[拼音]：fanyingdui anquanqiao

[外文]：reactor container

為防止核反應(yīng)堆在運(yùn)行或發(fā)生事故時(shí)放射性物質(zhì)外逸的密閉容器，也稱反應(yīng)堆保護(hù)外殼。核電站反應(yīng)堆發(fā)生事故時(shí)會(huì)大量釋放放射性物質(zhì)，安全殼作為最后一道核安全屏障，能防止放射性物質(zhì)擴(kuò)散污染周圍環(huán)境。同時(shí)，也常兼作反應(yīng)堆廠房的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，保護(hù)反應(yīng)堆設(shè)備系統(tǒng)免受外界的不利影響，它是一種體態(tài)龐大的特種容器結(jié)構(gòu)。

分類

安全殼按結(jié)構(gòu)分為單層和雙層殼。雙層殼的內(nèi)層稱為主安全殼，主要承受事故壓力，外層稱為次級安全殼，起生物屏蔽及保護(hù)作用；兩層之間留有環(huán)形空腔，可保持一定的負(fù)壓，使核電站內(nèi)部的放射性物質(zhì)不易向外界泄漏。安全殼按材料可分成鋼、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土三種。

鋼安全殼

世界上第一個(gè)安全殼是1953年在美國西米爾頓的諾爾斯核動(dòng)力試驗(yàn)室建成的。但供工程實(shí)用的安全殼則是在50年代后期，世界上第一批核電站投入商業(yè)運(yùn)行而出現(xiàn)的球形及圓筒形鋼安全殼，尺寸較小。從60年代開始，隨著反應(yīng)堆功率的提高，出現(xiàn)了內(nèi)徑超過30米的圓筒形安全殼（圖1）。70年代，為了適應(yīng)大功率核電站的工藝布置，出現(xiàn)了球徑達(dá)60米左右的鋼球殼。為了盡量避免焊后熱處理，壁厚通常都控制在38毫米以內(nèi)。鋼安全殼一般用作主安全殼，建造在與其相脫離的混凝土次級安全殼里面。沸水堆的鋼安全殼尺寸比壓水堆的稍小，多為球殼加上一小段筒殼，呈“燒瓶”型。由于工藝比較成熟，目前鋼安全殼仍被大量采用。

鋼筋混凝土安全殼

為了降低鋼安全殼的造價(jià)，60年代初美國首先采用了帶有薄的碳鋼襯里的鋼筋混凝土單層安全殼，它由內(nèi)徑超過30米的圓筒殼和半球頂組成（圖2）。沸水堆核電站的安全殼尺寸較小，形狀較為復(fù)雜，筒壁多為錐殼與圓筒殼的組合結(jié)構(gòu)。為了能承受事故壓力和溫度作用，鋼筋混凝土安全殼必須采用排列很密的粗鋼筋。這種殼的表面雖易開裂，但由于它比較經(jīng)濟(jì)，目前仍被采用。

預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼

60年代中期首先應(yīng)用于法國的EL₄ 核電站，其后在美國、加拿大等國迅速推廣并有所發(fā)展。大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：

（1）第一代預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼的特點(diǎn)是采用扁穹頂，筒壁環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼束由六個(gè)扶壁錨固，所用鋼束的極限承載力較低，筒壁施加的預(yù)壓應(yīng)力較高。

（2）第二代也采用扁穹頂，但筒壁扶壁減少到三個(gè)，單根鋼束的承載力增大一倍，由于充分發(fā)揮普通鋼筋的作用，筒壁的預(yù)壓應(yīng)力有所降低。

（3）第三代則把扁穹頂改為半球頂，省去了傳統(tǒng)的環(huán)梁，改善了安全殼結(jié)構(gòu)的受力性能。穹頂?shù)念A(yù)應(yīng)力鋼束也與筒壁的豎向鋼束合而為一，因而比第二代更經(jīng)濟(jì)合理。目前有的國家還在探索比第三代預(yù)應(yīng)力安全殼更為先進(jìn)的結(jié)構(gòu)形式，把環(huán)向錨固扶壁減少到兩個(gè)，以改善受力性能和減少總鋼束數(shù)。有的國家在加緊研究無襯里的預(yù)應(yīng)力雙層安全殼等新形式，以求得更加經(jīng)濟(jì)合理的效果。

在預(yù)應(yīng)力安全殼中，事故壓力荷載是由大量的雙向預(yù)應(yīng)力鋼束承受的，因此，安全殼結(jié)構(gòu)不會(huì)出現(xiàn)脆性破壞，設(shè)計(jì)壓力也可不受限制，受力比較安全可靠。此外，不少的安全殼還采用不灌漿無粘接的預(yù)應(yīng)力配筋，便于對預(yù)應(yīng)力鋼束作定期的檢查和補(bǔ)張拉以及作必要的更換。因此自70年代以后，在世界各國的輕水堆和重水堆核電站建設(shè)中普遍采用。

設(shè)計(jì)要求

安全殼的主要功能是防止和控制放射性物質(zhì)的泄漏。設(shè)計(jì)首先應(yīng)考慮反應(yīng)堆發(fā)生事故時(shí)，冷卻劑逃逸所造成的內(nèi)壓和溫度變化。此外，還應(yīng)計(jì)及恒載、活荷載、雪荷載、施工荷載以及各種外界的不利因素如地震、龍卷風(fēng)及其他飛射物的沖擊、飛機(jī)失事沖撞或化工廠爆炸等偶然影響。

由于反應(yīng)堆冷卻劑帶有極強(qiáng)的放射性，故對通過安全殼的泄漏率也須嚴(yán)格限制。一般規(guī)定24小時(shí)內(nèi)在設(shè)計(jì)事故壓力下的泄漏量不超過安全殼自由容積空氣總重的0.1～0.5％。因此，對于安全殼上數(shù)以百計(jì)的各種貫穿件以及殼體結(jié)構(gòu)的本身，必須有良好的密封措施。對鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土單層安全殼，均需采用整體性完好的襯里板以保證安全殼的氣密性。大多數(shù)襯里采用薄的碳鋼板。襯里板應(yīng)可靠地錨固在混凝土殼體壁上，內(nèi)表面應(yīng)涂有防腐層。

為了滿足放射性屏蔽的要求，安全殼的筒壁較厚，整個(gè)反應(yīng)堆廠房作用在地基上的壓力可達(dá)0.5兆帕以上，因而必須選擇良好的地基。

根據(jù)安全要求，在安全殼設(shè)計(jì)中必須注意殼體結(jié)構(gòu)的完整性和可靠性。除了采用嚴(yán)格可靠的計(jì)算手段外，對安全殼的材料、制作和檢驗(yàn)等方面也都要有嚴(yán)格的質(zhì)量控制。

施工

鋼安全殼因帶有大型閘門和其他數(shù)以百計(jì)的貫穿件，故施工比一般容器復(fù)雜。補(bǔ)強(qiáng)區(qū)鋼板比較厚，因此焊接和焊后熱處理較困難。安全殼總體的密封要求高，探傷和檢驗(yàn)的工作量很大。典型的中等功率核電站的圓筒形鋼安全殼的用鋼量可達(dá)3000噸，現(xiàn)場施工期約一年。

預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼與鋼筋混凝土安全殼的施工有相似之處，前者只增加后張法預(yù)應(yīng)力的工序。筒壁部分的鋼襯里目前趨向于用大組件現(xiàn)場拼裝，以便混凝土筒壁能單邊滑模施工。穹頂部分的鋼襯里可用托架支承組裝，也可在地面組裝后整體吊裝。穹頂往往先灌筑厚度約20厘米的混凝土初筑層，然后利用初筑層殼體作為支承，再灌筑其余的混凝土。個(gè)別安全殼把穹頂錨固肋加大，使穹頂混凝土可沿環(huán)向分圈向中心連續(xù)灌筑而不必分層?；炷聊毯?，將預(yù)應(yīng)力鋼束穿入殼體中的預(yù)設(shè)孔道即可張拉；張拉結(jié)束后，要及時(shí)用防腐油脂或砂漿密封鋼束及其錨具。80萬千瓦核電站的預(yù)應(yīng)力安全殼約需混凝土14000米³，預(yù)應(yīng)力鋼束近1000噸，施工期約需2～3年。

建筑資質(zhì)代辦咨詢熱線：13198516101

標(biāo)簽：反應(yīng)堆安全殼

版權(quán)聲明：本文采用知識共享 署名4.0國際許可協(xié)議 [BY-NC-SA] 進(jìn)行授權(quán)

文章名稱：《反應(yīng)堆安全殼》

文章鏈接：http://www.fjemb.com/13954.html

該作品系作者結(jié)合建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、政府官網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識整合。如若侵權(quán)請通過投訴通道提交信息，我們將按照規(guī)定及時(shí)處理。