安全壳介绍概述.

• 福建福清核电安全壳形式： • 安全壳多数为顶部为球型的圆柱体预应力钢筋混 凝土建筑物。内衬6mm的钢板密封层，目前国际 上主要的安全壳都属于这种结构。福建福清核电 厂的反应堆安全壳是一座由钢筋混凝土底板、立 式预应力混凝土筒壁和准球型预应力混凝土穹顶 三部分组成的封闭预应力混凝土结构。安全壳为 后张法施工的预应力钢筋混凝土结构，内侧有钢 衬里，形成一个圆柱状的密封空腔。安全壳内径 为37米，外径38.8米，筒身厚度为0.9米，筒身表 面为6mm厚的碳钢衬里，筒身部分由后张拉系统 用水平和垂直钢绞束产生预应力。标准段筒身高 度为45.75m，外圆周上均匀布置四个扶壁柱（扶 壁柱与筒身高度一致）。
• 在预应力安全壳中，事故压力荷载是由大量的双向预应力 钢束承受的，因此，安全壳结构不会出现脆性破坏，设计 压力也可不受限制，受力比较安全可靠。此外，不少的安 全壳还采用不灌浆无粘接的预应力配筋，便于对预应力钢 束作定期的检查和补张拉以及作必要的更换。因此自70年 代以后，在世界各国的轻水堆和重水堆核电站建设中普遍 采用。（80万千瓦核电站的预应力安全壳约需混凝土 14000米，预应力钢束近1000吨，施工期约需2～3年。）
• 安全壳的作用： • 安全壳是核电站的第三道安全屏障，在正常运行 时或失水事故（LOCA）造成的温度和压力下， 保证释放到环境的放射性物质在允许的限制内。 安全壳能够承受龙卷风、地震、海啸等自然灾害， 能承受外来飞击物的冲击，无论在以上各种恶劣 环境条件下，安全壳应具有良好的密封性和承受 失水事故压力的结构抗力。
• 安全壳的要求： • 根据《中华人民共和国核行业标准》EJ/T 926-95 规定，安全壳的设计必须满足强度和密封性的要 求：
• 安全壳的结构和类型： • 按照安全壳层数的区别，可分为单层安全壳和双 层安全壳。双层安全壳起密封作用的还是内层， 外层主要是防飞击物的撞击，保证反应堆堆芯的 安全。反应堆运行时安全壳内外层之间为负压， 即使内壳有泄漏时，放射性物质也不至于向外泄 漏。所以双层安全壳比单层更安全，缺点就是成 本相对较高。
衬里焊接必须采用无损于安全壳密封性的焊接方法。
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• 安全壳钢衬里是为由底板钢衬里、截锥体钢衬里、筒体钢 衬里及穹顶钢衬里构成的一个闭合环：
底板钢衬里：安全壳钢衬里底板结构可分为预埋件、预埋 支撑、内环墙锚固件、外环垫板、衬里底板、检查槽和保 护槽八部分组成。 截锥体钢衬里：截锥体钢衬里呈倒锥状，由11块工厂预制 块现场焊接而成。安装在标高-4.506m至-0.500m。
• 筒体钢衬里：安全壳筒体钢衬里是非承重件，共12段由 118块工厂预制块现场安装焊接而成，其中1-5段每段11块， 6-12段每段9块。安装标高为-0.500m至44.830m。机械、 电器类贯穿件套筒分布在安全壳钢衬里截锥体、筒体1-5 段。各类贯穿件和非贯穿件锚固件分布在筒体6-12段和穹 顶钢衬里上【在安全壳钢衬里筒体壁板6~12段及穹顶壁板 上分布着237（1RC）/262(2RC)个非贯穿性锚固件和78 （1RC）/77（2RC）个贯穿性锚固件，其中包括设备闸 门卷扬机支撑贯穿性加强锚固件6个。安全壳衬里锚固件 的安全等级为2级，质保等级为QA1级。锚固件是为安装 在钢衬里上的支吊架起锚固作用。】另有三大闸门套筒 （人员闸门、应急闸门、设备闸门），环吊牛腿在筒体的 11段，标高为37.275m至41.0525m，沿圆周设有36个箱 式结构的环吊钢牛腿（是重要承重件，用于安装核岛内环 吊承载梁，标高+40.061±25mm）。
图一：
• 钢筋混凝土安全壳 为了降低钢安全壳的造价， 60年代初美国首先采用了带有薄的碳钢衬里的钢 筋混凝土单层安全壳，它由内径超过30米的圆筒 壳和半球顶组成（图2 [钢筋混凝土安全壳]）。沸 水堆核电站的安全壳尺寸较小，形状较为复杂， 筒壁多为锥壳与圆筒壳的组合结构。为了能承受 事故压力和温度作用，钢筋混凝土安全壳必须采 用排列很密的粗钢筋。这种壳的表面虽易开裂， 但由于它比较经济，目前仍被采用。
• 安全壳图示：
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安全壳钢衬里：
福建福清核电厂的安全壳钢衬里是一层6mm的钢板密 封层，材料为20HR钢，用于保证安全壳的密封性。除 在建造阶段及对于飞射物撞击作用等特殊工况外，钢衬 里不得作为受力构件。根据EJ/T 926-95规定，钢衬里 必须满足： 衬里必须锚固与安全壳混凝土内，但锚固点之间的局部 弯曲变形应不受阻碍； 衬里能适应所有载荷效应，并能与混凝土协同变形，保 证安全壳的各种载荷效应下的密封性；
• 安全壳按材料可分成钢、钢筋混凝土及预应力混凝土三种。 • 钢安全壳 世界上第一个安全壳是1953年在美国西米尔顿 的诺尔斯核动力试验室建成的。但供工程实用的安全壳则 是在50年代后期，世界上第一批核电站投入商业运行而出 现的球形及圆筒形钢安全壳，尺寸较小。从60年代开始， 随着反应堆功率的提高，出现了内径超过30米的圆筒形安 全壳（图1 [圆筒形钢安全壳]）。70年代,为了适应大功率 核电站的工艺布置,出现了球径达60米左右的钢球壳。为 了尽量避免焊后热处理，壁厚通常都控制在38毫米以内。 钢安全壳一般用作主安全壳，建造在与其相脱离的混凝土 次级安全壳里面。沸水堆的钢安全壳尺寸比压水堆的稍小， 多为球壳加上一小段筒壳，呈“烧瓶”型。由于工艺比较 成熟，目前钢安全壳仍被大量采用。
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• 图二：
• 预应力混凝土安全壳 60年代中期首先应用于法国的EL4 核电站,其后在美国、加拿大等国迅速推广并有所发展。 大致经历了三个阶段：①第一代预应力混凝土安全壳的特 点是采用扁穹顶，筒壁环向预应力钢束由六个扶壁锚固， 所用钢束的极限承载力较低，筒壁施加的预压应力较高。 ②第二代也采用扁穹顶，但筒壁扶壁减少到三个，单根钢 束的承载力增大一倍，由于充分发挥普通钢筋的作用，筒 壁的预压应力有所降低。③第三代则把扁穹顶改为半球顶， 省去了传统的环梁，改善了安全壳结构的受力性能。穹顶 的预应力钢束也与筒壁的竖向钢束合而为一，因而比第二 代更经济合理。目前有的国家还在探索比第三代预应力安 全壳更为先进的结构形式，把环向锚固扶壁减少到两个， 以改善受力性能和减少总钢束数。有的国家在加紧研究无 衬里的预应力双层安全壳等新形式，以求得更加经济合理 的效果。
安全壳
• 安全壳简介：
• 反应堆安全壳，英文名称为reactor container，其 定义为：为防止核反应堆在运行或发生事故时放 射性物质外逸的密闭容器，也称反应堆保护外壳。 核电站反应堆发生事故时会大量释放放射性物质， 安全壳作为最后一道核安全屏障，能防止放射性 物质扩散污染周围环境。同时，也常兼作反应堆 厂房的围护结构，保护反应堆设备系统免受外界 的不利影响，它是一种体态庞大的特种容器结构。