田灣3、4號機組反應堆廠房概括與布置設計

1 廠房概述

1.1 反應堆廠房的位置

反應堆廠房位于核島的下部,與安全廠房、輔助廠房、控制廠房和蒸汽間相連,是核島的核心部份,也決定了核電廠的位置。

1.2 反應堆廠房的組成

反應堆廠房采用了雙層安全殼(主安全殼、二次安全殼),利用安全殼空間負壓及空氣流動系統(KLD)使兩層安全殼之間保持一定的真空度,防止反應堆由里向外的泄露,其內部結構主要包含兩部分:

(1)主安全殼以內的空間,統稱為UJA廠房,類似于AP1000堆型中的安全殼廠房。主安全殼是圓柱形、干式、整體承壓的,設有球形穹頂,由預應力混凝土制成,底板由鋼筋混凝土制成。主安全殼內表面由碳鋼板襯里以保證其密封性,水平方向設有360°圓周的預應力鋼束。

(2)主安全殼與二次安全殼之間的環形區域,統稱為UJB廠房,類似于AP1000堆型中的屏蔽廠房。二次安全殼位于反應堆廠房的最外部,由普通鋼筋混凝土制成,它為主安全殼提供了一個實體保護。

由于UJA廠房占據了反應堆廠房大部分空間,實現了反應堆廠房絕大部分功能,所以反應堆廠房通常簡稱為UJA廠房。

1.3 反應堆廠房的功能

UJA廠房帶有內部鋼襯里的預應力混凝土結構-安全殼,其內包容有裝載受控鏈式裂變核反應堆堆芯的壓力容器,其功能是在假想的設計基準事故后包容釋放的懸浮放射性物質,在正常運行期間它與作為安全殼延伸部分的某些管道,以及安全殼隔離系統共同構成安全殼屏障,用于阻止主回路管道泄漏所逸出的放射性物質對環境產生污染。UJB廠房是環繞在外的構筑物,在正常運行期間,它與UJA廠房一起為反應堆冷卻劑系統和放置在安全殼內的其他放射性系統和設備提供必要的屏蔽,同時它還有保護UJA廠房,使其免受外部事件(龍卷風及龍卷風產生的飛射物)的影響。

1.4 反應堆廠房分級

安全級:反應堆廠房是核安全一級廠房。抗震:反應堆廠房被劃分為抗震一類建筑。

1.5 反應堆廠房屏蔽防護

反應堆廠房包括主安全殼以內的空間(UJA)以及主安全殼與二次安全殼之間的環形區域(UJB)全部被列為放射性控制區(在+0.8m處的電纜廊道例外,其被列為非放射性控制區)。

1.6 廠房的防火分區

UJA廠房內部空間被設置為一個防火分區,在安全殼兩端的樓梯設有耐火隔斷。+16.00m以下,UJB廠房的環形區域被劃分為四個防火分區,彼此用2小時的隔斷隔開。

2 廠房的布置

UJA廠房的建筑結構主要包含四層,標高分別為+8.00m、+16.00m、+22.50m和+34.10m。

2.1 標高+8.00m層

UJA廠房+8.00m層位于反應堆廠房的底部,本層空間比較開闊,反應堆堆坑以及主冷卻劑過濾器和兩個樓梯間都位于此層。

主回路水凈化過濾器KBE10和KBE50安裝在+10.60m標高,其閥門操作房間位于標高+7.60m的過濾室的下方。從反應堆廠房通往核輔助廠房的人員閘門(JMF10AB001)位于+10.70m檢修平臺,工作人員通過這個閘門進出反應堆廠房。

2.2 標高+16.00m層

標高+16.000米層將安全殼環形區水平分割,以實現各安全系列的實體隔離。主冷卻劑循環管道(JEC)和反應堆冷卻劑泵的泵殼JEB都設置在本層。燃料冷卻水池(FAB10BB701)與反應堆堆內檢查井(FAB60BB002、FAB60BB003)分別位于反應堆堆腔的兩側。

燃料水池底部標高為+1 7.4 0 m,燃料轉運井底標高為+20.00m,堆內檢查井底部標高+12.43m。燃料冷卻池表面覆蓋一層不銹鋼鋼敷面,反應堆壓力容器(JAA10BB001)被固定在反應器腔體上的支撐梁上,標高+19.10m。

2.3 標高+22.50m層

四臺反應堆冷卻劑泵JEB10、JEB20、JEB30、JEB40AP001設置在此層,單獨安裝在隔離的房間內。在穩壓器的泄壓箱的上方為主蒸汽和主給水管道的貫穿件所在地。反應堆壓力容器頂蓋存在在標高+29.10m處。

2.4 標高+34.10m層

應急堆芯冷卻系統JNG50的安注箱和穩壓系統JEF的閥門,換料機、反應堆堆內構件吊運裝置和人員及設備閘門都設置在+34.00m的安裝大廳。在+34.00m的大廳設有各種臺架,臺架上懸掛著桿狀工具和反應堆檢修裝置。另外還設置有環吊的控制室,環吊的軌道標高為+47.90m,吊鉤的高位標高為+50.00m。四條安全殼噴淋系統的環管JMN設置在標高+61.00m到+67.00m之間。

3 廠房通道

3.1 人員通道

在核電廠的運行期間,反應堆廠房內有部分區域是人員可以進出的,這些區域包括:

標高為+8.00m處的UJA08120與UJA08320房間;標高為+16.00m處的貫穿件區,UJA16120與UJA16240房間;標高為+22.50m處的RCP冷卻劑泵電機部分的UJA22121、UJA22140、UJA22520、UJA22540房間;標高+34.10m以上的部分,主要是UJA34120房間。

在核電廠運行期間,反應堆廠房內有部分區域是人員不可以進出的,這些區域包括:樓梯間UJA08 241與UJA08410;電梯間UJA08240;電梯機房UJA38240;吊車控制室UJA42410。

工作人員可以通過標高+10.70m與+34.10m處的人員閘門從輔助廠房進出反應堆廠房,人員閘門的內徑為2.5米,允許小尺寸的運輸裝置進出。工作人員通過布置在45°與200°的樓梯進出反應堆廠房的各樓層,各層之間的運輸通過樓梯或者電梯來完成,通過旋轉樓梯,人員可以進出設有屏蔽的環吊控制室。

3.2 設備通道

小型設備和部件可以通過標高+10.70m(JMF10AB001)與+34.00m(JMF34AB001)的人員閘門進入反應堆廠房,體積大的設備和部件需通過標高+34.00m處的設備閘門(JME34AB001)進入反應堆廠房。設備閘門(JME34AB001)內徑為7m,長度為7.5m。

反應堆廠房外部設有龍門吊,它和環吊具有相同的起吊能力,大型設備可通過龍門吊起吊到與反應堆廠房的+34.00m操作平臺上。反應堆廠房的專用吊裝孔尺寸為3m×3m,位于30°方向。反應堆廠房內的每兩臺蒸汽發生器共用反應堆廠房一冊的一個永久性安裝洞,在更換蒸汽發生器時不破壞土建結構。

在反應堆運行期間需要運輸的最大設備是乏燃料運輸容器,它的重量約為130噸,可以垂直通過設備閘門來運輸。

[1]田灣1、2號機組初步設計文件.

[2]田灣3、4號機組初步設計文件(英文版)Part 3_3-1 Volume 1 Explanatory note Book 4(UJA).

[3]WWER-1000基礎教程.