4台泵——两台安全注入泵和两台安全壳喷淋泵，这是保证电 站安全性的需要，对于安全注入或安全喷淋，各有一台泵均可以实现功能要求，而设置两台 泵、两个安全注入、安全喷淋系列则增加了冗余度，满足了单一故障准则，从而提高电站的 安全性。为配合安全注入、安全喷淋的两个系列，地坑滤网的集流通道通常也设置为两列， 分别为两个系列的泵供水，这样虽然安全性保证了，但从岭澳二期的经验来看，在碎片满负 荷的情况下，地坑滤网的压力损失裕量已经非常小，下游泵有一定的汽蚀风险。对于现有的核电站，安全注入、安全喷淋泵的布置位置已经很难调整，对于设置两 列集流通道的滤网设计，势必造成两列集流通道在中间部位有所重叠，以满足安全注入、安 全喷淋的两台泵分别从两列集流通道取水的需要，并相应的在集流通道上设置两列滤网， 这种方案的缺点在于，两列滤网中间交差提高了滤网整体的压降，使得在碎片满负荷的情 况下，地坑滤网的压力损失裕量已经非常小，下游泵有一定的汽蚀风险，如果不是交差布置 滤网集流通道，则需调整滤网上泵吸入口至泵的管线，布置调整存在较大困难，力学工作量 也很大，而且同样会增加管线上的压力损失，减小泵的净正吸入压头，该调整可行性较差。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的地坑滤网在碎片满负荷的情况下，地坑滤网的压力损失裕量已经非常小，下游泵有一定的汽蚀风险等缺陷，提供一种核 电站安全壳地坑及其滤网。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种核电站安全壳地坑， 包括地坑主体，在所述地坑主体的边沿形成环形廊道，在所述环形廊道中设置有一列集流 通道，在所述集流通道上设置有地坑滤网组件，在所述地坑滤网组件和集流通道之间设置 有二次滤网组件；所述地坑滤网组件包括至少一个地坑滤网模块，所述二次滤网组件包括 至少一个二次滤网模块，一个二次滤网模块设置在一个地坑滤网模块和集流通道之间，在 一优选实施例中，一个二次滤网模块可设置在一个地坑滤网模块的底部或设置在集流通道 上。在本实用新型所述的核电站安全壳地坑中，所述地坑滤网模块为圆环筒滤网模 块，在所述圆环筒滤网模块的上圆环面、下圆环面、内侧面和外侧面上均设置有过滤通孔； 所述二次滤网组件为一平面板结构，在其上设置有至少一个与所述圆环筒滤网模块的下圆 环面相匹配的圆环状二次滤网模块，在所述圆环状二次滤网模块上设置有过滤通孔。在本实用新型所述的核电站安全壳地坑中，所述地坑滤网组件包括多个圆环筒滤 网模块，在平面板结构的二次滤网组件上设置有多个圆环状二次滤网模块。在本实用新型所述的核电站安全壳地坑中，所述地坑滤网模块包括间隔设置的至 少两块滤网板，每块滤网板上均设置有过滤通孔，所述二次滤网模块为平面板结构，在其上 设置有过滤通孔。根据本实用新型的另一个方面，提供一种核电站安全壳地坑滤网，其设置在核电 站安全壳地坑的集流通道上，其特征在于，包括地坑滤网组件和设置在所述地坑滤网组件 和集流通道之间的二次滤网组件；所述地坑滤网组件包括至少一个地坑滤网模块，所述二 次滤网组件包括至少一个二次滤网模块，一个二次滤网模块设置在一个地坑滤网模块和集 流通道之间。在本实用新型所述的核电站安全壳地坑滤网中，所述地坑滤网模块为圆环筒滤网 模块，在所述圆环筒滤网模块的上圆环面、下圆环面、内侧面和外侧面上均设置有过滤通 孔；所述二次滤网组件为一平面板结构，在其上设置有至少一个与所述圆环筒滤网模块的 下圆环面相匹配的圆环状二次滤网模块，在所述圆环状二次滤网模块上设置有过滤通孔。在本实用新型所述的核电站安全壳地坑滤网中，所述地坑滤网组件包括多个圆环 筒滤网模块，在平面板结构的二次滤网组件上设置有多个圆环状二次滤网模块。在本实用新型所述的核电站安全壳地坑滤网中，所述地坑滤网模块包括间隔设置 的至少两块滤网板，每块滤网板上均设置有过滤通孔，所述二次滤网组件为平面板结构，在 其上设置有过滤通孔。在本实用新型所述的核电站安全壳地坑滤网中，所述地坑滤网组件包括多个圆环 筒滤网模块，在平面板结构的二次滤网组件上设置有多个圆环状二次滤网模块。实施本实用新型的安全壳地坑装置，具有以下有益效果将两列集流通道合并为 一列，以降低滤网压降，同时在地坑滤网组件和集流通道之间增加设置有二次滤网组件，提 高了滤网的安全性，缓解下游泵的汽蚀风险，从而有效保证再循环阶段安全注入、安全喷淋泵的吸入压头，确保安全注入、安全喷淋功能的实现。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是本实用新型核电站安全壳地坑一实施例的结构示意图；图2是图1中所示的核电站安全壳地坑滤网的结构示意图；图3是本实用新型核电站安全壳地坑滤网另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型是针对核电站安全壳地坑及其滤网进行设计，核电站安全壳地坑滤网承担了重要的安全功能，其性能直接决定了应急堆芯冷却系统(ECCS) “再循环”阶段的取 水可靠性，并影响核电站的长期安全性。本技术方案有效地降低地坑滤网堵塞风险，提高核 电厂安全性。如图1所示，在本实用新型的核电站安全壳地坑中，其包括地坑主体1，在该实施 例中，地坑主体1的外形为圆形，在地坑主体1的边沿形成环形廊道11，该环形廊道11具有 内侧臂和外侧臂，如图2和3所示，在该环形廊道11内形成集流通道5，在环形廊道11的内 侧臂上设置有空洞和门，在集流通道5上设置核电站安全壳地坑滤网111，该核电站安全壳 地坑滤网111沿安全壳地坑环廊11，占据一段，其镶嵌在集流通道5上，进行杂质拦截，水通 过滤网进入集流通道5，集流通道5将水收集到一起供泵的取水口取用。安全壳中碎片随流 体沿楼板中的空隙向下流至地坑，最终汇集在地坑环形廊道11中，泵的取水口以及核电站 安全壳地坑滤网111都设置在环形廊道11之中。沿楼板中各空隙向下流至地坑的水流，在 地坑主体1中形成9个流量源14，每个流量源14均有一定流量的水流出，流经地坑环形廊 道11后，经过核电站安全壳地坑滤网111与集流通道，从位于地坑底部的四个出口流出。本实用新型的创新点在于，将现有的两列集流通道合为一列集流通道，其只需将 现有的两列集流通道的重叠部分合并即可，泵取水口的位置不变。为此，而核电站安全壳地 坑滤网111设计为由两个部分组成，其包括地坑滤网组件和设置在地坑滤网组件底部的二 次滤网组件。同时，地坑滤网组件包括至少一个地坑滤网模块6，二次滤网组件包括至少一 个二次滤网模块，即对每个地坑滤网模块6和集流通道5之间增加二次滤网，当某个地坑滤 网模块6遭到破坏后，二次滤网可以保证碎片不会从破口处进入集流通道5，从而保证整个 滤网结构的有效性。如图2所示的实施例中，地坑滤网模块6为圆环筒滤网模块，在该圆环筒滤网模 块6的上圆环面、下圆环面、内侧面和外侧面上均设置有过滤通孔61 ；而二次滤网组件7为 一平面板结构，在其上设置有至少一个与圆环筒滤网模块6的下圆环面相匹配的圆环状二 次滤网模块(图中未示出)，在圆环状二次滤网模块上设置有过滤通孔。在具体设计时，该 地坑滤网组件包括多个圆环筒滤网模块6，在平面板结构的二次滤网组件7上设置有多个 圆环状二次滤网模块。二次滤网组件7设置在地坑滤网组件与集流通道的结合处，比如， 可以直接设在集流通道的空缺处，视安装方式的密闭性可以设置为环形或圆形；也可以设 置在地坑滤网组件的末端，设置为环形。二次滤网组件7的过滤通孔大小及材料可以与地 坑滤网组件保持一致。由于地坑滤网组件在汇入集流通道之前是并联关系，二次滤网组件7的增加对于滤网整体的压力损失增加极小(通常情况下二次滤网组件7上沉积的碎片会 很少)，而二次滤网组件7相对于地坑滤网组件，其面积也很小，因而增加的成本有限。因 此，该方案可以以较小的经济代价，有效提高核电站安全壳地坑滤网的安全性与压损设计 裕量，从而有效保证再循环阶段安全注入、安全喷淋泵的吸入压头，确保安全注入、安全喷 淋功能的实现。如图3所示的另一实施例中，地坑滤网模块6包括间隔设置的至少两块滤网板，每块滤网板上均设置有过滤通孔61，二次滤网组件7也为平面板结构，在其上设置有过滤通 孔71。在图3所示的实施例中，地坑滤网模块6由三块滤网板间隔设置而成，然而根据具体 情况，可灵活设计每个地坑滤网模块6中间隔设置的滤网板的数量。本实用新型的技术方案中，将两列滤网合并为一列，从而有效降低滤网压降，缓解 下游泵的汽蚀风险。地坑滤网为非能动设备，本身出现故障的概率极低，规程中对非能动设 备也没有做单一故障准则的硬性要求。如图1所示，在具体设计时，根据安全壳地坑结构特点和流场分布特点，设置一些 中间拦截板112，使部分碎片在到达地坑滤网111前沉降到池底，从而有效降低地坑滤网 112负载，提高地坑滤网设计裕量。通过分析碎片随流体传输至地坑滤网112的过程，在合 适的位置增加中间拦截板112，并计算再循环工况下反应堆厂房-3. 5m标高安全壳地坑内 的流体流场分布情况，根据流场分布计算保温碎片在地坑内的沉积及传输情况。结合计算 结果，设置保温碎片中间拦截措施。因此，首先，在地坑滤网111的两端设置该用于拦截碎 片的拦截板112，然后，在环形廊道11的侧壁上的空洞处或门处且对应地坑滤网111的位置 设置该拦截板112。在实施中，拦截板可以设计为矩形结构，并在该拦截板上设置有过滤小 孔。流动过程中，在流道上湍流集中处设置中间拦截板112，拦截板112的高度约为 0. 7 0. 9m,而再循环工况下地坑中的最低水位约为1 1. 2m,增设拦截板112不会阻碍流 体汇集到地坑环廊中，但可以有效降低流动湍流度，使碎片在拦截板前积聚，尽量减少流至 滤网的碎片数量，防止滤网堵塞。拦截板碎片拦截效果如图2所示。在一实施例中，当地坑 中的最低水位为1. Im时，拦截板112的高度为可以是0. Sm。本实用新型是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不 脱离本实用新型范围的情况下，还可以对本实用新型进行各种变换及等同替代。另外，针对 特定情形或具体情况，可以对本实用新型做各种修改，而不脱离本实用新型的范围。因此， 本实用新型不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本实用新型权利要求范围内的 全部实施方式。
权利要求一种核电站安全壳地坑，包括地坑主体，在所述地坑主体的边沿形成环形廊道，其特征在于，在所述环形廊道中设置有一列集流通道，在所述集流通道上设置有地坑滤网组件，在所述地坑滤网组件和集流通道之间设置有二次滤网组件；所述地坑滤网组件包括至少一个地坑滤网模块，所述二次滤网组件包括至少一个二次滤网模块，一个二次滤网模块设置在一个地坑滤网模块和集流通道之间。
2.根据权利要求1所述的核电站安全壳地坑，其特征在于，所述地坑滤网模块为圆环 筒滤网模块，在所述圆环筒滤网模块的上圆环面、下圆环面、内侧面和外侧面上均设置有过 滤通孔；所述二次滤网组件为一平面板结构，在其上设置有至少一个与所述圆环筒滤网模 块的下圆环面相匹配的圆环状二次滤网模块，在所述圆环状二次滤网模块上设置有过滤通 孔。
3.根据权利要求2所述的核电站安全壳地坑，其特征在于，所述地坑滤网组件包括多 个圆环筒滤网模块，在平面板结构的二次滤网组件上设置有多个圆环状二次滤网模块。
4.根据权利要求1所述的核电站安全壳地坑，其特征在于，所述地坑滤网模块包括间 隔设置的至少两块滤网板，每块滤网板上均设置有过滤通孔，所述二次滤网组件为平面板 结构，在其上设置有过滤通孔。
5.一种核电站安全壳地坑滤网，其设置在核电站安全壳地坑的集流通道上，其特征在 于，包括地坑滤网组件和设置在所述地坑滤网组件和集流通道之间的二次滤网组件；所述 地坑滤网组件包括至少一个地坑滤网模块，所述二次滤网组件包括至少一个二次滤网模 块，一个二次滤网模块设置在一个地坑滤网模块和集流通道之间。
6.根据权利要求5所述的核电站安全壳地坑滤网，其特征在于，所述地坑滤网模块为 圆环筒滤网模块，在所述圆环筒滤网模块的上圆环面、下圆环面、内侧面和外侧面上均设置 有过滤通孔；所述二次滤网组件为一平面板结构，在其上设置有至少一个与所述圆环筒滤 网模块的下圆环面相匹配的圆环状二次滤网模块，在所述圆环状二次滤网模块上设置有过 滤通孑L。
7.根据权利要求6所述的核电站安全壳地坑滤网，其特征在于，所述地坑滤网组件包 括多个圆环筒滤网模块，在平面板结构的二次滤网组件上设置有多个圆环状二次滤网模 块。
8.根据权利要求5所述的核电站安全壳地坑滤网，其特征在于，所述地坑滤网组件包 括多个圆环筒滤网模块，在平面板结构的二次滤网组件上设置有多个圆环状二次滤网模 块。
9.根据权利要求5所述的核电站安全壳地坑滤网，其特征在于，所述地坑滤网模块包 括间隔设置的至少两块滤网板，每块滤网板上均设置有过滤通孔，所述二次滤网组件为平 面板结构，在其上设置有过滤通孔。
专利摘要本实用新型涉及一种核电站安全壳地坑及滤网，该核电站安全壳地坑包括地坑主体，在所述地坑主体的边沿形成环形廊道，在所述环形廊道中设置有一列集流通道，在所述集流通道上设置有地坑滤网组件，在所述地坑滤网组件和集流通道之间设置有二次滤网组件；所述地坑滤网组件包括至少一个地坑滤网模块，所述二次滤网组件包括至少一个二次滤网模块，二次滤网模块设置在一个地坑滤网模块与集流通道之间，具体可以设置在二次滤网模块底部或集流通道上。将两列集流通道合并为一列，以降低滤网压降，同时在地坑滤网组件和集流通道之间增加设置有二次滤网组件，提高了滤网的安全性，缓解下游泵的汽蚀风险，从而有效保证再循环阶段安全注入、安全喷淋泵的吸入压头，确保安全注入、安全喷淋功能的实现。
文档编号B01D35/02GK201556427SQ20092026049
公开日2010年8月18日 申请日期2009年11月23日 优先权日2009年11月23日
发明者唐辉 申请人:中广核工程有限公司;中国广东核电集团有限公司