核島布置設(shè)計介紹

1、核島布置設(shè)計介紹2一、概述一、概述1.核島布置設(shè)計是核電設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，是建造施工的基礎(chǔ)，既要確保系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，又要考慮施工的方便；2. 核島布置設(shè)計是多工種綜合設(shè)計的過程；3. 核島布置設(shè)計的主要工作包括：核島廠房的總體布局；核島廠房內(nèi)各種物項的布置；4. 核電廠主廠房包括核島和常規(guī)島，核島主要包括反應(yīng)堆廠房及相關(guān)的安全和輔助廠房。第1頁/共34頁3核電廠主廠房三維示意圖一、概述一、概述第2頁/共34頁41. 核島布置總的原則要求保證安全性，兼顧經(jīng)濟性。2. 核電設(shè)計總的安全要求1）必須提供手段以便在運行工況和事故工況期間和之后安全停閉反應(yīng)堆并保持安全停堆狀態(tài)；2）必須提供手段以便在停堆后

2、以及運行工況和事故工況期間和之后從堆芯排出余熱；3）必須提供手段以減少放射性物質(zhì)釋放的可能性，并保證任何釋放在運行工況期間和之后低于規(guī)定限值，在事故工況期間和之后低于可接受限值。3. 核島布置總的設(shè)計目標(biāo)1）減少放射性照射；2）優(yōu)化結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)和設(shè)備布局；3）方便建造、運行和維修。二、核島布置設(shè)計原則二、核島布置設(shè)計原則第3頁/共34頁54. 核島布置設(shè)計依據(jù)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)1）遵照執(zhí)行核安全法規(guī)、導(dǎo)則、相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)等，例如： HAF102 核動力廠設(shè)計安全規(guī)定 HAD102/04 核電廠內(nèi)部飛射物及其二次效應(yīng)的防護(hù) HAD102/11 核電廠防火 HAD102/12 核電廠輻射防護(hù)設(shè)計2）參照執(zhí)行

3、國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，例如： RCC-P 法國壓水堆核電廠系統(tǒng)設(shè)計和建造規(guī)則 RCC-I 壓水堆核電站防火設(shè)計和建造規(guī)則 二、核島布置設(shè)計原則二、核島布置設(shè)計原則第4頁/共34頁61. 核島布置設(shè)計主要工作流程1）根據(jù)系統(tǒng)配置及系統(tǒng)流程并綜合考慮相關(guān)要求，確定核島廠房的劃分和總體布局；2）統(tǒng)籌考慮工藝系統(tǒng)、通風(fēng)、電氣儀控等工種設(shè)備和主要物項，在廠房內(nèi)劃分設(shè)備隔間，確定設(shè)備的位置； 3）根據(jù)土建條件，土建專業(yè)進(jìn)行建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計；4）各工種進(jìn)行詳細(xì)布置設(shè)計；5）施工圖設(shè)計。三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容第5頁/共34頁7三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容第6頁/共34頁

4、82. 核島廠房總體布局1）以系統(tǒng)設(shè)計為基礎(chǔ)：系統(tǒng)配置，系統(tǒng)流程，設(shè)備外形；2）安全性原則： 根據(jù)系統(tǒng)功能劃分廠房，使各廠房功能相對獨立 。如反應(yīng)堆廠房主要包容主回路系統(tǒng)，燃料廠房則集中布置了燃料操作和貯存的系統(tǒng)設(shè)備； 執(zhí)行安全功能的系統(tǒng)和設(shè)備盡可能布置在不同的廠房內(nèi)，如安噴系統(tǒng)、安注系統(tǒng)與輔助給水系統(tǒng)設(shè)備布置在不同的廠房內(nèi)，應(yīng)急發(fā)電設(shè)備布置在獨立的廠房等。3）經(jīng)濟性原則：核島廠房應(yīng)布局緊湊，使占地面積和空間體積盡量小。三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容第7頁/共34頁93. 核島廠房設(shè)備布置1）設(shè)備布置要滿足安全性要求： 保持多重系統(tǒng)部件間的獨立性； 保持系統(tǒng)部件和假設(shè)始發(fā)事件

5、效應(yīng)之間的獨立性； 保持不同安全等級的系統(tǒng)部件之間的適當(dāng)獨立性； 保持安全重要物項和非安全重要物項之間的獨立性。在布置設(shè)計中通常采用實體隔離來保證實現(xiàn)獨立性。實體隔離包括：空間分隔；屏障分隔；上述兩種方法的組合。2）設(shè)備布置要滿足可操作性要求：在布置設(shè)計時，要為物項的安裝、檢查及維修留出足夠的空間，并設(shè)置必要的設(shè)施。三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容第8頁/共34頁10三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容核島總體布置圖第9頁/共34頁113. 核島廠房設(shè)備布置3）設(shè)備布置要滿足輻射防護(hù)的要求： 放射性設(shè)備與非放射性設(shè)備進(jìn)行隔離； 放射性設(shè)備之間進(jìn)行隔離； 很少需要操作

6、或不需要操作的設(shè)備與頻繁操作的設(shè)備進(jìn)行隔離； 需要頻繁操作的設(shè)備之間進(jìn)行隔離； 輻射源和工作人員之間的距離要盡可能的遠(yuǎn)； 非放射性設(shè)備設(shè)置在綠區(qū)； 屏蔽。三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容第10頁/共34頁12在核電廠的核島廠房內(nèi)，不同系統(tǒng)和房間的輻射水平相差很大，為了防止放射性污染的擴散，合理組織人流和氣流，以及為了便于運行管理，使工作人員受照為合理可行盡量低水平，必須對核島廠房進(jìn)行輻射分區(qū)。輻射分區(qū)按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB18871-2002規(guī)定的要求分為控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)，控制區(qū)規(guī)定為在其中連續(xù)工作的人員一年內(nèi)受到的輻射照射可能超過5mSv 的區(qū)域，也就是劑量率大于2.5Sv/h 的區(qū)

7、域。在控制區(qū)內(nèi)，特殊管理區(qū)和禁止進(jìn)入?yún)^(qū)的邊界和標(biāo)志定義如下： 綠區(qū)D10Sv/h 黃區(qū)10Sv/h D1mSv/h 橙區(qū)1mSv/h D0.01Sv/h 紅區(qū)0.01Sv/h D監(jiān)督區(qū)標(biāo)識為白區(qū)，是指在其中工作的人員所受到的照射水平小于最大年劑量限值50mSv的1/10的區(qū)域，即5mSv/a。三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容第11頁/共34頁13三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容核島廠房輻射分區(qū)圖第12頁/共34頁143. 核島廠房設(shè)備布置4）設(shè)備布置要滿足防火的要求： 冗余的安全系統(tǒng)、設(shè)備或部件之間隔離； 設(shè)備布置應(yīng)避開包容可燃流體管道和外壁溫度較高的熱管； 儀

8、表、控制設(shè)備和電纜之間進(jìn)行隔離； 設(shè)計合理的人員疏散通道； 提供應(yīng)急照明和通訊措施。安全防火分區(qū)是為了限制火災(zāi)的影響，將核島相關(guān)廠房分隔成若干防火空間。三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容第13頁/共34頁15三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容防火分區(qū)圖第14頁/共34頁163. 核島廠房設(shè)備布置4）設(shè)備布置要滿足防水淹的要求：核島布置的防水淹設(shè)計，應(yīng)確保下列安全功能的實現(xiàn)： 保持反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的完整性； 使反應(yīng)堆安全停堆并保證余熱的導(dǎo)出； 使放射性物質(zhì)的釋放在廠址邊界減低到容許值。即使核島內(nèi)部發(fā)生水淹事故，以上安全功能也不能喪失。防水淹分區(qū)的設(shè)置是為了防止水淹造成

9、與安全相關(guān)的系統(tǒng)和設(shè)備失效，從而保證不會因水災(zāi)危及堆的安全。三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容第15頁/共34頁17三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容核島防水淹分區(qū)圖第16頁/共34頁184. 土建條件圖土建接口條件是布置設(shè)計的一項重要工作，是布置專業(yè)提給土建專業(yè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要依據(jù)。土建接口條件有：D0、D1、D2、D3、Dx，隨著布置設(shè)計的深入，接口條件也逐漸詳細(xì)。 D0條件用于土建結(jié)構(gòu)的初期設(shè)計。D0圖應(yīng)能使土建工程設(shè)計者確定結(jié)構(gòu)的尺寸，進(jìn)行地震分析，計算樓層響應(yīng)譜及不均勻沉降，確定基礎(chǔ)尺寸； D1條件應(yīng)使土建工程設(shè)計者能詳細(xì)計算和研究構(gòu)筑物及建筑物； D2

10、條件使D1條件充實完整，應(yīng)滿足土建專業(yè)出版模板圖、配筋圖及主要鋼結(jié)構(gòu)圖的需要。 D3為裝修條件圖； DX為次要鋼結(jié)構(gòu)及金屬結(jié)構(gòu)條件圖。三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容第17頁/共34頁195. 詳細(xì)布置設(shè)計在詳細(xì)布置設(shè)計階段，主要開展如下工作： 工藝管道布置設(shè)計，完成管道布置圖、支吊架位置圖等文件； 主要工藝管道進(jìn)行力學(xué)分析計算； 通風(fēng)管道布置設(shè)計； 電纜托盤布置設(shè)計。6. 施工圖設(shè)計在施工圖設(shè)計階段，主要編制用于施工的安裝文件和圖冊，如工藝管道的ISO圖、支吊架組裝圖等。三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容第18頁/共34頁20三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置

11、設(shè)計主要內(nèi)容綜合布置圖第19頁/共34頁21三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容管道布置圖第20頁/共34頁22三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容支吊架位置圖第21頁/共34頁23三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容管道ISO圖第22頁/共34頁24三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容支吊架組裝圖第23頁/共34頁25由于核島廠房內(nèi)物項繁多，空間關(guān)系復(fù)雜，而三維設(shè)計具有很好的直觀性，平且具有數(shù)據(jù)庫支持，所以三維設(shè)計已逐漸成為核電站布置設(shè)計的主要平臺。三維設(shè)計可以進(jìn)行： 各工種物項三維建模 工藝系統(tǒng)二、三維校驗（系統(tǒng)流程與布置設(shè)計的校驗）； 人員

12、通道、設(shè)備吊運通道、檢修場地的設(shè)計； 多專業(yè)的綜合與碰撞檢查； 各專業(yè)圖紙生成； 材料物項清單的統(tǒng)計； 遠(yuǎn)程協(xié)同設(shè)計等。 四、三維設(shè)計四、三維設(shè)計第24頁/共34頁26四、三維設(shè)計四、三維設(shè)計核島廠房三維模型第25頁/共34頁27核島布置是保證系統(tǒng)功能得以實現(xiàn)的具體設(shè)計環(huán)節(jié)，與核島的安全直接相關(guān)。布置設(shè)計完成的施工文件，是施工順利實施的前提，因此布置設(shè)計與施工工期也密切相關(guān)。核島包含土建、工藝、通風(fēng)和電儀等多工種物項，布置設(shè)計復(fù)雜而且工作量大，需要合理組織、協(xié)同設(shè)計，并積極采用先進(jìn)的設(shè)計手段，最終得到合理可行的布置方案。 五、總結(jié)五、總結(jié)第26頁/共34頁28第27頁/共34頁294. 核島布

13、置設(shè)計依據(jù)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)1）遵照執(zhí)行核安全法規(guī)、導(dǎo)則、相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)等，例如： HAF102 核動力廠設(shè)計安全規(guī)定 HAD102/04 核電廠內(nèi)部飛射物及其二次效應(yīng)的防護(hù) HAD102/11 核電廠防火 HAD102/12 核電廠輻射防護(hù)設(shè)計2）參照執(zhí)行國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，例如： RCC-P 法國壓水堆核電廠系統(tǒng)設(shè)計和建造規(guī)則 RCC-I 壓水堆核電站防火設(shè)計和建造規(guī)則 二、核島布置設(shè)計原則二、核島布置設(shè)計原則第28頁/共34頁303. 核島廠房設(shè)備布置1）設(shè)備布置要滿足安全性要求： 保持多重系統(tǒng)部件間的獨立性； 保持系統(tǒng)部件和假設(shè)始發(fā)事件效應(yīng)之間的獨立性； 保持不同安全等級的系統(tǒng)部件之間的適當(dāng)獨立

14、性； 保持安全重要物項和非安全重要物項之間的獨立性。在布置設(shè)計中通常采用實體隔離來保證實現(xiàn)獨立性。實體隔離包括：空間分隔；屏障分隔；上述兩種方法的組合。2）設(shè)備布置要滿足可操作性要求：在布置設(shè)計時，要為物項的安裝、檢查及維修留出足夠的空間，并設(shè)置必要的設(shè)施。三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容第29頁/共34頁31三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容核島總體布置圖第30頁/共34頁32三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容三、核島布置設(shè)計主要內(nèi)容核島廠房輻射分區(qū)圖第31頁/共34頁334. 土建條件圖土建接口條件是布置設(shè)計的一項重要工作，是布置專業(yè)提給土建專業(yè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要依據(jù)。土建接口條件有：D0、D1、D2、D3、Dx，隨著布置設(shè)計的深入，接口條件也逐漸詳細(xì)。 D0條件用于土建結(jié)構(gòu)的初期設(shè)計