СПОСОБ ПОДЪЕМА И ТРАНСПОРТИРОВКИ КРУПНЫХ ЧАСТЕЙ ПОДЗЕМНОЙ АТОМНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ Российский патент 2018 года по МПК E04G21/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области технологии для ядерной энергетики, конкретнее к способу подъема и транспортировки узлов в подземной атомной электростанции.

ОПИСАНИЕ ИЗВЕСТНОГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

Китайский "двенадцатый пятилетний" энергетический план предусматривает ускорeние строительства объектов атомной энергетики. Вместе с тем, под влиянием аварии на японской атомной электростанции Фукусима мировая атомная энергетика, которая только недавно преодолела последствия чернобыльской аварии, вновь находится в стагнации. На государственном уровне рассмотрение и согласование проектов в атомной энергетике становится более строгим и тщательным, и требования по безопасности атомных электростанций являются весьма высокими, что стимулирует появление идей разработки новых схем строительства атомных электростанций с подземным размещением всей атомной электростанции или ее частей.

Согласно особенности конструкции сегодняшних расположенных в группе подземных выработок подземных атомных электростанций в Китае, в большинстве случаев радиационная часть АЭС расположена под землей. Радиационная часть АЭС включает в себя выработку для ядерного реактора, вспомогательную выработку, выработку для обеспечения безопасности, выработку для топлива и т.д. Каждая выработка снабжена крупногабаритным оборудованием, таким как балка полярного крана, аппарат высокого давления, парогенератор, стабилизатор напряжения, главный циркуляционный насос охладителя, стальная внутренняя облицовка на куполе защитной оболочки, и т.д. Крупногабаритное оборудование транспортируется в горных выработках небольших размеров и поднимается в ограниченном подземном пространстве, в указанных обстоятельствах обычный способ подъема и транспортировки узлов для подземной атомной электростанции является неприменимым, и новые способы для решения проблемы требуют разработки.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Принимая во внимание вышеописанные проблемы, одной целью изобретения является создание способа подъема и транспортировки узлов в подземной атомной электростанции для коммерческих целей.

Для достижения указанной выше цели, согласно одному варианту осуществления изобретения, предложен способ подъема и транспортировки узлов в подземной атомной электростанции, содержащий этапы, на которых:

1) на этапе сооружения уровня балки с анкерным креплением в горной породе укладывают бетон на выработку для реактора для создания балки с анкерным креплением в горной породе; поднимают кольцевой мостовой кран к выработке для реактора через шахту подъемника сверху выработки для реактора; устанавливают кольцевой мостовой кран на балке с анкерным креплением в горной породе с применением автокрана;

2) обеспечивают возможность продолжения строительства и выемки выработки для реактора; устанавливают цилиндр защитной оболочки и подкрановую балку полярного крана в выработке для реактора с применением кольцевого мостового крана; поднимают портальный кран на одном конце балки полярного крана и подают балку полярного крана к выработке для реактора через шахту подъемника; поднимают другой конец балки полярного крана с применением кольцевого мостового крана; придают балке полярного крана горизонтальное положение при совместном действии портального крана и кольцевого мостового крана; и устанавливают балку полярного крана на подкрановой балке;

3) применяют подкрановую балку и балку полярного крана в качестве опорных точек устройства для сборки стальной внутренней облицовки на куполе защитной оболочки и поднимают обработанные части стальной внутренней облицовки к выработке для реактора через шахту подъемника; паяют и собирают части на устройстве для сборки; и

4) транспортируют постоянное оборудование из ядерного реактора в цилиндр защитной оболочки через транспортный коридор, который соединен с выработкой для реактора; и перегружают постоянное оборудование и поднимают постоянное оборудование к рабочим площадям с применением балки полярного крана.

В категории данного варианта осуществления строительство объединенной выработки и строительство по этапу 1) осуществляют одновременно. Когда выемка объединенной выработки завершена, мостовые краны устанавливают на консольном выступе стены, который расположен в продольном направлении на верхней части объединенной выработки, с применением автокрана. Вспомогательное атомное энергооборудование транспортируют через главный транспортный ствол к монтажной платформе, которая расположена на одной стороне или на одном конце объединенной выработки. Вспомогательное атомное энергооборудование поднимают к рабочим местам мостовыми кранами.

В категории данного варианта осуществления строительство объединенной выработки и строительство по этапу 2) осуществляют одновременно. Когда выемка объединенной выработки завершена, мостовые краны устанавливают на консольном выступе стены, который расположен в продольном направлении на верхней части объединенной выработки с применением автокрана. Вспомогательное атомное энергооборудование транспортируют через главный транспортный ствол к монтажной платформе, которая расположена на одной стороне или на одном конце объединенной выработки. Вспомогательное атомное энергооборудование поднимают к рабочим местам мостовыми кранами.

В категории данного варианта осуществления строительство объединенной выработки и строительство по этапу 3) осуществляют одновременно. Когда выемка объединенной выработки завершена, мостовые краны устанавливают на консольном выступе стены, который расположен в продольном направлении на верхней части объединенной выработки с применением автокрана. Вспомогательное атомное энергооборудование транспортируют через главный транспортный ствол к монтажной платформе, которая расположена на одной стороне или на одном конце объединенной выработки. Вспомогательное атомное энергооборудование поднимают к рабочим местам мостовыми кранами.

В категории данного варианта осуществления строительство объединенной выработки и строительство по этапу 4) осуществляют одновременно. Когда выемка объединенной выработки завершена, мостовые краны устанавливают на консольном выступе стены, который расположен в продольном направлении на верхней части объединенной выработки с применением автокрана. Вспомогательное атомное энергооборудование транспортируют через главный транспортный ствол к монтажной платформе, которая расположена на одной стороне или на одном конце объединенной выработки. Вспомогательное атомное энергооборудование поднимают к рабочим местам мостовыми кранами.

В категории данного варианта осуществления строительство объединенной выработки и строительство по этапам 1)-4) осуществляют одновременно. Когда выемка объединенной выработки завершена, мостовые краны устанавливают на консольном выступе стены, который расположен в продольном направлении на верхней части объединенной выработки, с применением автокрана. Вспомогательное атомное энергооборудование транспортируют через главный транспортный ствол к монтажной платформе, которая расположена на одной стороне или на одном конце объединенной выработки. Вспомогательное атомное энергооборудование поднимают к рабочим местам мостовыми кранами.

В категории данного варианта осуществления, способ содержит: 5) когда выемка объединенной выработки завершена, установку мостовых кранов на консольном выступе стены, который расположен в продольном направлении на верхней части объединенной выработки с применением автокрана; транспортировку вспомогательного атомного энергооборудования через главный транспортный ствол к монтажной платформе, которая расположена на одной стороне или на одном конце объединенной выработки; и подъем вспомогательного атомного энергооборудования на места работы с применением мостовых кранов.

В категории данного варианта осуществления объединенная выработка содержит вспомогательную выработку, две выработки для обеспечения безопасности и выработку для топлива. Вспомогательная выработка, две выработки для обеспечения безопасности и выработка для топлива расположены в продольном направлении в линию. Вспомогательная выработка, одна выработка для обеспечения безопасности, выработка для топлива и другая выработка для обеспечения безопасности соединены в указанном порядке. Вспомогательная выработка, две выработки для обеспечения безопасности и выработка для топлива соединены каждая с главным транспортным стволом. Наружная концевая поверхность вспомогательной выработки и одна сторона выработки для топлива снабжены каждая монтажной платформой, и каждая из монтажных платформ соединена с главным транспортным стволом.

Преимущество способа подъема и транспортировки узлов согласно вариантам осуществления изобретения состоит в следующем: способ является удобным и рациональным, и трудности подъема и транспортировки крупногабаритных узлов в подземной атомной электростанции разрешены.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 схематично показано, что крупногабаритные узлы в выработке для ядерного реактора поднимают и транспортируют, применяя способ подъема и транспортировки узлов в подземной атомной электростанции согласно одному варианту осуществления изобретения.

На фиг. 2 схематично показано, что крупногабаритные узлы в других выработках радиационной части АЭС, кроме выработки для ядерного реактора (топливной выработке, например), поднимают и транспортируют, применяя способ подъема и транспортировки узлов в подземной атомной электростанции согласно одному варианту осуществления изобретения.

На фиг. 3 показана схема генерального плана подземной атомной электростанции на основе способа подъема и транспортировки узлов в подземной атомной электростанции согласно одному варианту осуществления изобретения.

На фиг. 4 показана блок-схема последовательности операций способа подъема и транспортировки узлов в подземной атомной электростанции согласно одному варианту осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Для дополнительной иллюстрации изобретения ниже описаны эксперименты, детализирующие способ подъема и транспортировки узлов в подземной атомной электростанции. Следует отметить, что следующие примеры служат для описания и не для ограничения изобретения.

Как показано на фиг. 1-4, генеральный план в подземной атомной электростанции на основе способа подъема и транспортировки узлов содержит выработку 1 для ядерного реактора, шахту 2 подъемника, ядерный реактор 3, балку 4 полярного крана, портальный кран (не показано), стальную внутреннюю облицовку 5 на куполе защитной оболочки, кольцевой мостовой кран 6, автокран (не показано), цилиндр 7 защитной оболочки, объединенную выработку, монтажную платформу 11, мостовые краны 12, главный транспортный ствол 13, транспортный коридор 14, балку 15 с анкерным креплением в горной породе и подкрановую балку 18 полярного крана.

Как показано на фиг. 3, объединенная выработка расположена по направлению вглубь горы. Выработка 1 для ядерного реактора расположена на одной стороне объединенной выработки, и главный транспортный ствол 13 расположен на другой стороне объединенной выработки. Выработка 16 для электрооборудования и выработка 17 сброса давления расположены на противоположных сторонах выработки 1 для ядерного реактора, и противоположные стороны перпендикулярны направлению вглубь горы. Выработка 16 для электрооборудования перпендикулярна направлению вглубь горы.

Объединенная выработка содержит вспомогательную выработку 8, две выработки 9 обеспечения безопасности и выработку 10 для топлива. Вспомогательная выработка, две выработки для обеспечения безопасности и выработка для топлива расположены в продольном направлении в линию. Вспомогательная выработка 8, одна выработка 9 обеспечения безопасности, выработка 10 для топлива и другая выработка 9 обеспечения безопасности соединены в указанном порядке. Вспомогательная выработка 8, две выработки 9 обеспечения безопасности и выработка 10 для топлива соединены каждая с главным транспортным стволом 13. Наружная концевая поверхность вспомогательной выработки 8 и одна сторона выработки 10 для топлива снабжены каждая монтажной платформой 11, и каждая монтажная платформа соединена с главным транспортным стволом 13.

Как показано на фиг. 4, способ подъема и транспортировки узлов в подземной атомной электростанции содержит:

1) как показано на фиг. 1, когда наступает время строительства уровня балки с анкерным креплением в горной породе, бетон укладывают на дно выработки 1 для ядерного реактора, и получают балку с анкерным креплением в горной породе, когда бетон набирает прочность. Кольцевой мостовой кран 6 поднимают в выработке 1 для ядерного реактора через шахту 2 подъемника, расположенную сверху выработки для ядерного реактора. Кольцевой мостовой кран 6 устанавливают на балке 15 с анкерным креплением в горной породе, с применением автокрана; указанное происходит, поскольку высота выработки 1 для ядерного реактора является большой, если кольцевой мостовой кран 6 устанавливают, когда строительство выработки 1 для ядерного реактора завершено, требуется весьма длинная стрела автокрана, однако существующая стрела автокрана не является достаточно длинной. В дополнение, даже если стрела автокрана является достаточно длинной, цилиндрическая выработка 1 для ядерного реактора не может предоставить место такой длинной стреле, таким образом, установку кольцевого мостового крана трудно реализовать. Поэтому кольцевой мостовой кран 6 устанавливают сразу после завершения строительства балки с анкерным креплением в горной породе, что обеспечивает удобное проведение работ даже в весьма небольшом пространстве выработки 1 для ядерного реактора с применением нормальной стрелы автокрана. При этом шахта 2 подъемника выполнена так, что подъемное оборудование на земле полностью используют, таким образом, занимая меньше подземного пространства.

2) Строительство и выемку выработки 1 для ядерного реактора продолжают. Цилиндр 7 защитной оболочки и подкрановую балку 18 полярного крана устанавливают в выработке для ядерного реактора, применяя кольцевой мостовой кран 6. Цилиндр 7 защитной оболочки и подкрановую балку 18 транспортируют через транспортный коридор 14. Портальным краном поднимают за один конец балку 4 полярного крана в выработке 1 для ядерного реактора через шахту 2 подъемника. За другой конец балку 4 полярного крана поднимают, применяя кольцевой мостовой кран 6. Балку 4 полярного крана устанавливают горизонтально при совместном действии портального крана и кольцевого мостового крана 6, и балку полярного крана устанавливают на подкрановой балке 18. Поскольку установка цилиндра 7 защитной оболочки завершена, трудно транспортировать балку 4 полярного крана через транспортный коридор 14. Когда стальная внутренняя облицовка 5 на куполе защитной оболочки не закрыта, удобным является подъем балки 4 полярного крана в выработке 1 для ядерного реактора через шахту 2 подъемника; поэтому используют открытое верхнее пространство в выработке 1 для ядерного реактора, и кольцевой мостовой кран 6, который перед этим установлен, напрямую применяют, экономя затраты и время и ускоряя ход строительства.

3) Подкрановую балку 18 и балку 4 полярного крана применяют как опорные точки устройства для сборки стальной внутренней облицовки 5 на куполе защитной оболочки. Обработанные части стальной внутренней облицовки 5 поднимают в выработке 1 для ядерного реактора через шахту 2 подъемника и части паяют легкоплавким припоем и собирают на устройстве для сборки. В отличие от наземной атомной электростанции, которая имеет достаточное пространство для строительства, пространство в выработке 1 для ядерного реактора ограничено, поэтому существующие элементы применяют как опорные точки и части стальной внутренней облицовки 5 паяют легкоплавким припоем и собирают на основе опорных точек.

4) Постоянное крупногабаритное оборудование транспортируют из ядерного реактора 3 в цилиндр 7 защитной оболочки через транспортный коридор 14, который соединен с выработкой 1 для ядерного реактора. Постоянное крупногабаритное оборудование транспортируют грузовиком с платформой для крупногабаритных грузов (не показано) вдоль путей по транспортному коридору 14 до ворот для оборудования (не показано) цилиндра 7 защитной оболочки. Крупногабаритное постоянное оборудование транспортируют в цилиндр 7 защитной оболочки через ворота для оборудования и устанавливают на рабочую платформу (не показано) в цилиндре 7 защитной оболочки. Постоянное крупногабаритное оборудование перегружают и поднимают на рабочие площади с помощью балки 4 полярного крана. Постоянное крупногабаритное оборудование в ядерном реакторе 3 устанавливают после закрытия стальной внутренней облицовки 5, следовательно, шахту 2 подъемника нельзя применять для подъема, и подъем и транспортировку постоянного крупногабаритного оборудование осуществляют на основе транспортного канала 14 и ворот для оборудования и рабочей платформы в цилиндре 7 защитной оболочки.

Показанная на фиг. 2 выработка 10 для топлива служит как пример для иллюстрации этапа 5), где осуществляют строительство объединенной выработки, выработки 16 для электрооборудования и выработки 17 сброса давления. Когда выемка объединенной выработки, выработки 16 для электрооборудования и выработки 17 сброса давления завершена, мостовые краны 12 устанавливают на консольном выступе стены, который расположен в продольном направлении на верхней части объединенной выработки, с применением автокрана. Вспомогательное атомное энергооборудование транспортируют через главный транспортный ствол 13 к монтажной платформе 11, которая установлена на одной стороне или одном конце объединенной выработки. Вспомогательное атомное энергооборудование поднимают мостовыми кранами 12 на места работы. Объединенная выработка является длинной в продольном направлении, и в отличие от предыдущих этапов пространство для стрелы автокрана не ограничено, как в выработке 1 для ядерного реактора, таким образом, облегчена установка и строительство мостовых кранов 12 с применением автокрана.

Строительство по этапам 5) и строительство по этапам 1), 2), 3) или 4) осуществляется одновременно или одновременно осуществляется строительство по этапу 5) и строительство по этапам 1), 2), 3) и 4).

В способе полностью используют существующие в крупногабаритной подземной атомной электростанции устройства и комбинируют элементы подземного пространства и подземного строительства, предложенная новая идея разрешает трудности подъема и транспортировки крупногабаритных узлов в подземной атомной электростанции для строительства в подземном пространстве.

Хотя показаны и описаны частные варианты осуществления изобретения, специалисту в данной области техники понятно, что можно проводить изменения и модификации без отхода от объема изобретения в его более широких аспектах, и прилагаемая формула изобретения охватывает все такие изменения и модификации действительной сущности и объема изобретения.

Аспекты описания, которые подробно не описаны, относятся к существующей технике и известны специалисту в данной области техники.

Изобретение относится к области технологии для ядерной энергетики, конкретнее к способу подъёма и транспортировки узлов в подземной атомной электростанции. Техническим результатом является удобство и рациональность способа, а также простота подъёма и транспортировки крупногабаритных узлов в подземной атомной электростанции. Технический результат достигается тем, что заявленный способ подъема и транспортировки крупных частей подземной атомной электростанции включает в себя: этап 1: сооружение балок с анкерным креплением в горной породе выработки электростанции для ядерного реактора, подъем кольцевой мостовой строительной машины через вертикальную шахту подъемника и установка ее на балках с анкерным креплением в горной породе; этап 2: завершение выемки выработки электростанции для ядерного реактора, установка цилиндра защитной оболочки и подкрановых балок кольцевого крана, подъем балки кольцевого крана в вертикальную шахту подъемника портальным краном и установка балки кольцевого крана на подкрановых балках кольцевого крана при совместной работе портального крана и кольцевой мостовой строительной машины; этап 3: подъем фрагментов стальной внутренней облицовки купола защитной оболочки в выработке электростанции для ядерного реактора из вертикальной шахты подъемника часть за частью с применением подкрановых балок кольцевого крана и балки кольцевого крана как опорных точек несения нагрузок, а также сборка и сварка фрагментов стальной внутренней облицовки часть за частью; этап 4: транспортировка постоянного крупногабаритного оборудования в цилиндр защитной оболочки через проход для транспортировки оборудования, а также поворот и подъем оборудования с применением балки кольцевого крана. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ подъема и транспортировки узлов в подземной атомной электростанции, содержащий этапы, на которых:

1) на этапе сооружения уровня балки с анкерным креплением в горной породе укладывают бетон на выработку (1) для реактора для создания балки (15) с анкерным креплением в горной породе; поднимают кольцевой мостовой кран (6) к выработке (1) для реактора через шахту (2) подъемника сверху выработки для реактора; устанавливают кольцевой мостовой кран (6) на балке (15) с анкерным креплением в горной породе с применением автокрана;

2) обеспечивают возможность продолжения строительства и выемки выработки (1) для реактора; устанавливают цилиндр (7) защитной оболочки и подкрановую балку (18) полярного крана в выработке для реактора с применением кольцевого мостового крана (6); поднимают портальный кран на одном конце балки (4) полярного крана и подают балку (4) полярного крана к выработке (1) для реактора через шахту (2) подъемника; поднимают другой конец балки (4) полярного крана с применением кольцевого мостового крана (6); придают балке (4) полярного крана горизонтальное положение при совместном действии портального крана и кольцевого мостового крана (6); и устанавливают балку полярного крана на подкрановой балке (18);

3) применяют подкрановую балку (18) и балку (4) полярного крана в качестве опорных точек устройства для сборки стальной внутренней облицовки (5) на куполе защитной оболочки и поднимают обработанные части стальной внутренней облицовки (5) к выработке (1) для реактора через шахту (2) подъемника; паяют и собирают части на устройстве для сборки; и

4) транспортируют постоянное оборудование из ядерного реактора (3) в цилиндр (7) защитной оболочки через транспортный коридор (14), который соединен с выработкой (1) для реактора; и перегружают постоянное оборудование и поднимают постоянное оборудование к рабочим площадям с применением балки (4) полярного крана.

2. Способ по п. 1, в котором строительство объединенной выработки и строительство по этапу 1) осуществляют одновременно; при этом, когда выемка объединенной выработки завершена, мостовые краны (12) устанавливают на консольном выступе стены, который расположен в продольном направлении на верхней части объединенной выработки, с помощью автокрана; вспомогательное атомное энергооборудование транспортируют через главный транспортный ствол (13) к монтажной платформе (11), которая установлена на одной стороне или на одном конце объединенной выработки; и вспомогательное атомное энергооборудование поднимают к рабочим местам мостовыми кранами (12).

3. Способ по п. 1, в котором строительство объединенной выработки и строительство по этапу 2) осуществляют одновременно; при этом, когда выемка объединенной выработки завершена, мостовые краны (12) устанавливают на консольном выступе стены, который расположен в продольном направлении на верхней части объединенной выработки, с помощью автокрана; вспомогательное атомное энергооборудование транспортируют через главный транспортный ствол (13) к монтажной платформе (11), которая установлена на одной стороне или на одном конце объединенной выработки; и вспомогательное атомное энергооборудование поднимают к рабочим местам мостовыми кранами (12).

4. Способ по п. 1, в котором строительство объединенной выработки и строительство по этапу 3) осуществляют одновременно; при этом, когда выемка объединенной выработки завершена, мостовые краны (12) устанавливают на консольном выступе стены, который расположен в продольном направлении на верхней части объединенной выработки, с помощью автокрана; вспомогательное атомное энергооборудование транспортируют через главный транспортный ствол (13) к монтажной платформе (11), которая установлена на одной стороне или на одном конце объединенной выработки; и вспомогательное атомное энергооборудование поднимают к рабочим местам мостовыми кранами (12).

5. Способ по п. 1, в котором строительство объединенной выработки и строительство по этапу 4) осуществляют одновременно; при этом, когда выемка объединенной выработки завершена, мостовые краны (12) устанавливают на консольном выступе стены, который расположен в продольном направлении на верхней части объединенной выработки, с помощью автокрана; вспомогательное атомное энергооборудование транспортируют через главный транспортный ствол (13) к монтажной платформе (11), которая установлена на одной стороне или на одном конце объединенной выработки; и вспомогательное атомное энергооборудование поднимают к рабочим местам мостовыми кранами (12).

6. Способ по п. 1, в котором строительство объединенной выработки и строительство по этапам 1), 2), 3) и 4) осуществляют одновременно; при этом, когда выемка объединенной выработки завершена, мостовые краны (12) устанавливают на консольном выступе стены, который расположен в продольном направлении на верхней части объединенной выработки, с помощью автокрана; вспомогательное атомное энергооборудование транспортируют через главный транспортный ствол (13) к монтажной платформе (11), которая установлена на одной стороне или на одном конце объединенной выработки; и вспомогательное атомное энергооборудование поднимают к рабочим местам мостовыми кранами (12).

7. Способ по п. 1, содержащий этап, на котором:

5) когда выемка объединенной выработки завершена, устанавливают мостовые краны (12) на консольном выступе стены, который расположен в продольном направлении на верхней части объединенной выработки, с помощью автокрана; транспортируют вспомогательное атомное энергооборудование через главный транспортный ствол (13) к монтажной платформе (11), которая установлена на одной стороне или на одном конце объединенной выработки; и поднимают вспомогательное атомное энергооборудование к рабочим местам с применением мостовых кранов (12).

8. Способ по п. 2, 3, 4, 5, 6 или 7, в котором объединенная выработка содержит вспомогательную выработку (8), две выработки (9) для обеспечения безопасности и выработку (10) для топлива; при этом вспомогательная выработка, две выработки для обеспечения безопасности и выработка для топлива расположены в продольном направлении в линию; вспомогательная выработка (8), одна выработка (9) для обеспечения безопасности, выработка (10) для топлива и другая выработка (9) для обеспечения безопасности соединены в указанном порядке; при этом вспомогательная выработка (8), две выработки (9) для обеспечения безопасности и выработка (10) для топлива соединены каждая с главным транспортным стволом (13); причем наружная концевая поверхность вспомогательной выработки (8) и одна сторона выработки (10) для топлива снабжены каждая монтажной платформой (11), при этом каждая из монтажных платформ соединена с главным транспортным стволом (13).