CN102142288B - 一种核电站乏燃料贮罐 - Google Patents
一种核电站乏燃料贮罐 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102142288B CN102142288B CN2010106210734A CN201010621073A CN102142288B CN 102142288 B CN102142288 B CN 102142288B CN 2010106210734 A CN2010106210734 A CN 2010106210734A CN 201010621073 A CN201010621073 A CN 201010621073A CN 102142288 B CN102142288 B CN 102142288B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- basin
- jar
- nuclear power
- fixedly connected
- power station
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Abstract
本发明涉及核反应堆工程技术领域，具体公开了一种核电站乏燃料贮罐，该贮罐包括贮罐筒体、上部封头、顶部支撑筋板、顶板、底部封头、底部支撑筋板、底板、罐塞和罐口；上部封头插入贮罐筒体内，与贮罐筒体固定连接；顶板固定在顶部支撑筋板上，顶部支撑筋板固定在上部封头上，顶板和顶部支撑筋板均与贮罐筒体固定连接；底部封头与贮罐筒体对接固定连接；底部支撑筋板固定连接在底部封头的底部，底板固定连接在底部支撑筋板的底部；罐口固定在所述上部封头上；罐塞插入罐口中，与罐口密封连接。该核电站乏燃料贮罐，能够实现高温堆乏燃料的安全贮存和转运，并且能够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。
Description
技术领域
本发明涉及核反应堆工程技术领域，特别涉及一种核电站乏燃料贮罐。
背景技术
为满足经济发展对电力的需求，我国核电已进入相对快速的发展阶段，核电的快速发展以及核电机组的增多，使乏燃料的产生速度加快。到2020年以后，预计每年都将卸下近千吨的乏燃料。核电站所产生的乏燃料的贮存与处理，直接影响着国家核工业能否持续、健康的发展。
核电站使用的核燃料主要由可裂变材料和可转换材料组成。反应堆中的可裂变材料，在裂变过程中会释放大量的热量，即核能；裂变材料消耗到一定程度后，裂变材料将成为乏燃料，乏燃料的主要特征是，具有很强的放射性，并仍产生衰变热。
我国在积极发展压水堆核电站的同时，也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。
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。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的石墨球，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。
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。为降低乏燃料贮罐的制造成本，乏燃料贮罐设计为薄壁容器，其辐射屏蔽功能较弱，无法满足辐射防护的安全要求，为此，在乏燃料贮存罐装料和转移的过程中，需要将乏燃料贮存罐放置在具有辐射屏蔽功能的屏蔽罩内，实现乏燃料在装料和转移过程中放射性的有效屏蔽。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是研究出一种适合球形乏燃料元件的贮存容器，实现乏燃料的长期可靠和安全贮存，且经济可行。
(二)技术方案
为了解决上述问题，本发明提供一种核电站乏燃料贮罐的新型设计，包括贮罐筒体、上部封头、顶部支撑筋板、顶板、底部封头、底部支撑筋板、底板、罐塞和罐口；
所述上部封头插入贮罐筒体内，与贮罐筒体固定连接；
所述顶板固定在所述顶部支撑筋板上，所述顶部支撑筋板固定在所述上部封头上，所述顶板和所述顶部支撑筋板均与所述贮罐筒体固定连接；
所述底部封头与所述贮罐筒体对接固定连接；
所述底部支撑筋板固定连接在所述底部封头的底部，所述底板固定连接在所述底部支撑筋板的底部；
所述罐口固定连接在所述上部封头上；所述罐塞插入所述罐口中，与罐口密封连接。
进一步地，所述贮罐内具有3组相互对称的内套管和外套管；所述内套管与所述底部封头固定连接；所述外套管与上部封头连接；所述内套管固定在所述底部封头的连接处与所述外套管固定在所述上部封头的连接处相对应，使得所述内套管插入到所述外套管中。
进一步地，所述上部封头为椭圆形，其顶部具有开孔，所述罐口固定连接在所述上部封头的开孔处；所述下部封头为球形。
进一步地，所述顶板具有实现吊装贮罐的吊装孔。
进一步地，所述罐口具有两道密封圈。
进一步地，所述罐塞顶部具有罐塞吊装口，所述罐塞吊装口为凹槽，在所述凹槽的内壁顶部具有凸沿。
进一步地，所述罐塞具有碰珠弹簧和碰珠，所述罐口具有碰珠压槽；
所述碰珠弹簧顶在所述碰珠上，所述碰珠通过碰珠弹簧作用后嵌入所述碰珠压槽中。
进一步地，所述罐塞和罐口均具有焊槽。
进一步地，所述底板具有散热作用的通风孔。
进一步地，还包括导流板，所述导流板与所述底部封头固定连接。
(三)有益效果
本专利提供的核电站乏燃料贮罐，能够实现高温堆乏燃料的安全贮存和转运，在乏燃料的操作过程和贮存过程中，能够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。该贮罐经过合理修改，可用来贮存压水堆核电站和其它类型核电站的乏燃料，也可应用于普通工业各类介质的安全贮存，适合普遍推广。
附图说明
图1是本发明实施例核电站乏燃料贮罐外观图；
图2是本发明实施例核电站乏燃料贮罐剖视图；
图3是本发明实施例核电站乏燃料贮罐罐口剖视图；
图4是本发明实施例核电站乏燃料贮罐顶部A-A横截面剖视图；
图5是本发明实施例核电站乏燃料贮罐底部B-B横截面剖视图；
图6是本发明实施例核电站乏燃料贮罐三维剖面图。
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。
如图1-5所示，该核电站乏燃料贮罐包括贮罐筒体1、底部封头2、底部支撑筋板3、底板4、上部封头10、顶部支撑筋板7、顶板5、罐塞8和罐口9。
上部封头10为椭圆形，其插入贮罐筒体1内，与贮罐筒体1进行焊接连接；顶板5焊接在顶部支撑筋板7上，顶部支撑筋板7焊接在上部封头10上，顶板5和顶部支撑筋板7均焊接在贮罐筒体1上；顶板5具有吊装孔6，便于贮罐的吊装。
底部封头2为球形，其与贮罐筒体1对接焊接在一起。球形的底部封头2结构便于将罐内的乏燃料元件取出。底部支撑筋板3焊接在底部封头2的底部，底板4焊接在底部支撑筋板3的底部。底板4具有散热作用的通风孔，为底板开孔14。
本发明贮罐中的底板及支撑筋板的设计除具有贮罐叠放时承受罐内燃料元件及罐体本身的重量外，还具有跌落变形吸震、防止贮罐破损的功能。
另外，该贮罐还包括导流板15，导流板15与底部封头2焊接连接，导流板可以防止乏燃料在此滞留而导致无法取出。
该贮罐内具有3组相互对称的内套管12和外套管11。内套管12焊接在底部封头2上；外套管11焊接在上部封头10上。该内套管12焊接在底部封头2的连接处与该外套管11焊接在上部封头10的连接处相对应，确保内套管12插入到该外套管11中。在实际操作中，先将上部封头10插入到贮罐同板1后进行焊接连接，将顶部支撑筋板7焊接到上部封头10和贮罐筒体1上，将顶板5焊接到贮罐筒体1和顶部支撑筋板7上，上述各部件焊接好之后构成贮罐的上部构件；然后，将底部支撑筋板3焊接到底部封头2上，将底板4焊接到底部支撑筋板3上，将内套管12焊接到底部封头2上，各部件焊接后构成贮罐的下部构件。其次，将下部构件插入到上部构件中，内套管12一端指向上部封头10的位置则为外套管11与上部封头10的焊接位置，找到该外套管11定位点后，将下部构件从上部构件中取出，在定位点处，将外管套11焊接到该上部封头10上，最后将底部封头2焊接到贮罐筒体1上。贮罐内设的3组防临界的内、外套管，可确保乏燃料在贮罐内贮存的过程中，在任何工况下都能保持次临界状态。将内、外套管设计为承插结构，可有效地防止冷缩热胀变形对乏燃料贮罐的不利影响。
在上部封头10加工罐口的开孔，罐口9焊接到该上部封头10开孔处。罐塞8插入罐口9中，与罐口9密封连接。具体为：罐口9上具有两道密封圈，用于密封罐塞8和罐口9，可防止罐塞8盖实后贮罐筒体1中的放射性气体溢出。罐塞具有碰珠21和碰珠弹簧20，罐口上具有碰珠压槽22；碰珠弹簧20顶在碰珠21上，罐塞8盖实后，碰珠21在碰珠弹簧20的弹力作用下嵌入碰珠压槽22中，可防止罐塞8上下移动，进一步加强罐塞8和罐口9之间的密封性。另外，罐塞8顶部和罐口9均具有焊槽，分别为罐口上的焊槽16和罐塞上的焊槽17，待贮罐装满乏燃料之后，通过亚弧焊或其他焊接形式将罐塞8和罐口9焊接在一起，焊槽16和17可以降低热传导速度，提高焊缝密封的可靠性，保证乏燃料放射性气体的长期有效包容。
罐塞8顶部具有罐塞吊装口18，该罐塞吊装口18为凹槽，凹槽的内壁顶部具有凸沿，该种结构的罐塞吊装口18，便于罐塞爪具的抓取，在需要将罐塞8从罐口9中取出，或将罐塞8插入罐口9时，可将罐塞卡爪置于罐塞吊装口18内进行抓取操作，确保抓取罐塞安全、便捷。
该乏燃料贮罐由不锈钢材料加工制成，防腐蚀性能好，尤其耐沿海海洋气候的氯离子腐蚀。另外，该乏燃料贮罐为一体化设计，可整体装入乏燃料屏蔽转运容器内，进行厂内和厂外的转移运输，运输安全便捷。
本专利提供的核电站乏燃料贮罐，能够实现高温堆乏燃料的安全贮存和转运，在乏燃料的操作过程和贮存过程中，能够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。该贮罐经过合理修改，可用来贮存压水堆核电站和其它类型核电站的乏燃料，也可应用于普通工业各类介质的安全贮存，适合普遍推广。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (10)
1.一种核电站乏燃料贮罐，其特征在于，包括贮罐筒体、上部封头、顶部支撑筋板、顶板、底部封头、底部支撑筋板、底板、罐塞和罐口；
所述上部封头插入贮罐筒体内，与贮罐筒体固定连接；
所述顶板固定在所述顶部支撑筋板上，所述顶部支撑筋板固定在所述上部封头上，所述顶板和所述顶部支撑筋板均与所述贮罐筒体固定连接；
所述底部封头与所述贮罐筒体对接固定连接；
所述底部支撑筋板固定连接在所述底部封头的底部，所述底板固定连接在所述底部支撑筋板的底部；
所述罐口固定连接在所述上部封头上；所述罐塞插入所述罐口中，与罐口密封连接。
2.如权利要求1所述的核电站乏燃料贮罐，其特征在于，所述贮罐内具有3组相互对称的内套管和外套管；
所述内套管与所述底部封头固定连接；
所述外套管与所述上部封头固定连接；
所述内套管固定在所述底部封头的连接处与所述外套管固定在所述上部封头的连接处相对应，使得所述内套管插入到所述外套管中。
3.如权利要求1所述的核电站乏燃料贮罐，其特征在于，所述上部封头为椭圆形，其顶部具有开孔，所述罐口固定连接在所述上部封头的开孔处；
所述底部封头为球形。
4.如权利要求1所述的核电站乏燃料贮罐，其特征在于，所述顶板具有实现吊装贮罐的吊装孔。
5.如权利要求1所述的核电站乏燃料贮罐，其特征在于，所述罐口具有两道密封圈。
6.如权利要求1所述的核电站乏燃料贮罐，其特征在于，所述罐塞顶部具有罐塞吊装口，所述罐塞吊装口为凹槽，在所述凹槽的内壁顶部具有凸沿。
7.如权利要求1所述的核电站乏燃料贮罐，其特征在于，所述罐塞具有碰珠弹簧和碰珠，所述罐口上设有碰珠压槽；
所述碰珠弹簧顶在所述碰珠上，所述碰珠通过碰珠弹簧作用后嵌入所述碰珠压槽中。
8.如权利要求1所述的核电站乏燃料贮罐，其特征在于，所述罐塞和罐口均具有焊槽。
9.如权利要求1所述的核电站乏燃料贮罐，其特征在于，所述底板具有散热作用的通风孔。
10.如权利要求1所述的核电站乏燃料贮罐，其特征在于，还包括导流板，所述导流板与所述底部封头固定连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010106210734A CN102142288B (zh) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | 一种核电站乏燃料贮罐 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010106210734A CN102142288B (zh) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | 一种核电站乏燃料贮罐 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102142288A CN102142288A (zh) | 2011-08-03 |
| CN102142288B true CN102142288B (zh) | 2012-11-14 |
Family
ID=44409730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010106210734A Active CN102142288B (zh) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | 一种核电站乏燃料贮罐 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102142288B (zh) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102682865B (zh) * | 2012-05-30 | 2015-07-15 | 清华大学 | 一种乏燃料贮存容器 |
| FR2992092B1 (fr) * | 2012-06-15 | 2014-07-04 | Tn Int | Procede optimise de chargement d'elements radioactifs dans un emballage |
| CN102881343B (zh) * | 2012-09-29 | 2015-03-04 | 清华大学 | 球床高温堆乏燃料卸料暂存装置 |
| US9406409B2 (en) * | 2013-03-06 | 2016-08-02 | Nuscale Power, Llc | Managing nuclear reactor spent fuel rods |
| CN104143364A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-11-12 | 中国核电工程有限公司 | 一种溶液贮罐中中子毒物的布置结构 |
| CN104952506A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-09-30 | 中国核电工程有限公司 | 一种乏燃料组件运输容器 |
| CN105427909B (zh) * | 2015-12-31 | 2017-07-07 | 清华大学 | 一种核电站乏燃料负压卸料系统 |
| CN106271443A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 山东宏达科技集团有限公司 | 乏燃料贮罐罐口及其焊接工艺 |
| CN106271442A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 山东宏达科技集团有限公司 | 乏燃料贮罐焊接工艺 |
| CN107610793B (zh) * | 2017-09-04 | 2024-03-19 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 用于海洋核动力平台的乏燃料贮存系统 |
| CN108305697B (zh) * | 2018-01-29 | 2020-06-05 | 中广核工程有限公司 | 核电厂乏燃料贮罐 |
| CN111128422B (zh) * | 2019-12-03 | 2023-11-24 | 中广核工程有限公司 | 乏燃料立式集中贮存模块组合 |
| CN114220583A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-03-22 | 华能核能技术研究院有限公司 | 一种球床式高温堆卡堵燃料元件贮存、转运装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000028784A (ja) * | 1998-07-08 | 2000-01-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 使用済燃料収納容器の搬入搬出方法 |
| CN101740147A (zh) * | 2009-12-17 | 2010-06-16 | 清华大学 | 一种核电站乏燃料的干式竖井贮存系统及其贮存方法 |
| CN101777398A (zh) * | 2010-01-20 | 2010-07-14 | 清华大学 | 一种球床高温堆燃料贮存罐 |
| CN101916603A (zh) * | 2010-07-13 | 2010-12-15 | 浙江博凡动力装备有限公司 | 乏燃料贮存套管及其制造方法 |
| CN101916605A (zh) * | 2010-07-26 | 2010-12-15 | 清华大学 | 一种核电站乏燃料贮存罐屏蔽罩成套装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001235583A (ja) * | 2000-02-23 | 2001-08-31 | Hitachi Ltd | 使用済燃料用キャスク |
| JP3978210B2 (ja) * | 2002-07-23 | 2007-09-19 | 三菱重工業株式会社 | キャスク |
| US20080137794A1 (en) * | 2005-12-01 | 2008-06-12 | Nac International, Inc. | Systems and methods for loading and transferring spent nuclear fuel |
-
2010
- 2010-12-24 CN CN2010106210734A patent/CN102142288B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000028784A (ja) * | 1998-07-08 | 2000-01-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 使用済燃料収納容器の搬入搬出方法 |
| CN101740147A (zh) * | 2009-12-17 | 2010-06-16 | 清华大学 | 一种核电站乏燃料的干式竖井贮存系统及其贮存方法 |
| CN101777398A (zh) * | 2010-01-20 | 2010-07-14 | 清华大学 | 一种球床高温堆燃料贮存罐 |
| CN101916603A (zh) * | 2010-07-13 | 2010-12-15 | 浙江博凡动力装备有限公司 | 乏燃料贮存套管及其制造方法 |
| CN101916605A (zh) * | 2010-07-26 | 2010-12-15 | 清华大学 | 一种核电站乏燃料贮存罐屏蔽罩成套装置 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 刘继国，律光照，孙德刚，娄培玉.10MW高温气冷实验堆乏燃料元件贮存系统设计.《高技术通讯》.1995,(第07期), * |
| 刘继国等.10 MW高温气冷堆乏燃料元件转运罐罐盖封压机构的研制.《原子能科学技术》.2006,(第01期), * |
| 刘继国等.10MW高温气冷堆乏燃料元件的贮存.《原子能科学技术》.2006,(第02期), * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102142288A (zh) | 2011-08-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102142288B (zh) | 一种核电站乏燃料贮罐 | |
| CN106024085A (zh) | 核电厂乏燃料干式贮存用转运容器 | |
| Forsberg et al. | Design options for the advanced high-temperature reactor | |
| US20230197300A1 (en) | Passive waste heat removal system on secondary side of marine environmental reactor | |
| CN203325479U (zh) | 一种压水堆反应堆压力容器 | |
| CN103310855A (zh) | 一种液态重金属冷却反应堆燃料组件 | |
| WO2021076781A3 (en) | Nuclear reactors having liquid metal alloy fuels and/or moderators | |
| CN101777398B (zh) | 一种球床高温堆燃料贮存罐 | |
| CN215007548U (zh) | 一种采用整体式吊篮的乏燃料贮存和运输容器 | |
| CN102201269A (zh) | 球床高温气冷堆乏燃料装料装置 | |
| CN114566301A (zh) | 一种用于运输铀化物粉末的运输容器 | |
| CN113270219A (zh) | 一种采用模块式吊篮的乏燃料贮存和运输容器 | |
| US4610839A (en) | Storage container and carrying peg for radioactive material | |
| CN212113243U (zh) | 一种海洋环境二次侧非能动余热排出系统 | |
| KR102347712B1 (ko) | 높은 열전도 특성 및 자가밀봉 기능을 가지는 사용후핵연료 캐니스터 | |
| JP2021512295A (ja) | 二重基準の燃料キャニスタシステム | |
| CN201754340U (zh) | 一种用于双层容器的连接支承结构 | |
| CN212230087U (zh) | 一种利用浮球阀控制的池式反应堆余热排出系统 | |
| CN206259191U (zh) | 一种高放射性废物容器 | |
| Guidez et al. | Proposal of new safety measures for European Sodium Fast Reactor to be evaluated in framework of Horizon-2020 ESFR-SMART project | |
| CN111899902A (zh) | 一种利用浮球阀控制的池式反应堆余热排出系统 | |
| CN107777155B (zh) | 一种用于丰度不超过5%的六氟化铀贮运容器 | |
| CN101777396B (zh) | 球床高温堆球流管路闭锁器 | |
| CN218918458U (zh) | 核反应堆堆腔非能动注水冷却系统 | |
| CN213716530U (zh) | 一种用于核燃料转运的盖板主体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210114 Address after: 100193 building 26, Zhongguancun Software Park, 8 Dongbeiwang West Road, Haidian District, Beijing Patentee after: CHINERGY Co.,Ltd. Address before: 100084 mailbox, 100084-82 Tsinghua Yuan, Beijing, Haidian District, Beijing Patentee before: TSINGHUA University |
|
| TR01 | Transfer of patent right |