一种基于山体深埋式核电站的集成冷却水源系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及压水堆核电站(厂)技术领域，特别是涉及一种基于山体深埋式核电站的集成冷却水源系统。
【背景技术】
[0002]在我国目前以燃煤电厂为主的能源结构形式下，减少日益严重的雾霾空气污染和持续增长的能源消耗的矛盾需求，对核能这一公认的清洁高效的主力能源提出了迫切强烈的期望。
[0003]但是，日本福岛核事故引发了全球核能发展步伐放缓的多米诺效应，为核能发展蒙上了一层阴影。已进入快车道的我国核电建设也是“紧急刹车”，特别是内陆核电项目被全面暂停。对地震、海嘯等大自然灾害的巨大威胁需重新认识和评估，核能发展将实施更高、更严格的安全标准，以提高核电站抵御极端事故的能力。我国制定了新的核安全规划《核安全与放射性污染防治“十二五”规划及2020年远景目标》(简称核安全规划)。其中强调核安全与放射性污染防治遵循预防为主、纵深防御的原则；采取所有合理可行的技术和管理手段，确保核设施各种防御措施的有效性和多道屏障的完整性，防止发生核事故，并在一旦发生事故时减轻其后果。
[0004]探索一种具有固有安全性、更高公众接受度的核电发展新途径，成为重启内陆核电的关键；为此参考三峡水电地下厂房工程经验，业界提出一种山体深埋式核电站的思路。置于山体深部洞室的核电站核岛厂房具有天然的坚固实体屏障保护，对于外部自然灾害(飓风、海嘯、洪水等)、人为灾害(恐怖袭击、武器攻击等)的防御能力远远优于传统地面核电站；地震破坏的风险也大大降低；核电站退役处理也更为经济。
[0005]通常压水堆核电站一回路所需的冷却水源储存于换料水箱和中压安注箱内，二回路所需冷却水源储存于辅助给水箱内。为保证冷却水源的安全，换料水箱、中压安注箱、辅助给水箱均设计为安全级设备，导致设备本体的材料选择、结构设计要求较高，同时对布置位置从抗震角度也有特殊要求，一系列的制约因素导致设备储存的冷却水量有限，即满足核电站事故处理所需水量并适当提供一点裕度。
【发明内容】
[0006]针对上述现有技术实际工程运用中，为保证冷却水源的安全，换料水箱、中压安注箱、辅助给水箱均设计为安全级设备，导致设备本体的材料选择、结构设计要求较高，同时对布置位置从抗震角度也有特殊要求，一系列的制约因素导致设备储存的冷却水量有限的问题，本发明提供了一种基于山体深埋式核电站的集成冷却水源系统。
[0007]为解决上述问题，本发明提供的一种基于山体深埋式核电站的集成冷却水源系统通过以下技术要点来解决问题:一种基于山体深埋式核电站的集成冷却水源系统，包括向反应堆提供冷却水的冷却管线和用于容置冷却水的冷却水容器，所述冷却管线包括反应堆洞室冷却管线、安全壳冷却管线和反应堆压力容器冷却管线，所述反应堆设置在位于山体的反应堆洞室中，所述冷却水容器为设置在山体中的冷却水源洞室，所述冷却水源洞室位于反应堆洞室的上方，所述反应堆洞室中设置有安全壳，所述安全壳中设置有反应堆堆腔和喷淋环，所述反应堆堆腔中设置有反应堆压力容器；
所述反应堆洞室冷却管线包括出口端和入口端分别位于反应堆洞室和冷却水源洞室中的非能动反应堆洞室注水通道；
所述安全壳冷却管线包括出口端和入口端分别连接喷淋环和冷却水源洞室的非能动安全壳喷淋管线；
所述反应堆压力容器冷却管线包括非能动堆腔注水管线，所述非能动堆腔注水管线的出口端位于反应堆压力容器与反应堆堆腔的间隙中，非能动堆腔注水管线的入口端连接在冷却水源洞室中。
[0008]具体的，以上结构公开了一种山体深埋式核电站的冷却水源系统，该冷却水源系统设置可根据山体结构不同于地面结构的特殊形式进行设计，可采用山体中挖掘洞室的形式设计出超大容量的冷却水源，即冷却水源洞室，且该冷却水源洞室相较于传统的采用换料水箱、中压安注箱、辅助给水箱等形式，在容量超过以上储水容器10倍以上容积的情况下，具有明显的制造经济优势。该超大容量的冷却水源集中储存于山体洞室结构中，其外部灾害防御能力和抗震能力显著增强，且水源位置可与反应堆形成很大的高差，实现非能动冷却水补给冷却，该补给分别通过反应堆洞室冷却管线、安全壳冷却管线和反应堆压力容器冷却管线提供，分别对反应堆洞室、安全壳和反应堆压力容器进行冷却水封。它不仅能集成提供核电站事故处理所需的全部水量，还能够在极端事故情况下淹没反应堆所处的洞室，使反应堆处于冷却水源的浸泡中并提供防止放射性外泄的足够厚度的水层覆盖，从设计上实际消除大量放射性物质释放的可能性，提高了核电站运行过程中的安全性和制造、运行过程中的经济性。
[0009]更进一步的技术方案为:
为便于核电站运行过程中对反应堆洞室的冷却，作为一种非能动设计，所述反应堆洞室冷却管线还包括反应堆洞室非能动冷却循环管线，所述反应堆洞室非能动冷却循环管线包括第一上升管和第一下降管，所述第一上升管和第一下降管的两端分别通过一个第一换热器相连，且两个第一换热器分别位于反应堆洞室和冷却水源洞室中。
[0010]为便于核电站运行过程中对安全壳的冷却，作为一种非能动设计，所述安全壳冷却管线还包括安全壳非能动冷却循环管线，所述安全壳非能动冷却循环管线包括第二上升管和第二下降管，所述第二上升管和第二下降管的两端分别通过一个第二换热器相连，且两个第二换热器分别位于安全壳和冷却水源洞室内。
[0011]以上第一换热器和第二换热器均可采用非能动冷却换热器，以分别用于反应堆洞室和安全壳非能动降温。
[0012]为便于核电站运行过程中对反应堆的冷却，作为一种强制冷却方式，以利于反应堆冷却效果的可控性和控制精度，所述安全壳内还设置有蒸汽发生器，所述安全厂房洞室中设置有辅助给水栗，所述辅助给水栗的入口端通过辅助给水管线与冷却水源洞室相连，辅助给水栗的出口连接在蒸汽发生器上，蒸汽发生器的出口端通过二次非能动余排循环管线与冷却水源洞室相连，且二次非能动余排循环管线的出口端还设置有汽水分离器。
[0013]为便于核电站运行过程中对安全壳的冷却，作为一种强制冷却方式，以利于安全壳冷却效果的可控性和控制精度，所述安全壳冷却管线还包括安喷管线、安注管线、安注栗和安喷栗，所述安喷栗及安注栗的入口端分别通过安喷管线和安注管线与冷却水源洞室相连，安喷栗的出口端连接在喷淋环上，安注栗的出口端连接在反应堆压力容器入口管线上。
[0014]为利于冷却水源洞室的防渗漏性能和保证冷却水的清洁，所述冷却水源洞室的壁面上还设置为内衬。以上内衬优选不锈钢板，即内衬形成冷却水源洞室的不锈钢覆面。
[0015]作为一种压差适宜且常见于自然地貌的冷却水源洞室的底部与反应堆洞室高度差设定，所述冷却水源洞室的底部与反应堆洞室的顶部高度差介于50-80m之间。
[0016]为利于本系统的水密性，所述非能动反应堆洞室注水通道的入口端上还设置有用于水封的闸门。
[0017]本发明具有以下有益效果:
1)本方案提供的冷却水源洞室，由于在山体中挖掘而成，在相等或相近的制造成本下，其容量可达传统地面核电站的换料水箱、辅助给水箱及安注箱容积总和的10多倍，便于提供应对核电厂事故所需的足够冷源，且具有足够裕度；
2)本方案提供的冷却水源存储洞室中，由于其在山体中挖掘而成，其抗震性能及外部灾害防御能力更强；
3)本方案可集成为能动及非能动安全系统提供超大容量冷却水源，可替代传统地面核电站的换料水箱、辅助给水箱及安注箱等大型储水安全级设备，可节省厂房空间和建造成本；
4)本方案提供的冷却水源存储洞室向反应堆洞室间的快速进水通道，在核电厂事故情况下可根据需要向反应堆洞室非能动迅速注水，淹没安全壳，由于水层的屏蔽效应，可有效防止放射性物质大量向环境释放。
【附图说明】
[0018]图1为本发明所述的一种基于山体深埋式核电站的集成冷却水源系统一个具体实施例安装示意图。
[0019]图中标记分别为:1、山体，2、安全厂房洞室，3、安喷栗，4、辅助给水栗，5、反应堆洞室，6、反应堆压力容器、7、反应堆堆腔，8、蒸汽发生器，9、第二换热器，10、安全壳非能动冷却循环管线，11、二次非能动余排循环管线，12、补水管，13、内衬，14、闸门，15、冷却水源洞室，16、非能动堆腔注水管线，17、非能动反应堆洞室注水通道，18、安全壳，19、喷淋环，20、辅助给水管线，21、安喷管线，22、非能动安全壳喷淋管线，23、反应堆洞室非能动冷却循环管线，24、第一换热器，25、汽水分尚器，26、安注栗，27、安注管线。
【具体实施方式】
[0020]本发明提供了一种基于山体深埋式核电站的集成冷却水源系统，用于解决:现有技术实际为保证冷却水源的安全，换料水箱、中压安注箱、辅助给水箱均设计为安全级设备，导致设备本体的材料选择、结构设计要求较高，同时对布置位置从抗震角度也有特殊要求，一系列的制约因素导致设备储存的冷却水量有限的问题。通过本发明提供的系统可达到以下技术效果:经济性好、对冷却水的容量具有足够裕度、抗震性能及外部灾害防御能力强、可节省厂房空间和建造成本、便于