CN105427909B - 一种核电站乏燃料负压卸料系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及反应堆工程技术领域，尤其涉及一种核电站乏燃料负压卸料系统，包括燃料元件输送管道和气体输送管道；燃料输送管道包括依次连接的燃料元件输出管道、燃料元件提升管道和燃料元件卸料管道，燃料元件卸料管道沿燃料元件移动方向向下倾斜设置，燃料元件卸料管道的末端依次连接有装料装置和转移装置；气体输送管道的两端分别连接在燃料元件输出管道和燃料元件卸料管道的设定位置，气体输送管道上连接有气体驱动机构，气体驱动机构的入口位于靠近燃料元件卸料管道的一端。该密闭的系统不会因高温使乏燃料元件发生明显氧化，从而保证转移装置内燃料元件的完好性以及系统的安全性。

Description

一种核电站乏燃料负压卸料系统

技术领域

本发明涉及反应堆工程技术领域，尤其涉及一种核电站乏燃料负压卸料系统。

背景技术

我国目前正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。

球床高温气冷堆燃料元件内的裂变材料，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，需要考虑辐射屏蔽。从球床高温气冷堆堆芯排出的球形乏燃料，需要采用合适的卸料系统，将从反应堆排出的乏燃料元件装入适合球形燃料元件贮存的贮罐内，在装满后将贮罐密封，然后贮存在合适的贮存设施内。

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解决如何将反应堆排出的乏燃料元件安全卸料的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种核电站乏燃料负压卸料系统，包括燃料元件输送管道和气体输送管道；燃料输送管道包括依次连接的燃料元件输出管道、燃料元件提升管道和燃料元件卸料管道，所述燃料元件卸料管道沿燃料元件移动方向向下倾斜设置，所述燃料元件卸料管道的末端依次连接有装料装置和转移装置；所述气体输送管道的两端分别连接在燃料元件输出管道和燃料元件卸料管道的设定位置，所述气体输送管道上连接有气体驱动机构，所述气体驱动机构的入口位于靠近所述燃料元件卸料管道的一端，用于吸入所述燃料元件输送管道、装料装置和转移装置内的气体并经由气体输送管道释放至燃料元件输出管道驱动燃料元件的运动。

根据本发明，所述气体输送管道靠近所述燃料元件卸料管道的一端与所述气体驱动机构之间设有碘吸附器。

根据本发明，所述气体输送管道靠近所述燃料元件卸料管道的一端与所述气体驱动机构之间设有粉尘过滤器。

根据本发明，所述气体驱动机构的出口处还连接有与所述气体输送管道并联的出气管，用于连通大气。

根据本发明，所述燃料元件包括乏燃料元件和石墨球元件。

根据本发明，所述燃料元件输出管道的入口处设有辐射测量仪，装料装置和转移装置包括依次连接的石墨球装料装置和石墨球转移装置和依次连接的乏燃料装料装置和乏燃料转移装置，所述燃料元件卸料管道的末端设有元件分配器，所述元件分配器的两个出口分别通过管道与所述石墨球装料装置和乏燃料装料装置相连接。

根据本发明，所述元件分配器的两个出口分别与所述石墨球装料装置和乏燃料装料装置连通的管道上均设有过球阀，用于控制管道的通断。

根据本发明，所述装料装置包括进料管、装料管、升降滑块和驱动电机；所述装料管内设有罐塞爪具，所述装料管的上方设有气缸，所述气缸的伸缩杆与所述罐塞爪具连接，所述装料管的下端固定有燃料排出口；所述进料管的一端与所述燃料元件卸料管道的末端连接，另一端与所述装料管连通；所述气缸与升降滑块固定连接，所述驱动电机用于驱动所述升降滑块上下运动。

根据本发明，所述转移装置包括贮存罐、屏蔽罩顶盖、屏蔽罩筒体、通过抽拉实现所述屏蔽罩筒体开闭的活动底板、驱动所述贮存罐在两垂直方向上运动的移动机构和用于吊装所述贮存罐的吊装系统，所述屏蔽罩顶盖和屏蔽罩筒体连接固定，所述活动底板位于所述屏蔽罩筒体的底部，用于支承贮存罐，所述屏蔽罩顶盖上设有屏蔽罩装料口。

根据本发明，所述活动底板上设有连接进风管的通风孔；所述屏蔽罩顶盖上设有连接排风管的通风孔。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本发明提供的核电站乏燃料负压卸料系统是一个密闭的系统，系统内的含氧量很小，在乏燃料装料期间，即使乏燃料的温度较高，也不会因高温使乏燃料元件发生明显氧化，从而保证转移装置内燃料元件的完好性。本发明中的乏燃料负压卸料系统使燃料元件输送管道、装料装置和转移装置在燃料的装料过程中一直保持负压状态，可以有效防止乏燃料中产生的石墨粉尘和反射性气体不可控的释放，确保石墨粉尘被粉尘过滤器滞留，放射性气体可以被碘吸附器吸收，从而保证乏燃料装料系统的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例核电站乏燃料负压卸料系统的结构示意图；

图2是本发明实施例乏燃料装料装置的结构示意图；

图3是本发明实施例乏燃料贮存罐的结构示意图；

图4是本发明实施例乏燃料贮存罐移动机构的结构示意图；

图5是本发明实施例石墨球贮存罐移动机构的结构示意图。

图中：1：气体输送管道；2：辐射测量仪；3：第一气体分流器；4：第一过球计数器；5：第四过球计数器；6：第二过球阀；7：第二过球计数器；8：第二气体分流器；9：第三过球计数器；10：第一过球阀；11：元件分配器；12：粉尘过滤器；13：碘吸附器；14：第四截止阀；15：第二风机；16：第五截止阀；17：通风设备间；18：第六截止阀；19：第一风机；20：第二截止阀；21：第三截止阀；22：第一截止阀；23：第三过球阀；24：第五过球计数器；26：乏燃料装料装置；27：排风管；28：屏蔽罩筒体；29：小车架；30：小车轮组；31：进风管；32：活动底板；33：乏燃料贮存罐；34：大车轮组；35：大车架；36：轨道车；37：副驱动电机；38：石墨球贮存罐；39：石墨球装料装置；42：屏蔽罩顶盖；43：吊具；51：吊装卷扬机组；52：滑轮；53：钢丝绳；54：小车轨道；55：大车轨道；60：上面板；61：主驱动电机；62：行走轮组；63：纵向轨道；64：固定座；65：滑线支架；71：滑块驱动电机；72：气缸；73：进料管；74：升降滑块；75：装料三通；75-1：屏蔽筒体；76：装料管；77：燃料元件排出口；81：球封头；82：椭圆封头；83：罐口；84：顶板；85：支撑筋板；86：支撑底板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供的一种核电站乏燃料负压卸料系统，包括燃料元件输送管道和气体输送管道1，具体地，本实施例中燃料元件包括乏燃料元件和石墨球元件。燃料输送管道包括依次连接的燃料元件输出管道、燃料元件提升管道和燃料元件卸料管道，燃料元件提升管道为竖直设置，用于将较低位置燃料元件提升到一定的高度以便于后续的卸料处理，燃料元件卸料管道沿燃料元件移动方向向下倾斜设置。燃料元件卸料管道的末端依次连接有装料装置和转移装置；具体地，燃料元件输出管道的入口处设有辐射测量仪2，装料装置和转移装置包括依次连接的石墨球装料装置39和石墨球转移装置和依次连接的乏燃料装料装置26和乏燃料转移装置，燃料元件卸料管道的末端设有元件分配器11，元件分配器11的两个出口分别通过管道与石墨球装料装置39和乏燃料装料装置26相连接。气体输送管道1的两端分别连接在燃料元件输出管道和燃料元件卸料管道的设定位置，具体地，气体输送管道1与燃料元件输出管道连接处设有第一气体分流器3，第一气体分流器3允许驱动气体由气体输送管道1进入燃料元件输送管道内。气体输送管道1与燃料元件卸料管道的连接处设有第二气体分流器8，第二气体分流器8允许驱动气体由燃料元件输送管道流至气体输送管道1内。气体输送管道1上连接有气体驱动机构，本实施例中，气体驱动机构采用风机。风机的入口位于靠近燃料元件卸料管道的一端，用于吸入燃料元件输送管道、装料装置和转移装置内的气体并经由气体输送管道1释放至燃料元件输出管道驱动燃料元件的运动。具体地，燃料元件输出管道上第一气体分流器3与燃料元件提升管道之间设有第一过球计数器4，用于统计由反应堆排出的燃料元件数量。燃料元件提升管道的上部设有第二过球计数器7，用于统计成功提升到燃料元件提升管道上部的燃料元件的数量。燃料元件卸料管道上气体分流器与元件分配器11之间设有第三过球计数器9，用于统计卸料至装料装置的燃料元件的总数量。第三过球计数器9与第一过球阀10之间设有第一过球阀10，用于控制燃料输送管道与装料装置的通断。

使用时，启动风机，在气体的驱动下反应堆排出的燃料元件由燃料元件输出管道进入燃料元件提升管道，并进一步提升至燃料元件卸料管道，气体经由第二气体分流器8进入风机，由于燃料元件卸料管道为向下倾斜设置的，燃料元件可以在惯性和重力的作用下，进入装料装置和转移装置。由于燃料元件输出管道的入口处设置了辐射测量仪2，元件分配器11可以根据辐射测量仪2的检测结果来判断出元件的类型，从而将强辐射的乏燃料元件输送至乏燃料装料装置26，将几乎没有辐射的石墨球元件输送至石墨球装料装置39。本发明提供的核电站乏燃料负压卸料系统是一个密闭的系统，系统内的含氧量很小，在乏燃料装料期间，即使乏燃料的温度较高，也不会因高温使乏燃料元件发生明显氧化，从而保证转移装置内燃料元件的完好性。通过在燃料元件输出管道入口处设置的辐射测量仪2和元件分配器11可以实现乏燃料元件和石墨球元件的同时装料，且可以分别装入乏燃料转移装置和石墨球转移装置内进行独立贮存。

进一步地，气体输送管道1靠近燃料元件卸料管道的一端与风机之间设有碘吸附器13，气体输送管道1靠近燃料元件卸料管道的一端与风机之间还设有粉尘过滤器12。气体由燃料元件输送管道流出后流入设在通风设备间17的粉尘过滤器12，气体内的石墨粉尘可以被过滤干净，气体流经碘吸附器13是可以吸附气体内的放射性物质。本发明实施例中的乏燃料负压卸料系统使燃料元件输送管道、装料装置和转移装置在燃料的装料过程中一直保持负压状态，可以有效防止乏燃料中产生的石墨粉尘和反射性气体不可控的释放，确保石墨粉尘被粉尘过滤器12滞留，放射性气体可以被碘吸附器13吸收，从而保证乏燃料装料系统的安全性。

进一步地，风机的出口处还连接有与气体输送管道1并联的出气管，用于连通大气。具体地，气体输送管道1上并联设有两个风机，分别为第一风机19和第二风机15，第一风机19的入口处设有第一截止阀22，第一风机19的出口与大气连通的管道上设有第二截止阀20，与气体输送管道1相连的管道上设有第三截止阀21，第二风机15的入口处设有第四截止阀14，第一风机19的出口与大气连通的管道上设有第五截止阀16，与气体输送管道1相连的管道上设有第六截止阀18。由于第一风机19的出口通过第二截止阀20与外部环境连通，而外部环境为一个大气压力，通过调节第二截止阀20的开度，可以将燃料元件输送管道内的气压调节到低于大气压力，从而实现乏燃料的负压闭式装料功能。通过关闭第一风机19以及其前后的第一截止阀22和第三截止阀21，打开第二风机15前后的第四截止阀14和第六截止阀18，启动第二风机15，可以启动备用的第二风机15，完成风机机组的运行切换。设置的两套风机组，满足了通风系统冗余设计的要求，提高了通风系统运行的可靠性和乏燃料负压卸料系统的安全性。

进一步地，元件分配器11的两个出口分别与石墨球装料装置39和乏燃料装料装置26连通的管道上均设有过球阀，分别为第二过球阀6和第三过球阀23，分别用于控制各自管道的通断。具体地，第二过球阀6与石墨球装料装置39之间的管道上设有第四过球计数器5，第三过球阀23与乏燃料装料装置26之间的管道上设有第五过球计数器24。分别用于统计通过石墨球装料装置39进入到石墨球转移装置的元件数量和通过乏燃料装料装置26进入到乏燃料转移装置的元件数量。进一步地，第一过球阀10、第二过球阀6和第三过球阀23均由电动装置驱动，可远程控制操作。

进一步地，如图2所示，乏燃料装料装置26和石墨球装料装置39均包括进料管73、装料管76、升降滑块74和滑块驱动电机71；装料管76内设有罐塞爪具，装料管76的上方设有气缸72，气缸72的伸缩杆与罐塞爪具连接，装料管76的下端固定有燃料元件排出口77；进料管73的一端与燃料元件卸料管道的末端连接，另一端与装料管76连通；具体地，装料管76与进料管73连接处还设有装料三通75，装料三通75的另一出口为抽球口，从抽球口可以取出燃料元件。气缸72与升降滑块74固定连接，滑块驱动电机71通过丝杠驱动升降滑块74上下运动。具体地，乏燃料装料装置26与石墨球装料装置39相似，但是乏燃料装料装置26还包括设于装料三通75外侧的辐射屏蔽筒体75-1。本发明实施例中提供的乏燃料装料装置26和石墨球装料装置39可以与乏燃料贮存罐33及石墨球贮存罐38的罐口实现密封对接，不但灵活可靠，且可以有效保证乏燃料负压卸料系统的密闭性。

进一步地，如图1和图4所示，转移装置包括贮存罐、屏蔽罩顶盖42、屏蔽罩筒体28、可实现屏蔽罩筒体28开闭的活动底板32、驱动贮存罐在两垂直方向上运动的移动机构和用于吊装所述贮存罐的吊装系统，屏蔽罩顶盖42和屏蔽罩筒体28连接固定，活动底板32位于屏蔽罩筒体28的底部，用于支承贮存罐，具体地，本实施例中，活动底板32优选为可以向两侧抽拉的抽拉底板，屏蔽罩顶盖42上设有屏蔽罩装料口。吊装系统包括滑轮52，设置在屏蔽罩盖的外表面；吊装卷扬机组51，吊装卷扬机组51的个数与滑轮52的个数相匹配，均设置在屏蔽罩筒体28的外壁；吊具43，设置在屏蔽罩筒体28的内腔内，通过钢丝绳53连接到吊装卷扬机组51上，用于吊装乏燃料贮存罐33。本实施例中，滑轮52设有4个，两套吊装卷扬机组51伸过来的4根钢丝绳53经过滑轮52后通过设置在屏蔽罩顶盖42上的钢丝绳53通道进入屏蔽罩筒体28的内腔，固定到设置在吊具43上，两套吊装卷扬机组51满足单一故障准则，确保贮存罐吊装操作的安全可靠性。具体地，由于石墨球转移装置没有辐射，因此省略屏蔽罩的设计，并且为简化卸料系统结构，石墨球转移装置中不设计吊装系统，需要吊装石墨球贮存罐38时，将石墨球贮存罐38移动至乏燃料转移装置的吊装口进行吊装。

具体地，如图3所示，乏燃料贮存罐33和石墨球贮存罐38均为圆柱形筒体，包括设于筒体上部的椭圆封头82和设于筒体底部的球封头81，圆柱形筒体的顶部设有顶板84，椭圆封头82的中间位置设有罐口83。乏燃料贮存罐33的圆柱形筒体的底部还设有支撑底板86，支撑底板86和球封头81之间设有圆周均匀布置的支撑筋板85，支撑筋板85不但起到了贮存罐支撑的作用，还可以在贮存罐下落过程中起到缓冲作用，从而保护贮存罐的完好。乏燃料贮存罐33和石墨球贮存罐38均由不锈钢材料制成，具有寿命长、耐冲击性好、密封可靠、便于吊装和运输，从而实现乏燃料元件和石墨球元件的长期安全贮存。

进一步地，如图4所示，驱动乏燃料贮存罐33在两垂直方向上运动的移动机构为乏燃料贮存罐33移动机构，包括相垂直的大车架35、小车架29、大车轨道55和小车轨道54，小车轨道54设置于大车架35上，小车架29的小车轮组30可以在沿着小车轨道54在大车架35上横向运行，大车架35的大车轮组34可以沿着大车轨道55纵向在地面上运行。小车架29的面板上设有通孔，屏蔽罩筒体28固定于小车架29面板的通孔内上，吊装卷扬机组51也均固定于小车架29的上表面。

进一步地，如图5所示，驱动石墨球贮存罐38在两垂直方向上运动的移动机构为石墨球贮存罐38移动机构，包括轨道车36和纵向轨道63，轨道车36包括上面板60和与纵向轨道63相配合的行走轮组62，轨道车36还包括可以驱动上面板60横向运动副驱动电机37和驱动轨道车36沿纵向轨道63运动的主驱动电机61。轨道车36的上面板60上还固定有石墨球贮存罐38的固定座64，在石墨球元件装料过程中，可以将石墨球贮存罐38置于石墨球贮存罐38的固定座64内。轨道车36的上面板60上还设有滑线支架65，用于轨道车36在行进过程中的供电和控制。

进一步地，如图1所示，活动底板32上设有连接进风管31的通风孔；屏蔽罩顶盖42上设有连接排风管27的通风孔。活动底板32上设有的通风孔和屏蔽罩顶盖42上设有的通风孔可以实现贮存罐的通风。活动底板32上设有的通风孔用于从室外引入冷风，屏蔽罩筒体28顶盖上设有风机可以带着贮存罐的余热，排至余热排风管27，从而排除室外。通过设置的屏蔽罩筒体28、屏蔽罩顶盖42和活动底板32，可以实现乏燃料贮存罐33的辐射屏蔽安全，通过设置的进风管31和排风管27，可以有效排出乏燃料贮存罐33在装料过程中的余热。通过设置的驱动乏燃料贮存罐33在两垂直方向上运动的移动机构可以将乏燃料贮存罐33运送到各指定位置，完成乏燃料贮存罐33的吊装和装料等各项操作。通过设置的驱动石墨球贮存罐38在两垂直方向上运动的移动机构可以实现石墨球贮存罐38的可靠固定和精确定位，可以将石墨球贮存罐38运送到各指定位置，完成石墨球贮存罐38的吊装和装料等各项操作。

本发明实施例提供的核电站乏燃料负压卸料系统，具体操作流程如下：

首先将乏燃料贮存罐33通过吊具43吊装至屏蔽罩筒体28内，并放置在活动底板32上，将屏蔽罩筒体28通过大车架35和小车架29移动定位在乏燃料装料位置，开启屏蔽罩筒体28顶盖上设置的风机，使冷却空气从进风管31吸入，从预热排风管27排出到外部大气，以带走乏燃料贮存罐33的散发的余热。

操作乏燃料装料装置26上的滑块驱动电机71，使其驱动升降滑块74向下运动，带动气缸72以及装料管76等向下运动，使装料管76插入到屏蔽罩筒体28顶盖的中心孔内，使燃料元件排出口77与屏蔽罩筒体28内的乏燃料贮存罐33的罐口83对接，并通过气缸72驱动罐塞爪具上下滑动，从而将乏燃料贮存罐33的罐塞取出和放回。

然后将石墨球贮存罐38吊装至轨道车36上，并放置在石墨球贮存罐38的固定座64内，将石墨球贮存罐38通过轨道车36主驱动电机61和副驱动电机37的运行，移动定位在石墨球装料位置。

操作石墨球装料装置39，操作步骤与乏燃料装料装置26类似，将燃料元件排出口77与石墨球贮存罐38的罐口83对接。

之后，打开第一风机19前后的第一截止阀22和第三截止阀21，关闭第二风机15前后的第四截止阀14和第六截止阀18，启动第一风机19，调节第二截止阀20到合适的开度，使乏燃料元件的输送速度满足设计要求，乏燃料元件的输送速度可以从不同位置的多个过球计数器读出。打开燃料元件输送管道上的第一过球阀10、第二过球阀6和第三过球阀23。

从反应堆排出的燃料元件，首先在辐射测量仪2处，判断是否有辐射，根据辐射测量的结果，如果判断为乏燃料元件，则元件分配器11运转，使燃料元件卸料管道与乏燃料装料装置26之间的管道相连通，然后乏燃料元件输送至第一气体分流器3的下游，在从第一气体分流器3上方气体输送管道1内气体的驱动下，从过球计数器后面的燃料元件提升管道提升到顶部，之后乏燃料元件在惯性和重力的作用下流出燃料元件输送管道，乏燃料元件通过乏燃料装料装置26装入屏蔽罩筒体28内的乏燃料贮存罐33内，完成乏燃料元件的装料操作。

乏燃料贮存罐33装满乏燃料元件后，经过密封处理后，由驱动乏燃料贮存罐33在两垂直方向上运动的移动机构运送到贮存竖井，通过吊具43，将乏燃料贮存罐33吊装到竖井内进行贮存。

从反应堆排出的燃料元件，如果在辐射测量仪2处被判定为石墨球元件，则元件分配器11运转，使燃料元件卸料管道与石墨球装料装置39之间的管道相连通，然后石墨球元件输送至第一气体分流器3的下游，在从第一气体分流器3上方气体输送管道1内气体的驱动下，从过球计数器后面的燃料元件提升管道提升到顶部，之后石墨球元件在惯性和重力的作用下流出燃料元件输送管道，石墨球元件通过石墨球装料装置39装入石墨球贮存罐38内，完成石墨球元件的装料操作。

石墨球贮存罐38装满石墨球元件后，经过密封处理由驱动石墨球贮存罐38在两垂直方向上运动的移动机构运送到吊装口，通过吊具43，将石墨球贮存罐38吊装到屏蔽罩筒体28内，然后由驱动乏燃料贮存罐33在两垂直方向上运动的移动机构运送到贮存竖井，通过吊具43将石墨球贮存罐38吊装到竖井内进行贮存。

驱动燃料元件输送的气体从第一气体分流器3的上端流入燃料输送管道后，带动燃料元件向前输送，然后将燃料元件从过球计数器后面的燃料元件提升管道提升到顶部，然后气体从燃料元件卸料管道安装的第二气体分流器8上方的气体输送管道1流出，之后驱动气体流入通风设备间17内的粉尘过滤器12，驱动气体内的石墨粉尘被过滤干净，洁净空气从粉尘过滤器12流出后，经由碘吸附器13吸附气体内的放射性物质。之后气体流经第一风机19前的第一截止阀22，然后流入第一风机19，经过第一风机19加压后的空气，流经第一风机19后的第三截止阀21，通过气体输送管道1流回第一气体分流器3的上端入口，然后再次流入燃料元件输送管道，完成一个闭式循环。由于第一风机19的出口通过第二截止阀20与外部环境连通，而外部环境为一个大气压力，通过调节第二截止阀20的开度，可以将燃料元件输送管道内的气压调节到低于大气压力，从而实现乏燃料的负压闭式卸料功能。通过关闭第一风机19以及其前后的第一截止阀22和第三截止阀21，打开第二风机15前后的第四截止阀14和第六截止阀18，启动第二风机15，可以启动备用的第二风机15，完成风机机组的运行切换。

综上所述，本发明的核电站乏燃料负压卸料系统具有以下优点：

1、本发明提供的核电站乏燃料负压卸料系统是一个密闭的系统，系统内的含氧量很小，在乏燃料卸料期间，即使乏燃料的温度较高，也不会因高温使乏燃料元件发生明显氧化，从而保证转移装置内燃料元件的完好性。通过在燃料元件输出管道入口处设置的辐射测量仪和元件分配器可以实现乏燃料元件和石墨球元件的同时卸料，且可以分别装入乏燃料转移装置和石墨球转移装置内进行独立贮存。

2、本发明中提供的乏燃料负压卸料系统使燃料元件输送管道、装料装置和转移装置在燃料的卸料过程中一直保持负压状态，可以有效防止乏燃料中产生的石墨粉尘和反射性气体不可控的释放，确保石墨粉尘被粉尘过滤器滞留，放射性气体可以被碘吸附器吸收，从而保证乏燃料卸料系统的安全性。

3、本发明中提供的乏燃料负压卸料系统设置的两套风机组，满足了通风系统冗余设计的要求，提高了通风系统运行的可靠性和乏燃料负压卸料系统的安全性。

4、本发明中提供的乏燃料负压卸料系统的乏燃料装料装置和石墨球装料装置可以与乏燃料贮存罐及石墨球贮存罐的罐口实现密封对接，不但灵活可靠，且可以有效保证乏燃料负压卸料系统的密闭性。

5、本发明中提供的乏燃料负压卸料系统，通过设置的屏蔽罩筒体、屏蔽罩顶盖和活动底板，可以实现乏燃料贮存罐的辐射屏蔽安全。通过设置的进风管和排风管，可以有效排出乏燃料贮存罐在装料过程中的余热。通过设置的驱动乏燃料贮存罐在两垂直方向上运动的移动机构可以将乏燃料贮存罐运送到各指定位置，完成乏燃料贮存罐的吊装和装料等各项操作。通过设置的驱动石墨球贮存罐在两垂直方向上运动的移动机构可以实现石墨球贮存罐的可靠固定和精确定位，可以将石墨球贮存罐运送到各指定位置，完成石墨球贮存罐的吊装和装料等各项操作。

本发明实施例中所描述的用于球床高温堆核电站的乏燃料负压卸料系统，经过适当修改，也可以用于其他类似核电站乏燃料的输送和卸料。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种核电站乏燃料负压卸料系统，其特征在于：包括燃料元件输送管道和气体输送管道；

燃料输送管道包括依次连接的燃料元件输出管道、燃料元件提升管道和燃料元件卸料管道，所述燃料元件卸料管道沿燃料元件移动方向向下倾斜设置，所述燃料元件卸料管道的末端依次连接有装料装置和转移装置；

所述气体输送管道的两端分别连接在燃料元件输出管道和燃料元件卸料管道的设定位置，所述气体输送管道上连接有气体驱动机构，所述气体驱动机构的入口位于靠近所述燃料元件卸料管道的一端，用于吸入所述燃料元件输送管道、装料装置和转移装置内的气体并经由气体输送管道释放至燃料元件输出管道驱动燃料元件的运动；

所述气体输送管道靠近所述燃料元件卸料管道的一端与所述气体驱动机构之间设有碘吸附器；

所述气体输送管道靠近所述燃料元件卸料管道的一端与所述气体驱动机构之间设有粉尘过滤器。

2.根据权利要求1所述的核电站乏燃料负压卸料系统，其特征在于：所述气体驱动机构的出口处还连接有与所述气体输送管道并联的出气管，用于连通大气。

3.根据权利要求1所述的核电站乏燃料负压卸料系统，其特征在于：所述燃料元件包括乏燃料元件和石墨球元件。

4.根据权利要求3所述的核电站乏燃料负压卸料系统，其特征在于：所述燃料元件输出管道的入口处设有辐射测量仪，装料装置和转移装置包括依次连接的石墨球装料装置和石墨球转移装置和依次连接的乏燃料装料装置和乏燃料转移装置，所述燃料元件卸料管道的末端设有元件分配器，所述元件分配器的两个出口分别通过管道与所述石墨球装料装置和乏燃料装料装置相连接。

5.根据权利要求4所述的核电站乏燃料负压卸料系统，其特征在于：所述元件分配器的两个出口分别与所述石墨球装料装置和乏燃料装料装置连通的管道上均设有过球阀，用于控制管道的通断。

6.根据权利要求1所述的核电站乏燃料负压卸料系统，其特征在于：所述装料装置包括进料管、装料管、升降滑块和驱动电机；所述装料管内设有罐塞爪具，所述装料管的上方设有气缸，所述气缸的伸缩杆与所述罐塞爪具连接，所述装料管的下端固定有燃料排出口；所述进料管的一端与所述燃料元件卸料管道的末端连接，另一端与所述装料管连通；所述气缸与升降滑块固定连接，所述驱动电机用于驱动所述升降滑块上下运动。

7.根据权利要求1所述的核电站乏燃料负压卸料系统，其特征在于：所述转移装置包括贮存罐、屏蔽罩顶盖、屏蔽罩筒体、可实现所述屏蔽罩筒体开闭的活动底板、驱动所述贮存罐在两垂直方向上运动的移动机构和用于吊装所述贮存罐的吊装系统，所述屏蔽罩顶盖和屏蔽罩筒体连接固定，所述活动底板位于所述屏蔽罩筒体的底部，用于支承贮存罐，所述屏蔽罩顶盖上设有屏蔽罩装料口。

8.根据权利要求7所述的核电站乏燃料负压卸料系统，其特征在于：所述活动底板上设有连接进风管的通风孔；所述屏蔽罩顶盖上设有连接排风管的通风孔。