CN101740147B - 一种核电站乏燃料的干式竖井贮存系统及其贮存方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种核电站乏燃料的干式竖井贮存系统及其贮存方法，该系统包括：装料子系统、贮存子系统、再装料子系统、转运子系统、余热排出子系统、负压通风子系统、燃料抽吸子系统和气体吹扫子系统。该系统省去了水法贮存的水冷系统和水净化系统；通过将贮存竖井设置在地面以下，可以有效防止外部事件的影响，如飞机撞击等；在需要转移时，可将乏燃料贮存罐从贮存库内取出，通过吊装设备直接装入乏燃料屏蔽转运容器运走，便于运输；由于厂房和结构设备没有被放射性物质沾污，在乏燃料贮存罐外运之后，乏燃料贮存库可进行常规拆解和退役，基本不需要放射性去污，便于乏燃料贮存库的退役；贮存罐可根据电站的运行，分期加工，降低初投资。

Description

一种核电站乏燃料的干式竖井贮存系统及其贮存方法

技术领域

本发明涉及一种核电站乏燃料的干式竖井贮存系统以及其贮存方法，特别是涉及一种用于球床式高温气冷堆核电站乏燃料贮存系统及其贮存方法。

背景技术

核电站在运行过程中，会产生乏燃料，一座百万千瓦电功率的核电机组，每年产生的乏燃料有几十吨。根据我国的核电发展规划，在2020年以后，我国每年产生的乏燃料量将超过1000吨，乏燃料的贮存和处理措施将成为国家需要考虑的重要问题。

根据一个国家核能战略的政策，对核电站反应堆运行后卸出的乏燃料可采用不同的处置措施，主要措施有两种：一种是后处理战略，即对乏燃料中所含的有用核素进行分离，并加以回收利用，对无用的裂变产物和次锕系元素进行固化，然后进行地质深埋处置或进行分离嬗变，该措施的特点是，铀资源利用率较高，并减少了高放废物的处置量，降低了乏燃料的毒性，缺点是费用很高，可生产出核材料钚，不利于防止核扩散，处理后的核废料可以通过地质深埋的方法进行处置。另外一种措施是一次通过的战略，即乏燃料经过冷却，包装后作为废物进行地质深埋处置或长期贮存，该措施的特点是费用较低，方法简单，不会产生核材料钚，核扩散风险很低，缺点是废物放射性及毒性很高，延续的时间也很长。

我国对核电发展做总体规划时，就确定了发展核电必须相应发展后处理的战略，但是我国的乏燃料处理技术发展较慢，2005年后，国家开始积极发展核电，随着核电的快速发展，乏燃料处理能力，已经不能满足现实的需要。参考美国的经验教训，美国曾经支持一次通过的战略，但其最终处置场尤卡山项目碰到了困难，现在美国已经倾向于采用后处理的策略。但由于核电站产生的大量乏燃料没有得到处理，而在堆贮存的水池也已经装满，为了满足大量乏燃料的贮存问题，发展了干式贮存容器技术，干式贮存容器由两部分组成：内层金属裸罐和外层混凝土屏蔽罐，裸罐内设置贮存格架，将乏燃料放置到贮存格架内，将裸罐密封好之后，放置到混凝土屏蔽罐内，然后运至电厂附近的乏燃料贮存场址进行中间贮存。

除了压水堆，我国还在积极开发球床模块式高温气冷堆核电站，高温堆核电站被公认为是具有第四代核电主要特征的核电站，具有固有安全、防止核扩散、可产生高温工艺热等优点，目前有多个国家都在积极开发高温堆核电站，如美国、日本、德国和南非等。

高温气冷堆根据燃料元件的形状可分为两类，一类是采用球形燃料元件的球床高温气冷堆，另一类是采用棱柱状燃料元件的柱状高温气冷堆，球形燃料元件和棱柱状燃料元件内均弥散有涂敷燃料颗粒。涂敷燃料颗粒的直径约1mm，燃料的直径为0.5mm，外部涂敷3层热解碳和1层碳化硅，起到燃料的包壳作用。球形燃料元件是将一定数量的燃料颗粒和基体石墨充分混合，压成直径50mm的石墨元件，然后再在外部包裹压制一层纯石墨作为燃料元件的外壳，压制好的燃料元件外径为60mm。柱形燃料元件是将一定数量的燃料颗粒和基体石墨充分混合，压成燃料棒，再把若干燃料棒装入六角形石墨柱的燃料孔道内构成的。

球床高温气冷堆的发源地德国，先后建造了AVR和THTR300两座球床高温气冷堆，并完成了模块式高温气冷堆HTR-Module的初步设计。我国在参考德国球床高温堆设计经验的基础上，自主研究设计和建造了具有自主知识产权的10MW高温气冷堆，经过多年的运行表明，该反应堆运行稳定，安全可靠，为大功率高温堆的商业化应用奠定了坚实的技术基础。为了将高温堆在核电领域进行应用推广，在我国的十一五规划中，将研究设计和建造一座模块式高温气冷堆核电站列入国家重大专项，预计在将来几年，世界上第一座商业规模的球床高温气冷堆将在我国建成并投入商业运行。通过该商业示范工程项目，可以为将来高温堆核电站的批量化建造奠定坚实的工程和技术基础。

由于球床高温气冷堆的燃料元件与压水堆核电站不同，从堆芯排出的球形乏燃料，需要采用适合球形燃料元件贮存的贮存容器，并贮存在合适的贮存设施内，在乏燃料的操作过程和贮存过程中，要保证乏燃料的操作安全、临界安全、辐射防护安全和余热排出安全，本专利所描述的一种球形乏燃料元件的贮存系统，经过适当修改后也可用来贮存压水堆核电站和其它类型核电站的乏燃料组件。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供一种核电站乏燃料的干式竖井贮存系统及其贮存方法，可用于球床高温气冷堆排出的乏燃料的贮存。

技术方案

本发明的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，按照功能可包括如下子系统：

装料子系统，其用于将反应堆排出的燃料元件，通过输送管道和装料设备装入乏燃料贮存罐内；

负压通风子系统，其用于在装料过程中将乏燃料的粉尘和气体裂变产物抽出，然后进行过滤和净化，防止粉尘和放射性气体进入乏燃料厂房和外部环境；

贮存子系统，其用于将装有乏燃料的贮存罐，叠放在贮存竖井内；

燃料抽吸子系统，其用于通过风机和燃料元件抽吸装置，将燃料元件从所述乏燃料贮存罐内抽吸出来；

再装料子系统，其用于将核反应堆排出的燃料元件，通过所述燃料抽吸子系统和燃料输送管道，输送到核反应堆内；

转运子系统，其用于将贮存库内存放的乏燃料贮存罐装到乏燃料转运设备上；

余热排出子系统，其用于排出在贮存竖井内贮存的乏燃料贮存罐中的乏燃料的余热；

气体吹扫子系统，其用于对燃料输送过程中在管道内和设备内产生的粉尘，进行定期吹扫与过滤，确保乏燃料装料系统的稳定与安全运行。

其中，所述乏燃料贮存罐为薄壁裸罐，上下两部分都设置了加强和缓冲筋板，内部设有至少一个空心金属管。所述乏燃料贮存罐的罐体高度约4m，外径约1.8m，可以整体装入乏燃料屏蔽转运容器内，方便乏燃料的转运。所述乏燃料贮存罐的顶部设置吊装口，通过吊具，可以远程控制并实时监测乏燃料贮存罐的吊装。

其中，所述装料子系统包括计数器和阀门、厚壁屏蔽罩。

其中，所述贮存竖井内设有贮存筒，贮存筒与乏燃料贮存罐之间构成环形间隙。所述贮存筒与贮存竖井的混凝土墙之间存在空间，并且贮存筒与贮存竖井的混凝土墙可靠固定。所述贮存筒的直径与贮存罐的尺寸相匹配，使贮存罐能够直接安全叠放在贮存筒内而不需要格架。

其中，所述贮存竖井可以设置在地面以下、地面以上或者半地面以下，半地面以上。所述贮存竖井顶部设有屏蔽井盖。

其中，所述余热排出子系统为强迫风冷系统，所述通风系统有三种运行模式：第一种、正常运行时采用闭式强迫通风冷却，可以有效减缓贮存库内金属材料的腐蚀速度；第二种、在冷却器发生故障和冷却负荷不够的情况下，采用开式强迫通风，将热空气通过烟囱直接排放到外部大气；第三种、在发生断电和风机故障等事故工况下，采用开式自然通风，热空气通过热压形成的压头，从烟囱直接排放到外部大气，可保证乏燃料余热的安全排出。

其中，在所述再装料子系统中，所述燃料元件包括核反应堆正常运行时从核反应堆中排出的乏燃料元件、用于反应堆初始装料的石墨元件以及堆芯需要排空时的部分燃耗燃料元件。。

其中，所述再装料子系统包括分离器，用于将不符合要求的燃料元件和破碎的燃料块分选出来。所述分离器为碎球分离器。

其中，所述燃料抽吸子系统中从贮存罐内抽吸燃料元件的空气流量和压力可调，抽吸的空气通过过滤器进行过滤和净化，防止粉尘和放射性气体释放到外部环境。

本发明还提供了使用该核电站乏燃料贮存系统的贮存方法，包括如下步骤：

装料步骤，其通过装料设备将从核反应堆排出的乏燃料元件、用于反应堆初始装料的石墨元件以及堆芯需要排空时的部分燃耗燃料元件装入乏燃料贮存罐；

贮存步骤，其将装满乏燃料的贮存罐通过吊装设备均匀叠放到贮存库内的若干个贮存竖井内；

余热排出步骤，其对乏燃料和堆芯排空燃料进行冷却，将乏燃料贮存罐内余热安全排出；

再装料步骤，其在需要时，首先将暂存的石墨元件返回堆芯，待堆芯装满石墨元件后再将堆芯排出的燃料元件返回堆芯，直到将石墨元件逐渐置换出堆芯，在再装料过程中有效降低元件辐射对操作人员的影响；

转运步骤，其在需要转移时，将乏燃料贮存罐从贮存库内取出，然后通过吊装设备装入乏燃料屏蔽转运容器运走。

其中，所述乏燃料贮存罐在装入乏燃料的过程中，采用风机对乏燃料贮存罐进行强迫风冷；在风机发生故障情况下，通过热压形成的压头驱动空气进行自然通风，对装料中的乏燃料贮存罐进行冷却，热空气通过乏燃料厂房外的烟囱排放到外部大气。

其中，乏燃料贮存库完全依靠外围的混凝土墙进行辐射屏蔽，采用风机对装入贮存库的乏燃料贮存罐进行闭式强迫风冷；在风机发生故障情况下，通过热压形成的压头驱动空气进行自然通风，对贮存库内的乏燃料贮存罐进行冷却，热空气通过乏燃料厂房外的烟囱排放到外部大气。

其中，装料时，乏燃料贮存罐装在地车屏蔽罩内，装料装置和燃料输送管道都有辐射屏蔽。

有益效果

本发明提出的乏燃料贮存系统，具有以下优点：

1.本发明的乏燃料贮存方法为干式贮存，省去了水法贮存的水冷系统和水净化系统，降低了三废数量；

2.通过将贮存竖井放置在地面以下，可以有效防止外部事件的影响，如飞机撞击、爆炸和飞射物等；

3.在需要转移时，可将乏燃料贮存罐从贮存库内取出，然后通过吊装设备直接装入乏燃料屏蔽转运容器运走，便于运输；

4.由于厂房和结构设备没有被放射性物质沾污，在乏燃料贮存罐外运之后，乏燃料贮存库即可进行常规的拆解和退役，基本不需要放射性去污，便于乏燃料贮存库的退役；

5.贮存罐可根据电站的运行，分期加工，即加工费可列入电站运行费，可降低初投资。

附图说明

下面结合附图详细说明本发明，其中，

图1是根据本发明的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统的乏燃料贮存罐的示意图；

图2是根据本发明的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统的乏燃料贮存系统的方框示意图；

图3是根据本发明的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统的乏燃料贮存竖井的示意图；

图4是根据本发明的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统的余热排出子系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1是根据本发明的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统的乏燃料贮存罐的示意图，乏燃料贮存在乏燃料贮存罐内。乏燃料贮存罐为薄壁裸罐。罐体高度约为4m，外径约为1.8m，可以整体装入乏燃料屏蔽转运容器内，方便乏燃料的转运。乏燃料贮存罐的顶部设置吊装口，通过吊具，可以远程控制并实时监测乏燃料贮存罐的吊装，并保证乏燃料贮存罐的吊装安全、临界安全和腐蚀防护安全。

如图2所示，本发明提出的乏燃料贮存系统，按功能可以包括如下子系统：1-装料子系统；2-贮存子系统；3-再装料子系统；4-转运子系统；5-余热排出子系统；6-负压通风子系统；7-燃料抽吸子系统；8-气体吹扫子系统。

在装料子系统中，将核反应堆排出的乏燃料元件，通过燃料输送管道和装料设备装入乏燃料贮存罐内，并通过计数器和阀门控制装入的乏燃料数量，除了乏燃料元件，该子系统还可以将核反应堆排出的其他燃料元件，如用于反应堆初始装料的石墨元件、堆芯需要排空时的部分燃耗燃料元件等，装入乏燃料贮存罐。在装料过程中，通过负压通风子系统，可以将乏燃料的粉尘和气体裂变产物抽出，然后进行过滤和净化，防止粉尘和放射性气体进入乏燃料厂房和外部环境。

在装入一定数量的乏燃料后，需要将乏燃料贮存罐吊装到乏燃料贮存库的贮存竖井内贮存。在此之前，为了确保乏燃料贮存罐的密封性，将潜在的放射性气体和粉尘安全包容在贮存罐内，需要对贮存罐的罐口进行密封，密封可以采用O型圈和焊接两种型式，分别采用现有技术中相应的设备实现这两种密封功能。

在装料和转移过程中，乏燃料贮存罐始终放置在厚壁屏蔽罩内，可有效屏蔽乏燃料的放射性，使运行人员能够靠近装料系统进行一些必要的操作。屏蔽罩安装在乏燃料转运地车的小车上，在装料位置装入乏燃料并进行密封后，可通过转运地车将屏蔽罩和乏燃料贮存罐转移到贮存竖井上方，在移开贮存竖井井盖后，可将乏燃料贮存罐从屏蔽罩内吊装到竖井内贮存。

在贮存子系统中，将装有乏燃料元件的乏燃料贮存罐，叠放在贮存竖井内，根据贮存竖井的高度确定叠放的乏燃料贮存罐数量，同时也要保证乏燃料贮存罐在发生意外跌落事故后，确保乏燃料贮存罐的完好性以及乏燃料元件的安全。根据乏燃料贮存库的面积大小，可以在贮存库内设置多个贮存竖井，贮存竖井可以设置在地面以下、地面以上，或是部分在地面下，可以分别实现不同的要求，如可以防止外部事件和节省成本等。贮存竖井的横截面示意图如图3所示，贮存竖井的示意图如图4所示。贮存竖井内设有贮存筒，用于构成流道和阻挡贮存罐向外的热辐射。贮存筒与贮存竖井的混凝土隔墙可靠固定，冷空气从贮存竖井的顶部进入贮存筒与混凝土墙之间的空间，向下流动，冷却混凝土墙和贮存筒，流到竖井底部后，折返向上流动，流过乏燃料贮存罐与贮存筒之间的环形间隙，冷却乏燃料贮存罐，带走乏燃料元件余热，然后从贮存竖井顶部排出。

存放在贮存竖井内的乏燃料贮存罐，通过余热排出子系统排出乏燃料元件的余热，余热排出子系统为强迫风冷系统，示意图如图4所示。通风系统有三种运行模式：(1)正常运行时采用闭式强迫通风冷却，可以有效减缓贮存库内金属材料的腐蚀速度；(2)在冷却器发生故障和冷却负荷不够的情况下，采用开式强迫通风，将热空气通过烟囱直接排放到外部大气；(3)在发生断电和风机故障等事故工况下，采用开式自然通风，热空气通过热压形成的压头，从烟囱直接排放到外部大气，也可保证乏燃料元件余热的安全排出。

燃料抽吸子系统可以通过罗茨风机和燃料元件抽吸装置，将燃料元件从贮存罐内抽吸出来，抽吸的空气流量和压力可调，抽吸的空气通过过滤器进行过滤和净化，防止粉尘和放射性气体释放到外部环境。

在再装料子系统中，可以将核反应堆排出的用于反应堆初始装料的石墨元件以及堆芯需要排空时的部分燃耗燃料元件，通过燃料抽吸子系统和燃料输送管道，输送到核反应堆内。在将燃料元件返回堆芯之前，需要通过碎球分离器将不符合要求的石墨元件和部分燃耗元件分选出来，确保返回堆芯的元件均是完好的。分选出的石墨元件和部分燃耗元件输送到具有辐射屏蔽功能的碎球罐内贮存。

在转运子系统中，将存放在贮存库的贮存竖井内的乏燃料贮存罐，通过吊装设备吊装到地车上的屏蔽罩内，然后通过乏燃料转运间上部的吊装口，将乏燃料贮存罐吊装到转运间内的乏燃料屏蔽转运容器内，该乏燃料屏蔽转运容器可以是市场上经过运行验证过的技术成熟的乏燃料转运容器，在将乏燃料屏蔽转运容器的盖密封好后，可以吊装到乏燃料转运车上横放并可靠固定，然后可以运送到最终处置场或乏燃料后处理厂。

在气体吹扫子系统中，对燃料输送过程中，在管道内和设备内产生的粉尘，进行定期吹扫与过滤，确保乏燃料装料系统的稳定与安全运行。

下面结合附图2介绍本发明的具体实施方式。

本发明提出的乏燃料贮存系统，将从堆芯排出的乏燃料元件，装入地车屏蔽罩内的乏燃料贮存罐中。当乏燃料贮存罐装满后，装料设备将罐盖盖在罐口上并密封，启动地车将乏燃料贮存罐运至待装入的贮存竖井处，先打开竖井屏蔽盖，然后开启屏蔽罩上方的吊装设备，将屏蔽罩内的乏燃料贮存罐吊起，然后将地车屏蔽罩底部支撑板从两侧分别移出，将乏燃料贮存罐吊入贮存竖井内，吊装设备自动脱钩后升至井口上部的地车屏蔽罩内，然后将地车屏蔽罩底部的支撑板插入屏蔽罩内，将贮存竖井屏蔽盖还原到井口，地车将屏蔽罩运至乏燃料装料位置附近的新罐吊装口上，将地车屏蔽罩底部支撑板从两侧分别移出，通过屏蔽罩上的吊装机构，将空的乏燃料贮存罐从转运间吊装到屏蔽罩内，然后将地车屏蔽罩底部的支撑板插入屏蔽罩，将乏燃料贮存罐落到支撑板上，然后地车将屏蔽罩返回到乏燃料装料位置，准备继续装入乏燃料。

在需要排空反应堆堆芯内的燃料元件时，首先停堆冷却一段时间，然后将堆内的高压氦气输送到氦气贮存系统暂存，堆内切换成常压空气气氛，然后开始卸出堆芯内的燃料元件。堆芯内的燃料元件在空气和常压状态下，沿卸出乏燃料元件的路线，经空气提升和输送装入乏燃料贮存罐内暂存。堆芯排空燃料元件的装料的工艺流程，以及将贮存罐装入贮存竖井的工艺流程，与上述乏燃料排出与贮存的工艺流程相同。装料过程中以及贮存过程中都采用强迫风冷，保证乏燃料贮存罐内燃料元件的余热能够安全排出。

在需要将乏燃料贮存罐内的燃料元件返回堆芯时，首先需要将暂存的石墨元件返回堆芯，然后再将堆芯排出的燃料元件返回堆芯。操作流程为：地车将内空的屏蔽罩转移到石墨元件贮存罐贮存竖井上方，先打开贮存竖井屏蔽盖，然后将地车屏蔽罩底部支撑板从两侧分别移出，开启屏蔽罩上方的吊装设备，将吊钩下降到石墨元件贮存罐上部，吊钩将贮存罐可靠挂好后，将石墨元件贮存罐吊起，吊入屏蔽罩内后，将地车屏蔽罩底部的支撑板插入屏蔽罩内，将石墨元件贮存罐落到支撑板上，然后将贮存竖井屏蔽盖还原到井口，地车将屏蔽罩运至乏燃料装料位置，通过燃料元件抽吸装置将石墨元件从贮存罐内抽吸出来，通过碎球分选后，输送到新燃料装料管道，然后通过罗茨风机气动提升到反应堆顶部装入堆芯内。

堆芯装满石墨元件后，再将堆芯排出的燃料元件返回堆芯，其操作流程与石墨元件返回堆芯的流程基本相同，可将石墨元件逐渐置换出堆芯，完成反应堆的再装料操作。

当需要将乏燃料贮存罐转移到后处理厂或永久贮存场址时，操作的工艺流程与再装料时从贮存竖井内取出石墨元件贮存罐的操作工艺相同，但在从贮存竖井内取出乏燃料贮存罐后，不再返回装料位置，地车将屏蔽罩运至乏燃料装料位置附近的新罐吊装口上。在乏燃料转运间，将屏蔽转运罐移至吊装口的正下方，然后开启屏蔽罩上方的吊装设备，将屏蔽罩内的乏燃料贮存罐吊起，然后将地车屏蔽罩底部支撑板从两侧分别移出，将乏燃料贮存罐吊入乏燃料转运间内的乏燃料屏蔽转运容器内，吊装设备自动脱钩后升至井口上部的地车屏蔽罩内，将地车屏蔽罩底部的支撑板插入屏蔽罩内，然后返回乏燃料贮存竖井，进行下一个乏燃料贮存罐的吊装。乏燃料屏蔽转运容器在装入乏燃料贮存罐后，通过吊车将乏燃料屏蔽转运容器的盖盖好，用螺栓固定。然后吊装到乏燃料转运车上横放并固定好，即可准备转运。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (23)

1.一种核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，其特征在于，所述核电站乏燃料的干式竖井贮存系统包括：

装料子系统，用于将反应堆排出的燃料元件，通过燃料输送管道和装料设备装入乏燃料贮存罐内；

贮存子系统，用于将装有乏燃料的所述乏燃料贮存罐叠放在乏燃料贮存库内的贮存竖井中，其中所述贮存子系统包括贮存竖井；

余热排出子系统，用于排出在所述贮存竖井中贮存的所述乏燃料贮存罐中的乏燃料的余热；

其中，在所述乏燃料贮存罐内设有至少一个空心金属管。

2.如权利要求1所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，其特征在于，所述核电站乏燃料的干式竖井贮存系统还包括：

燃料抽吸子系统，用于将燃料元件从所述乏燃料贮存罐内抽吸出来；

再装料子系统，用于将反应堆排出的燃料元件，通过所述燃料抽吸子系统和燃料输送管道，输送到核反应堆中。

3.如权利要求2所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，其特征在于，所述核电站乏燃料的干式竖井贮存系统还包括：

负压通风子系统，用于在装料过程中将乏燃料的粉尘和气体裂变产物抽出，然后进行过滤和净化，以防止粉尘和放射性气体进入乏燃料厂房和外部环境。

4.如权利要求3所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，其特征在于，所述核电站乏燃料的干式竖井贮存系统还包括：

气体吹扫子系统，用于对燃料输送过程中在管道内和设备内产生的粉尘，进行定期吹扫与过滤。

5.如权利要求4所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，其特征在于，所述核电站乏燃料的干式竖井贮存系统还包括：

转运子系统，用于将叠放在所述贮存竖井中的所述乏燃料贮存罐装到乏燃料转运设备上。

6.如权利要求1所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，其特征在于，所述的乏燃料贮存罐为薄壁裸罐。

7.如权利要求6所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，其特征在于，所述的乏燃料贮存罐上下两部分均设置了加强缓冲筋板。

8.如权利要求7所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，其特征在于，所述乏燃料贮存罐的罐体高度约4m，外径约1.8m。

9.如权利要求8所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，其特征在于，所述乏燃料贮存罐的顶部设置吊装口，用于和所述乏燃料贮存罐的吊具配合使用以远程控制并实时监测乏燃料贮存罐的吊装。

10.如权利要求1所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，其特征在于，所述装料子系统包括计数器和厚壁屏蔽罩。

11.如权利要求1所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，其特征在于，所述贮存竖井内设有贮存筒，所述贮存筒与所述乏燃料贮存罐之间形成环形间隙。

12.如权利要求11所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，其特征在于，所述贮存筒与贮存竖井的混凝土墙之间存在空间，并且贮存筒与贮存竖井的混凝土墙可靠固定。

13.如权利要求1所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，其特征在于，所述乏燃料贮存库中的贮存竖井顶部设有屏蔽井盖。

14.如权利要求11或12所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，其特征在于，所述贮存筒的直径与乏燃料贮存罐的尺寸相匹配。

15.如权利要求1所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，其特征在于，所述贮存竖井可以设置在地面以下、地面以上或者半地面以下，半地面以上。

16.如权利要求1所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，其特征在于，所述燃料元件包括核反应堆正常运行时从核反应堆中排出的乏燃料元件、用于反应堆初始装料的石墨元件以及堆芯需要排空时的部分燃耗燃料元件。

17.如权利要求2所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，其特征在于，所述再装料子系统包括分离器，用于将破碎的燃料块分选出来。

18.如权利要求17所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，其特征在于，所述分离器为碎球分离器。

19.如权利要求2所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统，其特征在于，所述燃料抽吸子系统中从所述乏燃料贮存罐内抽吸燃料元件的空气流量和压力是可调的。

20.一种核电站乏燃料的干式竖井贮存系统的贮存方法，包括如下步骤：

装料步骤，通过装料设备将从核反应堆排出的燃料元件装入乏燃料贮存罐；

贮存步骤，将装有乏燃料的乏燃料贮存罐通过吊装设备均匀叠放到乏燃料贮存库内的若干个贮存竖井内；

余热排出步骤，对乏燃料和堆芯排空燃料进行冷却，将罐内余热安全排出；

转运步骤，将乏燃料贮存罐从贮存库内取出，然后通过吊装设备装入乏燃料屏蔽转运容器运走；

在所述乏燃料贮存罐内设有至少一个空心金属管。

21.如权利要求20所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统的贮存方法，还包括如下步骤：再装料步骤，将乏燃料贮存罐内的燃料元件返回堆芯时，首先将暂存的石墨元件返回堆芯，待堆芯装满石墨元件后再将堆芯排出的燃料元件返回堆芯，直到将石墨元件逐渐置换出堆芯。

22.如权利要求20所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统的贮存方法，其特征在于，所述乏燃料贮存罐在装入乏燃料的过程中，采用风机对所述乏燃料贮存罐进行强迫风冷；在风机发生故障情况下，通过热压形成的压头驱动空气进行自然通风，对装料中的乏燃料贮存罐进行冷却，热空气通过乏燃料厂房外的烟囱排放到外部大气。

23.如权利要求20所述的核电站乏燃料的干式竖井贮存系统的贮存方法，其特征在于，所述乏燃料贮存库采用风机对装入所述乏燃料贮存库中的所述乏燃料贮存罐进行闭式强迫风冷；在风机发生故障情况下，通过热压形成的压头驱动空气进行自然通风，对所述乏燃料贮存库中的乏燃料贮存罐进行冷却，热空气通过乏燃料厂房外的烟囱排放到外部大气。

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