CN103065696A - 乏燃料干式贮存装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乏燃料干式贮存装置，该装置包括：乏燃料贮罐、支座和外部模块，所述乏燃料贮罐套装于外部模块内，所述外部模块顶部设置有屏蔽顶盖，所述屏蔽顶盖与所述外部模块为密封连接，所述支座设置在乏燃料贮罐与外部模块之间的底部和侧壁上，用于支撑乏燃料贮罐使其与外部模块之间形成腔室，所述外部模块设置有进风通道和出风通道。采用本发明的乏燃料干式贮存装置，能够实现对乏燃料贮罐的放射性屏蔽，并将乏燃料贮罐的余热通过自然通风的方式排放到外部环境，无需利用风机、水泵等动力设备，不但节省能源，减小了日常维护，而且具有固有安全性，有效保证了乏燃料贮罐自然通风冷却系统的安全。
Description
技术领域
本发明涉及核电站的乏燃料贮存领域，特别涉及一种乏燃料干式贮存装置。
背景技术
核电站提供了全球17%的电力供应，是不可或缺的能源之一，但是核电站自身的问题限制了其发展，如核电的安全性和乏燃料的贮存与处置等。在日本福岛核事故之后，核电的固有安全性受到广泛重视，开发安全可靠的乏燃料贮存装置，对于核电的安全运行和可持续发展具有重要意义。
我国目前已建成多座压水堆核电站，今后核电发展的主要技术路线仍然是压水堆，与此同时，也在积极开发具有第四代核电安全特征的球床模块式高温气冷堆核电站，高温堆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。球床高温气冷堆采用的燃料元件与压水堆核电站不同，为石墨基体的球形燃料元件，压制好的燃料元件外径为60mm。与压水堆类似，高温堆核电站的乏燃料也需考虑在电站内安全贮存，乏燃料元件从反应堆内排出后，装入乏燃料贮罐内，然后将贮罐贮存在乏燃料贮存设施内。现有的乏燃料贮存设施通常采用风机、水泵等动力设备对其进行降温散热，这种方法需要操作人员的维护，消耗了大量资源和人力。
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：如何提供一种乏燃料的干式贮存装置，来实现对乏燃料贮罐的放射性屏蔽，并将乏燃料贮罐的余热通过自然通风的方式排放到外部环境，且能够有效保证乏燃料贮罐自然通风冷却系统的安全。
（二）技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种乏燃料干式贮存装置，该装置包括：乏燃料贮罐、支座和外部模块，所述乏燃料贮罐套装于外部模块内，所述外部模块顶部设置有屏蔽顶盖，所述屏蔽顶盖与所述外部模块为密封连接，所述支座设置在乏燃料贮罐的底部和外部模块的侧壁上，用于支撑乏燃料贮罐，所述外部模块设置有进风通道和出风通道。
优选的，所述外部模块为混凝土模块。
优选的，所述进风通道和出风通道的形状为弯头状，进风通道和出风通道之间的腔室内设置有腔室隔板。
优选的，所述外部模块沿侧壁对称设置4组进风通道和出风通道，所述每组进风通道和出风通道之间的腔室内设置有腔室隔板。
优选的，所述进风通道和出风通道设置在距外部模块底端5米以上的位置。
优选的，所述乏燃料贮罐的侧壁上设置有导流筒，所述乏燃料贮罐和导流筒对应支座的位置沿纵向设置有导轨。
优选的，所述外部模块的内壁上设置有热电偶。
优选的，所述外部模块底部设置有排水管，所述排水管上设置有水位计。
优选的，所述外部模块对应支座、屏蔽顶盖、进风通道和出风通道的位置设置有支承埋件。
（三）有益效果
采用本发明的乏燃料干式贮存装置，能够实现对乏燃料贮罐的放射性屏蔽，并将乏燃料贮罐的余热通过自然通风的方式排放到外部环境，无需利用风机、水泵等动力设备，不但节省能源，减小了日常维护，而且具有固有安全性，有效保证了乏燃料贮罐自然通风冷却系统的安全。
附图说明
图1是本发明实施例乏燃料干式贮存装置的结构透视图。
图2是本发明实施例乏燃料干式贮存装置的截面图。
图3是本发明实施例乏燃料干式贮存装置的放大图I。
图4是本发明实施例乏燃料干式贮存装置的放大图II。
图5是本发明实施例乏燃料干式贮存装置的放大图Ⅲ。
图6是本发明实施例乏燃料干式贮存装置的放大图Ⅳ。
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。
本发明提出的模块式乏燃料干式贮存装置的示意图如图1～图6所示。
本发明实施例提出的模块式乏燃料干式贮存装置，由以下部件构成：
混凝土模块1、乏燃料贮罐2、上部导轨支座3、屏蔽顶盖4、吊环接口5、顶盖支承埋件6、排风管7、进风管8、导轨9、下部导轨支座10、下部支承预埋板11、贮罐支座12、排水管13、支座预埋板14、贮罐支座手孔15、导流筒16、密封板17、隔板下法兰18、隔板上法兰19、密封垫20、螺栓21、腔室隔板22、上部支承预埋板23、基座24、水位计25、铠装热电偶26、隔板预埋件27。
本发明提出的模块式乏燃料干式贮存装置，结构描述如下：
模块式乏燃料干式贮存装置主要由混凝土模块、基座、顶盖支承埋件、屏蔽顶盖、导轨及支座、导流筒、贮罐支座及隔板等部件构成。
混凝土模块1支承在基座24上，基座24为地面上设置的钢筋混凝土垫板，用于支承一个或一组混凝土模块1。混凝土模块1为钢筋混凝土制成的内空立方体，内腔可以放入一个乏燃料贮罐2，以及乏燃料贮罐2的底部支承和侧向支承，混凝土模块1的顶部中心位置设有顶盖支承埋件6，顶盖支承埋件6完全贯穿混凝土模块1顶部的混凝土屏蔽层，可以刚好放入一个屏蔽顶盖4。顶盖支承埋件6和屏蔽顶盖4的接缝处为台阶式设计，保证了受力的可靠性和辐射屏蔽的安全性。屏蔽顶盖4的顶部中心设有吊环接口5，用于固定屏蔽顶盖4的吊环，以便吊装，顶盖支承埋件6的底部设有倒角，方便乏燃料贮罐2吊出混凝土模块1时进行导向。
顶盖支承埋件6和屏蔽顶盖4的顶部设有密封板17，密封板17用于在混凝土模块1装入满载的乏燃料贮罐后，将其盖在顶盖支承埋件6和屏蔽顶盖4的上部，并将密封板17与顶盖支承埋件6的上表面进行密封焊接，确保混凝土模块1内乏燃料贮罐2的固有安全。
混凝土模块1的内部为方形的空腔，空腔底部的混凝土表面上设有支座预埋板14，支座预埋板14上固定有贮罐支座12，贮罐支座12上设有手孔15，用于在混凝土模块内腔设备的安装、调试和底面的清洁。贮罐支座12上部可以放置一个乏燃料贮罐。
混凝土模块1内腔下部的侧壁四周，设有下部支承预埋板11，在预埋板11上固定有下部导轨支座10，混凝土模块内腔上部的侧壁四周，设有上部支承预埋板23，在预埋板23上固定有上部导轨支座3，上部导轨支座3和下部导轨支座10分别固定导轨9的上下两端。乏燃料贮罐2在进出混凝土模块1的内腔时，依靠导轨9进行限位和导向，导轨的顶端向外倾斜，方便乏燃料贮罐2吊入混凝土模块1时进行导向。
导流筒16的底部支承在贮罐支座12上，并由贮罐支座12进行横向限位，使其不会发生横向移动，导流筒16的顶部则由腔室隔板22的内孔进行横向限位，轴向可向上自由伸缩，以适应导流筒16的热胀冷缩。腔室隔板22为外方内圆型钢隔板，固定在混凝土模块1内腔上部的隔板预埋件27上，用于将由进风管8进入模块内腔的冷风腔室和流过乏燃料贮罐后从排风管7排风的热风腔室隔离，隔板预埋件27围绕混凝土模块内腔一周，与腔室隔板22密封焊接。
为了提高冷风和热风之间隔离的密封性，在腔室隔板22上设有与导流筒16的动密封，该动密封由隔板下法兰18、隔板上法兰19、密封垫20和螺栓21组成，下法兰18固定在腔室隔板22上，密封垫20置于下法兰18与导流筒16之间，上法兰19通过螺栓21固定在下法兰18上，并将密封垫20压缩使其紧密贴合到下法兰18和导流筒16的壁面上，从而阻止了由进风管8进入模块内腔的冷风从腔室隔板22与导流筒16之间的间隙旁流到排风管7。
进风管8位于混凝土模块1的上部，排风管7则位于进风管8的侧上部，进风管8和排风管7均设置了4个，分别设置在混凝土模块1的四面墙上，以减小环境风场对混凝土模块1内自然通风的影响。进风管8和排风管7均采用带弯头的曲管设计，以减小开孔对辐射屏蔽的削弱作用，同时，也使外界环境的降雨无法飘入和流入混凝土模块1的内腔，除非地面的积水高过进风管8，此时地面的积水须超过5m的高度，从而极大减小了混凝土模块1内腔被水淹的事故概率。
混凝土模块1的底部设有排水管13，用于排出混凝土模块1内腔的积水，在正常运行期间，排水管13通过其外部的盲法兰或阀门封死，防止外部环境地面的积水反灌入混凝土模块1的内腔。在排水管13上可以设置用于监测混凝土模块1内腔事故进水的水位计25，在水位超过安全限值后将报警。在混凝土模块1内壁的不同高度处，设有多个铠装热电偶26，用于监测混凝土模块1内壁不同高度处的混凝土温度，当温度超过安全限值后将报警。
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 (9)
1.一种乏燃料干式贮存装置，其特征在于，该装置包括：乏燃料贮罐、支座和外部模块，所述乏燃料贮罐套装于外部模块内，所述外部模块顶部设置有屏蔽顶盖，所述屏蔽顶盖与所述外部模块为密封连接，所述支座设置在乏燃料贮罐的底部和外部模块的侧壁上，用于支撑乏燃料贮罐，所述外部模块设置有进风通道和出风通道。
2.权利要求1所述的乏燃料干式贮存装置，其特征在于，所述外部模块为混凝土模块。
3.权利要求1所述的乏燃料干式贮存装置，其特征在于，所述进风通道和出风通道的形状为弯头状，进风通道和出风通道之间的腔室内设置有腔室隔板。
4.权利要求3所述的乏燃料干式贮存装置，其特征在于，所述外部模块沿侧壁对称设置4组进风通道和出风通道，所述每组进风通道和出风通道之间的腔室内设置有腔室隔板。
5.权利要求1所述的乏燃料干式贮存装置，其特征在于，所述进风通道和出风通道设置在距外部模块底端5米以上的位置。
6.权利要求1所述的乏燃料干式贮存装置，其特征在于，所述乏燃料贮罐的侧壁上设置有导流筒，所述乏燃料贮罐和导流筒对应支座的位置沿纵向设置有导轨。
7.权利要求1所述的乏燃料干式贮存装置，其特征在于，所述外部模块的内壁上设置有热电偶。
8.权利要求1所述的乏燃料干式贮存装置，其特征在于，所述外部模块底部设置有排水管，所述排水管上设置有水位计。
9.权利要求1所述的乏燃料干式贮存装置，其特征在于，所述外部模块对应支座、屏蔽顶盖、进风通道和出风通道的位置设置有支承埋件。
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