CN103377737B - 一种湿式乏燃料贮存系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及核电站乏燃料贮存领域，涉及一种湿式乏燃料贮存系统。采用非能动方式，解决实现乏燃料长期贮存。乏燃料贮存格架放置在乏燃料贮存池的底部，乏燃料贮存池盛有冷却液，装载乏燃料组件的密封容器放置在乏燃料贮存格架上，空冷塔设置在乏燃料贮存池上部，热管式冷却装置的一端设在空冷塔内，热管式冷却装置的另一端浸入乏燃料贮存池的冷却液中。本发明利用乏燃料产生的衰变热驱动分离式冷却装置，无需外界驱动力，实现了乏燃料贮存池内的冷却液自然循环，采用非能动方式实现乏燃料长期贮存，并且本系统具有运行可靠的优点。

Description

一种湿式乏燃料贮存系统
技术领域
本发明涉及核电站乏燃料贮存技术领域，特别涉及一种用于液体作为中间热阱的湿式乏燃料贮存系统。
背景技术
对于一般的压水堆核电站，换料周期通常为12-18个月，换出的乏燃料一般先存储在辅助厂房的乏燃料水池中，存放几年的时间，等到乏燃料的衰变热减小，再将乏燃料运走，目前乏燃料贮存池的衰变热导出主要是通过乏燃料贮存池衰变热导出系统实现，在泵的作用下，水由乏燃料贮存池抽出后到达外置换热器，在此换热器中被冷却水冷却，从而排出热量。该种方法依赖电源驱动泵，且需要持续地提供冷却水源，严重事故下该冷却系统可靠性差。传统的乏燃料池与核岛紧密联接在一起，当经过一段时间后，应当将乏燃料从乏燃料池中取出另外贮存，以减少与核岛相连乏燃料池内的热负荷。
此外，目前，将乏燃料贮存在厂内的技术还有干式贮存技术，等到足够长的时间，乏燃料的衰变热非常小的时候，用密闭容器将其封存，然后再将容器运至干式贮存的厂房，通过空气的自然循环冷却，持续地将乏燃料的衰变热带走。
发明内容
本发明的目的在于一种与核岛分离的、非能动的湿式乏燃料贮存系统，实现乏燃料长期贮存。
实现本发明的技术方案：一种湿式乏燃料贮存系统，包括乏燃料贮存池和乏燃料贮存格架，乏燃料贮存格架放置在乏燃料贮存池的底部，乏燃料贮存池盛有冷却液，还包括密封容器、热管式冷却装置和空冷塔，装载乏燃料组件的密封容器放置在乏燃料贮存格架上，空冷塔设置在乏燃料贮存池上部，热管式冷却装置的一端设在空冷塔内，热管式冷却装置的另一端浸入乏燃料贮存池的冷却液中；所述热管式冷却装置中具有热管，热管采用金属管加工成，内部注入制冷工质，制冷工质包括乙醇、氨、水和丙酮。
所述的冷却液采用水或者溴化锂液体；所述的密封容器为双层材料，内层为0.1～1.8m厚度的铅，外层为0.1～10cm的不锈钢，外层不锈钢包在内层铅上面。
所述热管式冷却装置中具有热管，热管外周焊接翅片，热管分上、下两段，上段部分为冷凝段和冷凝段翅片；下段部分为蒸发段和蒸发段翅片。
所述热管式冷却装置中具有热管，热管分上、中和下三段，上段和下段部分外周焊接翅片，中段部分固定隔热套，上段部分为冷凝段和冷凝段翅片；中段部分为绝热段；下段部分为蒸发段和蒸发段翅片。
本发明的效果:本发明利用乏燃料产生的衰变热驱动分离式冷却器，无需外界驱动力，实现了乏燃料贮存池内的冷却液自然循环，采用非能动方式实现乏燃料长期贮存，并且本装置具有运行可靠的优点。
附图说明
图1为本发明的一种湿式乏燃料贮存系统的结构示意图；
图2为本发明的热管结构示意图。
图中：
1、地面；2、密封容器；3、乏燃料贮存格架；4、冷却液；5、热管式装置；6、空冷塔；7、乏燃料贮存池；8、冷凝段；9、冷凝段翅片；10、绝热段10；11、蒸发段；12、蒸发段翅片。
具体实施方式
为了更清晰地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种湿式乏燃料贮存装置，包括密封容器2、乏燃料贮存格架3、冷却液4、热管式冷却装置5、空冷塔6和乏燃料贮存池7，在地面1的下方修建水泥池，其作为乏燃料贮存池7，乏燃料贮存池7盛有冷却液4，冷却液4采用价格低廉的水或者难以挥发、沸点极高的溴化锂液体。乏燃料贮存池7的底部区域放置乏燃料贮存格架3，乏燃料贮存格架3采用现有技术，以满足抗震与强度的要求，提供足够的支撑，乏燃料组件置于密封容器2内，密封容器2为双层结构，内层为0.1～1.8m厚度的铅，可以选择0.lm、0.5m、lm或1.8m,以提供足够的屏蔽以防止放射性外泄，外层为0.1～10cm厚度的不锈钢，可以选择0.1cm、5cm或10cm，内层0.5m的铅外面包有5cm不锈钢皮与冷却液接触，乏燃料密封容器2放置在乏燃料贮存格架3上。热管式冷却装置5的一端从空冷塔6的下面插入空冷塔6内，并且固定连接，空冷塔6的下方坐落在地面1上，并且设置在乏燃料贮存池7上部，热管式冷却装置5的另一端浸入乏燃料贮存池7的冷却液中。
热管式冷却装置5由多根热管构成，热管采用金属管加工成，内部注入制冷工质，制冷工质包括乙醇、氨、水和丙酮。所述的热管外周焊接翅片，热管分上、下两段，上段部分为冷凝段和冷凝段翅片；下段部分为蒸发段和蒸发段翅片。
如图2所示，所述的热管分上、中和下三段，上段和下段部分外周焊接翅片，中段部分固定隔热套，上端部分为冷凝段8和冷凝段翅片9；中段部分为绝热段10；下段部分为蒸发段11和蒸发段翅片12。
工作过程：首先将从反应堆或与核岛相连的乏燃料池中取出的乏燃料组件，用由铅和不锈钢组的金属乏燃料组件密封容器2密封，再将密封容器2放于单独设置的乏燃料贮存池7内的乏燃料贮存格架3上，冷却液4由水或者溴化锂组成，首先获得乏燃料组件通过密封容器2释放的衰变热，温度升高，向上运动。而热管式冷却器5的下部蒸发端布置于冷却液4的上部，热管式冷却器5中的工质水或氨水或乙醇吸收热量蒸发成气体沿管壁向上流动，在热管式冷却器5的上部被空冷塔6中的空气冷却凝结，然后再沿热管冷却器5的管壁返回下端形成循环。通过这个循环，热量传递到空冷塔中的空气，空气受热向上运行，形成对流，乏燃料贮存池的热量最终传递到环境空气中。
本发明并不严格地局限于所述实例。根据本发明提出的方法，可以灵活地在很多厂址长期贮存核电站的乏燃料。

Claims (4)

1.一种湿式乏燃料贮存系统，包括乏燃料贮存池和乏燃料贮存格架，乏燃料贮存格架放置在乏燃料贮存池的底部，乏燃料贮存池盛有冷却液，其特征在于：还包括密封容器、热管式冷却装置和空冷塔，装载乏燃料组件的密封容器放置在乏燃料贮存格架上，空冷塔设置在乏燃料贮存池上部，热管式冷却装置的一端设在空冷塔内，热管式冷却装置的另一端浸入乏燃料贮存池的冷却液中；所述热管式冷却装置中具有热管，热管采用金属管加工成，内部注入制冷工质，制冷工质包括乙醇、氨、水和丙酮。
2.如权利要求1所述的湿式乏燃料贮存系统，其特征在于：所述的冷却液采用水或者溴化锂液体；所述的密封容器为双层材料，内层为0.1～1.8m厚度的铅，外层为0.1～10cm的不锈钢，外层不锈钢包在内层铅上面。
3.如权利要求1所述的湿式乏燃料贮存系统，其特征在于：所述热管式冷却装置中具有热管，热管外周焊接翅片，热管分上、下两段，上段部分为冷凝段和冷凝段翅片；下段部分为蒸发段和蒸发段翅片。
4.如权利要求1所述的湿式乏燃料贮存系统，其特征在于：所述热管式冷却装置中具有热管，热管分上、中和下三段，上段和下段部分外周焊接翅片，中段部分固定隔热套，上段部分为冷凝段和冷凝段翅片；中段部分为绝热段；下段部分为蒸发段和蒸发段翅片。
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