CN104143363A - 满足临界安全要求的双层新燃料贮存系统 - Google Patents

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霍小东
易璇
杨海峰
邵增
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Abstract

本发明涉及一种满足临界安全要求的双层新燃料贮存系统，该贮存系统设置在干式贮存井(1)内，所述贮存系统包括多个贮存小室(2)，每个贮存小室(2)内设置上下两个新燃料组件(3)，每个新燃料组件(3)通过贮存吊篮(4)设置在所述的贮存小室(2)内。本发明提供的贮存系统，可以充分利用单位面积上有效空间，提高贮存井内新燃料贮存能力，解决了厂房容量有限的问题；同时该贮存系统上下两层燃料组件的中子耦合效应几乎为零，满足贮存的临界安全要求。

Description

满足临界安全要求的双层新燃料贮存系统
技术领域
本发明属于核电站新燃料贮存技术领域，具体涉及一种满足临界安全要求的双层新燃料贮存系统。
背景技术
新燃料组件的贮存是一项重要的堆外操作易裂变材料的活动，对于大多数的反应堆设计，新燃料被接收后先贮存在指定的干燥贮存区域，在此处对新燃料进行检查和准备。新燃料组件未经辐照，其反应性较大，因此新燃料贮存设施应在设计上保证燃料的完整性和次临界安全。对于很多压水堆核电厂，新燃料组件在新燃料贮存区域内暂存，装入堆芯前还要转为湿法贮存，通常设计的新燃料贮存区域根据核辅助厂房的大小来确定，其容量有限。对于新燃料组件的贮存通常采用的临界安全控制方式有质量控制、慢化控制和中子毒物控制等。目前大多数压水堆核电厂的新燃料组件贮存通常设计为单层放置、保持一定的贮存间距的干法贮存。但随着我国核电机组逐步投产，新燃料组件的数量也在成倍增长的情况下，现有的贮存容量很难满足燃料组件贮存的需要。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种满足临界安全要求的双层新燃料贮存系统，该贮存系统可以充分利用单位面积上有效空间，提高贮存井内新燃料贮存能力，解决了厂房容量有限问题；且该贮存系统能够满足新燃料贮存的临界安全要求。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：提供一种满足临界安全要求的双层新燃料贮存系统，该贮存系统设置在贮存井中，所述贮存系统包括多个贮存小室，每个贮存小室内设置上下两个新燃料组件，每个新燃料组件通过贮存吊篮设置在所述的贮存小室内。
进一步，每个所述贮存小室内两个所述新燃料组件活性段之间的距离大于30cm。
进一步，所述贮存小室的高度为两个贮存吊篮的高度。
进一步，所述贮存井内相邻贮存小室之间设有隔板。
进一步，所述贮存井的上方设有盖板。
本发明的有益技术效果在于：
(1)采用本发明的贮存系统，能够充分利用单位面积上有效的贮存空间，提高新燃料贮存井的贮存能力，解决了厂房容量有限的问题。
(2)该贮存系统，能够确保新燃料组件的中子耦合效应几乎为零的安全距离，满足贮存的临界安全要求；
(3)相邻贮存小室之间的中心距不会因为设置双层新燃料组件而改变，所以双层布置的新燃料组件将使得贮存井中单位面积上贮存能力增加。
附图说明
图1是本发明双层新燃料贮存系统的结构示意图；
图2是现有技术中单层新燃料贮存系统的结构示意图。
图中：
1-贮存井     2-贮存小室   3-新燃料组件   4-贮存吊篮
5-混凝土墙   6-隔板       7-盖板
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
如图1所示，是本发明提供的能够满足临界安全要求的双层新燃料贮存系统，该双层新燃料贮存系统应用于ACP100小堆新燃料干式贮存井1内，该贮存井1由混凝土墙5砌成。该贮存系统包括多个贮存小室2，每个贮存小室2内设有贮存套管，每个贮存套管内设有上下两个新燃料组件3，每个新燃料组件3通过贮存吊篮4放置贮存套管内。这样，在有限的单位面积内提高了新燃料贮存水池的贮存能力。
为了满足贮存临界安全要求，两个新燃料组件3活性段之间间距大于30cm。
为了节约空间，贮存小室2的高度为两个贮存吊篮4的高度。
为了防止在相邻贮存小室2之间掉落燃料组件，相邻贮存小室2之间设有隔板6。
为了防止贮存井1内掉入工具等异物，在贮存井1的上方设有盖板7。
本发明中将新燃料组件在贮存小室中上下两层放置。其贮存的过程是：首先将新燃料组件3放置在贮存吊篮4中，然后将贮存吊篮4连同新燃料组件3一同放置在的贮存小室2的贮存套管中，一个贮存套管中上下布置两个含新燃料组件3的贮存吊篮4，最后将贮存小室2布置在周围为混凝土墙5的贮存井1中。
贮存小室2的高度以及用于装载新燃料组件3的贮存吊篮4的高度通过临界安全分析计算确定，贮存吊篮4的高度将使得上下放置的两个燃料组件之间几乎没有中子耦合作用，例如两个燃料组件活性段之间间距大于30cm。经过计算验证，当贮存吊篮高度满足使上下放置的两个燃料组件间无中子耦合作用时，两个贮存小室之间的中心距当满足临界安全要求时，不会由于上下两层新燃料组件布置而需要增加，即双层新燃料组件的贮存设计与单层新燃料组件贮存设计中，相邻贮存小室之间的中心距相同。
如图2所示，为一种通常的单层布置的新燃料贮存设计方案的侧视图，该贮存系统设置在贮存井1内，贮存井1由混凝土墙5砌成。贮存井1的贮存小室2只能存放一组新燃料组件3，这些贮存小室2以一定的间距布置在新燃料组件贮存井内。
从图1与图2的结构示意图比较也可看出，双层布置的新燃料贮存系统将使得新燃料贮存区域单位面积的贮存能力增加。
需要说明的是，ACP100小堆采用的新燃料组件为17×17排列的方形燃料组件。组件内的燃料棒由低富集度UO2芯块装在Zr合金包壳管内构成，燃料棒内充以一定压力的氦气。燃料棒活性段高度为215cm，燃料棒栅距1.26cm，新燃料组件内含有264根燃料棒和24个导向管，目前的燃料管理方案中燃料组件最高初始富集度为4.2％。由此，本发明贮存系统的规格尺寸可根据燃料组件的规格尺寸进行设计。
本发明的满足临界安全要求的双层新燃料贮存系统并不限于上述具体实施方式，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (5)

1.一种满足临界安全要求的双层新燃料贮存系统，该贮存系统设置在贮存井(1)中，其特征是：所述贮存系统包括多个贮存小室(2)，每个贮存小室(2)内设置上下两个新燃料组件(3)，每个新燃料组件(3)通过贮存吊篮(4)设置在所述的贮存小室(2)内。
2.如权利要求1所述的满足临界安全要求的双层新燃料贮存系统，其特征是：每个所述贮存小室(2)内两个所述新燃料组件(3)活性段之间间距大于30cm。
3.如权利要求2所述的满足临界安全要求的双层新燃料贮存系统，其特征是：所述贮存小室(2)的高度为两个贮存吊篮(4)的高度。
4.如权利要求1-3任一项所述的满足临界安全要求的双层新燃料贮存系统，其特征是：所述贮存井(1)内相邻贮存小室(2)之间设有隔板(6)。
5.如权利要求1-3任一项所述的满足临界安全要求的双层新燃料贮存系统，其特征是：所述贮存井(1)的上方设有盖板(7)。
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