譚美，李鵬凡，郭健，張進(jìn)才，陳艷霞

武漢第二船舶設(shè)計(jì)研究所，湖北 武漢 430205

0 引 言

近年來(lái)，為解決全球偏遠(yuǎn)地區(qū)供電、城市供熱及海水淡化等問(wèn)題，一種可移動(dòng)的小型浮動(dòng)堆正悄然興起[1]。美國(guó)政府自20 世紀(jì)90 年代以來(lái)，一直在資助開(kāi)發(fā)小型堆，迄今為止，全球范圍內(nèi)已提出約50 種小型堆設(shè)計(jì)方法和概念[2]。美國(guó)的mPower，NuScale，俄羅斯的OKBM 和韓國(guó)的SMART 等小型模塊化壓水堆正處于申請(qǐng)?jiān)u審階段，近期均有可能獲批建設(shè)[3]。在國(guó)內(nèi)，ACP100，CAP150，ACPR50S 小型堆在我國(guó)海上浮動(dòng)堆及城市供熱等領(lǐng)域表現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。在小堆應(yīng)用研究領(lǐng)域，重點(diǎn)圍繞核安全、防核擴(kuò)散、放射性廢物管理、資源有效利用和經(jīng)濟(jì)性改善等方面，開(kāi)展了大量的反應(yīng)堆固有安全、非能動(dòng)、燃料循環(huán)利用等可行性研究和方案設(shè)計(jì)，但在小堆的核輔助設(shè)施、保障系統(tǒng)和構(gòu)筑物等方面研究很少[4]。安全殼是反應(yīng)堆最重要的構(gòu)筑物，是核安全的最后一道安全屏障，是事故后防止放射性物質(zhì)向環(huán)境擴(kuò)散而采取的最重要的措施之一。余愛(ài)萍和王遠(yuǎn)功[5]針對(duì)核反應(yīng)堆安全殼結(jié)構(gòu)形式的選擇，較為全面地總結(jié)了世界各國(guó)陸上反應(yīng)堆安全殼的發(fā)展情況。陸上核電站反應(yīng)堆安全殼是以預(yù)應(yīng)力鋼筋混領(lǐng)土為主要設(shè)計(jì)型式，其在重量、尺寸和設(shè)計(jì)壓力等方面均不能適應(yīng)海洋環(huán)境條件下的裝船要求。例如，一般陸上核電站安全殼容器的容積約為6×104m3，不考慮材料重量對(duì)總體方案的影響，承壓和屏蔽采用厚重的預(yù)應(yīng)力混凝土，設(shè)計(jì)壓力約0.5 MPa[6]。可見(jiàn)，陸上反應(yīng)堆安全殼方案已超過(guò)一般船舶的主尺度和排水量標(biāo)準(zhǔn)，船堆適配性較差。

國(guó)外在軍用核動(dòng)力艦船、核動(dòng)力商船或破冰船方面擁有較多的使用經(jīng)驗(yàn)，但安全殼設(shè)計(jì)的公開(kāi)資料并不多，而且由于其應(yīng)用背景特殊，在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、換料周期等方面存在差異，因而影響了浮動(dòng)堆安全殼設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)。因此，有必要開(kāi)展浮動(dòng)堆安全殼設(shè)計(jì)研究，為船堆結(jié)合探索更好的解決途徑。本文擬通過(guò)借鑒成熟核動(dòng)力艦船和陸上核電站的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，吸收核電相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，采用“設(shè)計(jì)輸入—方案設(shè)計(jì)—結(jié)構(gòu)驗(yàn)證”的思路，提出一種有望適合于浮動(dòng)堆的安全殼方案及設(shè)計(jì)方法，為工程設(shè)計(jì)提供參考。

1 海洋適應(yīng)性研究

浮動(dòng)堆安全殼是典型的需要開(kāi)展海洋適應(yīng)性設(shè)計(jì)的構(gòu)筑物之一，除引言中介紹的浮動(dòng)堆安全殼在空間、重量和安全殼壓力等方面存在的船堆適應(yīng)性問(wèn)題外，還存在海上碰撞或沖擊等問(wèn)題。國(guó)際海事組織《核商船安全規(guī)則》（Res.A.491（XⅡ））原則上要求安全殼至船體外板具有至少B/5（B為船寬）的距離，或具有監(jiān)管機(jī)關(guān)認(rèn)可的等效碰撞保護(hù)結(jié)構(gòu)[7]，要求船舶舷側(cè)有一定的安全保護(hù)措施。圖1 梳理了一種關(guān)于浮動(dòng)堆安全殼海洋適應(yīng)性分析的流程方法，可作為設(shè)計(jì)參考。在船長(zhǎng)方向，為克服平臺(tái)搖擺（尤其是縱搖），要求船舶具有較大的長(zhǎng)寬比（L/B），通常需大于5。因此，浮動(dòng)堆安全殼設(shè)計(jì)對(duì)船舶的寬度和長(zhǎng)度具有較大影響。在重量方面，安全殼屏蔽是整個(gè)平臺(tái)重量的主要組成部分，占比約15%，因此，必須選擇重量更輕、更薄的屏蔽材料，以降低屏蔽重量和船舶寬度，這對(duì)提高浮動(dòng)堆的經(jīng)濟(jì)性具有重要作用。此外，由于堆艙段重量集中增加，其要求提高船舶總縱強(qiáng)度和船塢地基承載能力，但這又會(huì)導(dǎo)致船舶結(jié)構(gòu)重量和船塢改造成本的再次增加。另外，因受空間限制較明顯，對(duì)浮動(dòng)堆安全殼的小型化提出了很高的要求，這直接導(dǎo)致在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故下，安全殼的峰值壓力比陸地核電站高得多，例如，SAVANNAH 核動(dòng)力商船安全殼的容積約為1 100 m3，設(shè)計(jì)壓力約為1.28 MPa[8]。因此，為滿足安全殼的核安全功能要求，需要考慮一定的壓力控制措施，而陸地核電站僅依靠安全殼的自由容積即可在一定程度上緩解結(jié)構(gòu)承壓要求。

圖 1 浮動(dòng)堆安全殼分析流程Fig. 1 FNPP containment analysis flow

因此，為保障浮動(dòng)堆安全殼的核安全功能，提高浮動(dòng)平臺(tái)的經(jīng)濟(jì)性能，關(guān)鍵是要控制安全殼的容積和重量，降低安全殼壓力，保證安全殼強(qiáng)度。

2 設(shè)計(jì)輸入研究

安全殼空間需求是總體方案的重要設(shè)計(jì)輸入，安全殼空間除了要滿足設(shè)備布置外，還應(yīng)保證安全殼壓力低于安全殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而后者是主要矛盾。因此，對(duì)安全殼設(shè)計(jì)輸入的研究主要是解決影響安全殼壓力的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故，及其具有抑制安全殼壓力升高的相關(guān)因素。

2.1 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故確定

針對(duì)壓水堆安全殼，對(duì)安全殼的完整性構(gòu)成較大威脅的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故主要包括：一次側(cè)喪失冷卻劑事故（LOCA）、二次側(cè)主蒸汽管道破裂（MS LB），這2 類(lèi)事故所造成的質(zhì)能釋放能夠在較短的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致安全殼承受較大的內(nèi)壓，從而對(duì)安全殼的結(jié)構(gòu)完整性構(gòu)成威脅[9]。對(duì)于分散式浮動(dòng)壓水堆，在方案設(shè)計(jì)階段，考慮主管道冷段、熱段和泵吸入段斷裂，以及主蒸汽管斷裂作為安全殼設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故。通常，冷卻劑主管道冷段雙端斷裂是失水事故中最為嚴(yán)重的情況。

事故后安全殼壓力、溫度響應(yīng)分析需要基于一定的安全殼容積和抑壓措施，經(jīng)多方案定量分析，最終選擇安全殼容積、壓力和溫度參數(shù)均滿足設(shè)計(jì)的總體參數(shù)，并留有一定設(shè)計(jì)裕度[6]。

2.2 具有抑壓功能的因素分析

抑制壓力和溫度升高的因素有人為設(shè)置的抑壓措施、安全殼構(gòu)筑物及附屬設(shè)施的熱吸收。抑壓措施是針對(duì)安全殼設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故后，用于應(yīng)對(duì)安全殼事故前幾秒時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的峰值壓力，在事故后期階段，可以采用能動(dòng)余熱導(dǎo)出或其他手段來(lái)降低安全殼的壓力和溫度。

陸上核電站常見(jiàn)的抑壓措施有安全殼淹沒(méi)、噴淋和濕阱抑壓等[10]。典型的安全殼淹沒(méi)是AP1000 核電站采用的安全殼頂部大水箱，其最大缺點(diǎn)是水箱空間和重量大，不能適應(yīng)海洋環(huán)境；噴淋系統(tǒng)的冷凝效果要優(yōu)于淹沒(méi)方式，但其缺點(diǎn)是能動(dòng)噴淋依靠能動(dòng)設(shè)備，受設(shè)備及電力可靠性的影響嚴(yán)重；濕阱抑壓源自沸水堆，具有非能動(dòng)的特征，沸水堆運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)顯示其抑壓效果較理想，布置較方便[11]。對(duì)于浮動(dòng)堆，理論研究表明，濕阱抑壓效果明顯，具體見(jiàn)2.3 節(jié)的分析。

但浮動(dòng)堆采用濕阱抑壓技術(shù)也存在一定技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，主要表現(xiàn)在：1） 缺少工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證；2） 抑壓水艙容積較大，若作為安全殼的自由容積具有降壓功能，但抑壓水艙裝水后會(huì)造成浮動(dòng)堆重量負(fù)擔(dān)較大。因此，本研究方案考慮濕阱抑壓技術(shù)并展開(kāi)了理論分析與研究，用以為后期試驗(yàn)驗(yàn)證做準(zhǔn)備。濕阱抑壓技術(shù)實(shí)際是否適用于浮動(dòng)堆，還有待進(jìn)一步的試驗(yàn)驗(yàn)證。

2.3 濕阱抑壓的安全殼事故相應(yīng)研究

自由容積是指安全殼總?cè)莘e除去結(jié)構(gòu)和設(shè)備系數(shù)后的容積，可根據(jù)質(zhì)能釋放原理，初步估算安全殼事故壓力[5]?；谝换芈匪b量等設(shè)計(jì)輸入，可得到LOCA 事故下不同自由容積下的壓力曲線，如圖2 所示。

圖 2 自由容積與安全殼壓力曲線Fig. 2 Containment′s volume and pressure curve

計(jì)算表明，自由容積與安全殼壓力具有負(fù)相關(guān)性，自由容積越小，壓力增加越明顯。根據(jù)壓力目標(biāo)，可初步確定安全殼的自由容積。

上文介紹了浮動(dòng)堆采用濕阱抑壓的技術(shù)方案，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是確定濕阱的容量和氣水比。氣水比過(guò)大，易導(dǎo)致高溫蒸汽冷卻不充分；氣水比過(guò)小，又易導(dǎo)致系統(tǒng)啟動(dòng)或運(yùn)行困難?？梢?jiàn)氣水比過(guò)高或過(guò)低均會(huì)影響到抑壓效果。經(jīng)對(duì)比研究，本文選擇1∶1 的氣水比，在1 800 m3自由容積下對(duì)不同濕阱容量的LOCA 事故熱工響應(yīng)進(jìn)行理論分析，如圖3 所示。

圖 3 濕阱容量與安全殼壓力關(guān)系Fig. 3 Relationship between wet pool volume and containment peak pressure

2.4 最終設(shè)計(jì)參數(shù)

由圖3 可知，濕阱容積在500 m3以內(nèi)時(shí)，峰值壓力的下降速率很快。在該容積下，有、無(wú)濕阱抑壓措施的安全殼峰值壓力如圖4 所示。由圖4可知，濕阱抑壓效果明顯，安全殼峰值壓力由0.75 MPa 降低到了0.51 MPa，峰值壓力降幅約32%。

圖 4 安全殼濕阱抑壓效果對(duì)比Fig. 4 Comparison of pressure control effects with and without wet pool

因此，安全殼的最終設(shè)計(jì)參數(shù)為自由容積1 800 m3，其中，干阱容積1 300 m3，濕阱容積500 m3，安全殼設(shè)計(jì)壓力考慮10%的設(shè)計(jì)裕度后取0.561 MPa。該參數(shù)將作為安全殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要輸入，安全殼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)滿足各類(lèi)規(guī)定工況與載荷組合要求，相關(guān)研究分析見(jiàn)第4 節(jié)。

3 空間布置研究

3.1 方案概述

浮動(dòng)堆安全殼是一種船用承壓艙室，考慮到其在海洋環(huán)境條件下會(huì)受到碰撞、沖擊、船體變形等外部載荷的影響，安全殼外壁面應(yīng)與船體結(jié)構(gòu)弱性連接。此外，還需考慮安全殼屏蔽層的安裝工藝需求、結(jié)構(gòu)在役檢查的可達(dá)性要求、安全殼貫穿件開(kāi)孔的局部強(qiáng)度要求等?？傮w結(jié)構(gòu)型式應(yīng)設(shè)計(jì)緊湊，以提高船體艙的空間利用率。

本文推薦的浮動(dòng)堆總體方案特征如圖5 所示，在安全殼耐壓邊界外側(cè)設(shè)置了混合板架結(jié)構(gòu)加強(qiáng)方式，并在腹板相應(yīng)位置處設(shè)置了減輕孔。該結(jié)構(gòu)加強(qiáng)方式可充分利用安全殼的空間：底部和側(cè)面通過(guò)設(shè)置減輕孔，與船體具有弱性連接；底部、頂部、側(cè)面和后部可形成空艙，注水后不僅具有屏蔽效果，還具有安全殼冷卻功能，在事故工況下可作為冷卻水源；前部為敞開(kāi)的結(jié)構(gòu)，有利于一回路等系統(tǒng)貫穿件的布置。

圖 5 浮動(dòng)堆安全殼結(jié)構(gòu)模型Fig. 5 FNPP containment structural model

3.2 外形選擇

參考以往海上核動(dòng)力艦船設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，浮動(dòng)堆安全殼具有圓筒和方形2 種方案，兩者在承壓性能和空間利用率方面具有顯著的區(qū)別。其中方形安全殼的整體空間利用率高，可在內(nèi)部設(shè)置多層平臺(tái)，平臺(tái)之間的層高不受殼體結(jié)構(gòu)影響，殼內(nèi)設(shè)備布置的空間利用率高。同時(shí)，方形結(jié)構(gòu)與船體艙室的貼合性也很好，船體的空間利用率高。俄羅斯最新的核動(dòng)力破冰船及浮動(dòng)堆（KLT-40S）均采用的是這種方案[12]。

但在承壓能力方面，方形安全殼不及圓形安全殼。對(duì)于同等主尺度的浮動(dòng)堆平臺(tái)，若采用圓形安全殼，由于其艙室空間利用率較低，會(huì)使安全殼的最大自由容積減小、壓力增加。經(jīng)分析計(jì)算，發(fā)現(xiàn)方形安全殼的壓力約為圓形安全殼的1/2，而方形安全殼結(jié)構(gòu)的重量卻約為圓形安全殼的2 倍。

方形安全殼在采用增大安全殼容積和壓力控制措施后，安全殼內(nèi)壓力可得到有效降低，接近陸上核電站水平，使得方形安全殼壓力和溫度能較好的適應(yīng)現(xiàn)有設(shè)備的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，避免了大范圍引起設(shè)備重新鑒定或試驗(yàn)等問(wèn)題，不會(huì)引起明顯的下降。

經(jīng)綜合分析，本文認(rèn)為浮動(dòng)堆較適合采用方形安全殼方案。

3.3 抑壓水艙

上文分析了在設(shè)計(jì)浮動(dòng)堆方案時(shí)，建議考慮采用設(shè)置抑壓水艙的濕阱抑壓技術(shù)，浮動(dòng)堆安全殼抑壓水艙的布置和容量是確定安全殼總體方案的關(guān)鍵，應(yīng)遵循以下原則：

1） 與安全殼一體化設(shè)計(jì)；

2） 位于壓力邊界以內(nèi)；

3） 與破口就近布置；

4） 足夠的抑壓容量；

5） 避免對(duì)一回路布置造成影響等。

因此，本文給出了一種濕阱布置方案，如圖6所示，包含1 個(gè)主抑壓艙和2 個(gè)輔抑壓艙，分別位于一回路系統(tǒng)的后方和兩側(cè)下部，主、輔抑壓水艙接近并圍繞主管道。

3.4 安全包封

放射性物質(zhì)包容是安全殼主要的核安全功能之一，《核商船安全規(guī)則》要求海上核動(dòng)力設(shè)施設(shè)置4 層安全屏障，依次是核燃料包殼、一回路壓力邊界、安全殼和安全包封[7]。安全包封是指包圍安全殼結(jié)構(gòu)的一道屏障，其主要功能是阻止放射性物質(zhì)非有意釋放并限制其泄漏。因此，浮動(dòng)堆采用安全殼包封型方案，如圖7 所示。

圖 6 浮動(dòng)堆濕阱布置Fig. 6 FNPP wet-pool arrangement

圖 7 浮動(dòng)堆安全殼包封構(gòu)型Fig. 7 FNPP containment protective enclosure configuration

內(nèi)層安全殼為一次結(jié)構(gòu)，是承受安全殼設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件下壓力峰值和包容失水事故裂變產(chǎn)物的包容邊界。安全包封為二次結(jié)構(gòu)，是船體堆艙結(jié)構(gòu)的組成部分，應(yīng)滿足一定的泄漏率指標(biāo)要求，例如KLT-40S 浮動(dòng)堆要求安全包封的泄漏率達(dá)每天1%[12]。此外，安全包封對(duì)防火、防碰撞也具有較好的效果。

3.5 輻射屏蔽

從前文關(guān)于安全殼空間和重量限制的分析可知，浮動(dòng)堆應(yīng)考慮混凝土、鉛、鑄鐵、水等屏蔽材料的綜合使用[12]，不同材料的等效屏蔽厚度比參見(jiàn)表1。其中鉛的屏蔽效果好、重量輕、尺寸小，但價(jià)格高。單獨(dú)使用其他屏蔽材料，均會(huì)導(dǎo)致重量和船舶主尺度增大，綜合經(jīng)濟(jì)性能不好[13]。

表 1 屏蔽材料厚度對(duì)比表Table 1 Thickness ratios of radiation shield material

因此，浮動(dòng)堆安全殼屏蔽宜采用以鉛為主，其他屏蔽材料為輔的方針。利用安全殼與安全圍壁的夾層設(shè)置屏蔽水艙，在空間允許的地方使用鐵或混凝土，減少鉛的使用，增加經(jīng)濟(jì)性。

4 結(jié)構(gòu)分析研究

4.1 物項(xiàng)分級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)

進(jìn)行安全殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析首先需確定其安全分級(jí)，這是保證安全殼核安全功能的基礎(chǔ)，陸上核電站與核動(dòng)力艦船規(guī)范均規(guī)定安全殼為核安全2級(jí)[14-16]。在采用標(biāo)準(zhǔn)方面，ASME 規(guī)范體系第1 冊(cè)NE 分卷的MC 級(jí)是專(zhuān)門(mén)針對(duì)鋼制安全殼而設(shè)計(jì)的章節(jié)，AP1000 核電站安全殼的設(shè)計(jì)參照了該標(biāo)準(zhǔn)[14]，因此，浮動(dòng)堆安全殼設(shè)計(jì)也參考該標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 工況與載荷組合研究

安全殼結(jié)構(gòu)需滿足不同類(lèi)別工況下載荷組合的強(qiáng)度要求，結(jié)合ASME 規(guī)范中MC 級(jí)部件設(shè)計(jì)規(guī)定[15]，安全殼載荷分為A，B，C，D 等幾類(lèi)工況，詳細(xì)的描述見(jiàn)ASME 規(guī)范，此處不再贅述。其中，B 級(jí)工況為電廠正常運(yùn)行工況，載荷并不惡劣，載荷強(qiáng)度被其他幾類(lèi)載荷包容，故不單獨(dú)列出。參考陸上核電站安全殼分析模式，浮動(dòng)堆將重點(diǎn)考慮海洋環(huán)境載荷，本文選取了安全停堆波浪載荷和極限波浪載荷，因此將C 類(lèi)工況分為C1 和C2，取代了陸上核電站地震載荷。此外，還存在著由人為事件造成的外部載荷，如船舶碰撞、直升機(jī)墜落等，將參考陸上核電站模式獨(dú)立校驗(yàn)，不作為浮動(dòng)堆安全殼典型的載荷工況。因此，安全殼的設(shè)計(jì)工況及載荷組合如表2 所示。表中，Ⅰ～Ⅺ分別表示重力、安全停堆波浪載荷、極限波浪載荷、試驗(yàn)壓力、試驗(yàn)溫度、工作壓力、工作溫度、設(shè)計(jì)壓力、事故工況下熱反應(yīng)、事故工況下熱載荷，以及事故工況下管道沖擊/甩擊/反力。

表 2 安全殼工況及載荷組合Table 2 Containment design conditions and load group

4.3 應(yīng)力強(qiáng)度分析研究

ASME 規(guī)范推薦了分析法和公式法2 種強(qiáng)度限制方法，根據(jù)浮動(dòng)堆安全殼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，存在殼體、板架支撐結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)不連續(xù)處、應(yīng)力集中區(qū)等構(gòu)件，故適于采用分析法。將安全殼結(jié)構(gòu)應(yīng)力分為一次應(yīng)力、二次應(yīng)力（Q）和峰值應(yīng)力（F），其中一次應(yīng)力又分為總體和局部薄膜應(yīng)力（Pm，PL）及彎曲應(yīng)力（Pb），二次應(yīng)力為薄膜應(yīng)力加彎曲應(yīng)力。

進(jìn)行強(qiáng)度分析時(shí)，需針對(duì)不同的工況，根據(jù)安全殼構(gòu)件的受力特點(diǎn)，校核不同的應(yīng)力類(lèi)型。根據(jù)ASME 規(guī)范相應(yīng)應(yīng)力類(lèi)型的強(qiáng)度限值，可采用有限元分析程序評(píng)估安全殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的滿足情況，如表3 所示。表中：Smc為許用應(yīng)力；Sml為許用應(yīng)力強(qiáng)度；Sa為由設(shè)計(jì)疲勞曲線確定的應(yīng)力幅值。

表 3 浮動(dòng)堆安全殼應(yīng)力強(qiáng)度限制Table 3 FNPP containment structural stress limits

進(jìn)行應(yīng)力強(qiáng)度分析時(shí)，還必須考慮邊界條件的影響，因?yàn)榘踩珰な艽w結(jié)構(gòu)的弱性支撐，對(duì)提高安全殼的強(qiáng)度性能有幫助。因此，在分析浮動(dòng)堆安全殼的強(qiáng)度時(shí)，可將安全殼視為本體獨(dú)立、底部受船體簡(jiǎn)支的結(jié)構(gòu)模型。基于表2 的載荷工況組合，根據(jù)表3 所示的應(yīng)力強(qiáng)度限制，對(duì)安全殼殼體、骨材、框架、肘板等構(gòu)件進(jìn)行校核計(jì)算，最終確定安全殼板采用厚38 mm、腹板高1 500 mm 的T 型材加強(qiáng)的安全殼結(jié)構(gòu)來(lái)滿足ASME 規(guī)范MC 級(jí)部件的要求。安全殼結(jié)構(gòu)重量約2 000 t，約占浮動(dòng)平臺(tái)排水量的6.6%，能較好地適應(yīng)排水量30 000 t 級(jí)、堆功率2×100 MW 的平臺(tái)主尺度要求。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)浮動(dòng)堆安全殼的設(shè)計(jì)研究，并結(jié)合安全殼與海洋環(huán)境條件的適應(yīng)性，提出了浮動(dòng)堆安全殼空間、重量和壓力這3 個(gè)主要設(shè)計(jì)要求。在設(shè)計(jì)流程上，首先分析浮動(dòng)堆安全殼的設(shè)計(jì)輸入，明確設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故，論證安全殼的壓力水平，固化安全殼空間需求；在設(shè)計(jì)安全殼方案時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注安全殼外形、壓力控制、安全屏障和輻射屏蔽對(duì)安全殼總體性能的影響。設(shè)計(jì)結(jié)果必須確保安全殼放射性物質(zhì)所包容的核心功能，必須驗(yàn)證在各類(lèi)事故工況組合下安全殼的結(jié)構(gòu)是完整的。最后，文章給出了一種浮動(dòng)堆鋼質(zhì)安全殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析方法，可供設(shè)計(jì)人員參考。