CN105931687B - 一种乏燃料贮存小室 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种乏燃料贮存小室，该贮存小室从内至外依次包括中子毒物层、夹紧层以及支撑层，所述中子毒物层是由四块中子毒物板(1)围成的用于放置乏燃料组件的空贮腔(5)；所述夹紧层包括相互对接的箍体(3)和箍条(2)，压紧在中子毒物层的外侧面；所述支撑层包括对接的两块支撑板(4)，压紧在夹紧层的外侧面。采用本发明的贮存小室，具有较好的刚性和较好的中子俘获能力，保证燃料组件贮存的安全性；结构简单，制造容易。

Description

一种乏燃料贮存小室
技术领域
本发明属于乏燃料贮存领域，具体涉及一种乏燃料贮存小室，该贮存小室适用于压水堆方形燃料组件的贮存。
背景技术
从反应堆卸出的乏燃料组件通常贮存在乏燃料贮存水池的乏燃料贮存格架中。这些格架通常为按一定规则排列的若干个贮存空腔组成的刚性结构。每个空腔即为可以贮存燃料组件的贮存小室。为保证燃料组件密集贮存状态时的次临界安全，贮存小室内均包含中子毒物材料。
目前用于贮存燃料组件的贮存小室主要结构有密封包镉的不锈钢套筒、包覆硼铝板的不锈钢套筒以及硼钢板套筒。密封包镉的不锈钢套筒主要结构为用两层不锈钢板夹着镉板，并采用密封焊接工艺，保证镉板与水不直接接触。该结构的特点是焊接要求较高，制造检验工艺比较复杂，成本较高。包覆硼铝板的不锈钢套筒的结构为用不锈钢的包壳将毒物材料硼铝板包覆支撑在不锈钢的内筒外侧，这种结构加工制造工艺较为复杂，而且由于结构限制，该套筒的四个角处无中子毒物材料，四个角处不具备俘获中子的能力。EPR堆型所用的硼钢板套筒其结构为在贮存小室的四个角设置了四根角钢，中子毒物板与角钢进行焊接固定或采用专用部件卡紧固定。该结构包含大量的焊接工作，工艺要求也较为严格。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种乏燃料贮存小室，采用特殊的形状和结构配合，使其具有较好的刚性和较好的中子俘获能力；结构简单，加工制造容易。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：提供一种乏燃料贮存小室，该贮存小室从内至外依次包括中子毒物层、夹紧层以及支撑层，所述中子毒物层是由四块中子毒物板围成的用于放置乏燃料组件的空贮腔；所述夹紧层包括相互对接的箍体和箍条，压紧在中子毒物层的外侧面；所述支撑层包括相互对接的两块支撑板，压紧在夹紧层的外侧面。
进一步，每块中子毒物板的两侧面均设置成锯齿状，相邻两块中子毒物板之间相互榫合。
进一步，所述中子毒物层的高度大于燃料组件活性段的高度。
进一步，所述箍体为U形或L形，箍条为与箍体配合的一字形或L形。
进一步，所述夹紧层间隔的设置在中子毒物层的外侧面。
进一步，两块所述支撑板均为L形，L形支撑板与贮存小室的轴线正交布置。
进一步，两块支撑板对称设置的两个侧面上设有用于与单元格配合使用的凸台；两块支撑板每一内侧面上设有凹形长槽。
本发明的有益技术效果在于：
(1)采取本发明的技术方案，中子毒物层通过由四块中子毒物板围合成的空贮腔，且相邻两块中子毒物板之间通过锯齿凸缘相互榫合，从而空贮腔的内壁光滑，使四周具有较好的俘获中子的能力，保证密集贮存状态时次临界安全性；
(2)夹紧层由箍条与箍体焊接成一个整体，用于对中子毒物板周向夹紧固定，保证中子毒物板不会沿周向自由移动；
(2)支撑层由相同的两块L形支撑板对接而成，具有良好的互换性；
(3)结构简单，加工制造容易。
附图说明
图1是本发明乏燃料贮存小室的三维轴测图；
图2是乏燃料贮存小室的截面剖视图；
图3是乏燃料贮存小室在不锈钢单元格的布置图。
图中：
1-中子毒物板 2-箍条 3-箍体 4-支撑板
5-空贮腔 6-凸台 7-单元格
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1-2所示，是本发明提供的乏燃料贮存小室，该贮存小室用于对方形乏燃料组件的贮存，该贮存小室从内至外依次包括中子毒物层、夹紧层以及支撑层。
中子毒物层是由4块中子毒物板1围成的用于放置乏燃料组件的空贮腔5，每块中子毒物板1的高度均能覆盖乏燃料组件的活性段高度，中子毒物板1沿高度方向的两个侧边均加工为锯齿状，相邻两块中子毒物板1之间边缘榫合。采用这样的连接结构，一方面能够防止中子毒物板在轴向自由移动，另一方面内壁光滑，无任何突出物，即保护了燃料组件，又保证四周具有较好的俘获中子的能力。另外，每块中子毒物板具有相同的结构特征，互换性好。中子毒物板1可选择硼不锈钢板，仅用作中子吸收，不用作结构材料。在乏燃料贮存水池里的综合性能最优，并具有满足临界控制安全要求的中子俘获能力。中子毒物板1相互榫合处可以不焊接或通过间隔断续焊接固定。
夹紧层由对接的箍体3和箍条2间隔地压紧在中子毒物层的外侧面，箍体3优选U形或L形，箍条2优选一字型或L形，其中，U形箍体与一字型箍条配合，L形箍体与L形箍条配合，对中子毒物层周向压紧固定，保证中子毒物板不会沿周向自由移动，从而保证乏燃料组件的安全。夹紧层内部形状的设计适应于榫合后的硼不锈钢板。箍体3与箍条2可通过焊接一体成型，从而将相互榫合的硼不锈钢板沿轴向在不同高度的位置上压紧在一起。箍体3和箍条2优选不锈钢材料。
支撑层包括两块相互焊接的L形支承板4，设置在夹紧层的外侧面，并与夹紧层焊接固定。L形支承板的每个臂的内侧边均加工有凹形长槽，形成水隙。两块L形支承板4通过相互对焊并与箍条2和箍3体焊接成一个整体。2个L形支承板具有相同的结构特性，所以具有互换性。两个支承板4对应的外侧面上加工有凸台6，用于将整个贮存小室支撑在不锈钢方形单元格7开的孔内，保证贮存小室在单元格内的位置并实现载荷传递，如图3所示。L形支承板4的尺寸可根据单元格的尺寸进行调整。
综上所述，本发明通过设有中子毒物层、夹紧层和支承层，保证贮存小室具有较好的刚性和较好的中子捕获能力，结构简单、加工制造容易。
本发明的乏燃料贮存小室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 (7)

1.一种乏燃料贮存小室，其特征是：该贮存小室从内至外依次包括中子毒物层、夹紧层以及支撑层，所述中子毒物层是由四块中子毒物板(1)围成的用于放置乏燃料组件的空贮腔(5)；所述夹紧层包括相互对接的箍体(3)和箍条(2)，压紧在中子毒物层的外侧面；所述支撑层包括相互对接的两块支撑板(4)，压紧在夹紧层的外侧面。
2.如权利要求1所述的一种乏燃料贮存小室，其特征是：每块中子毒物板(1)的两侧面均设置成锯齿状，相邻两块中子毒物板之间相互榫合。
3.如权利要求2所述的一种乏燃料贮存小室，其特征是：所述中子毒物层的高度大于乏燃料组件活性段的高度。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种乏燃料贮存小室，其特征是：所述箍体(3)为U形或L形，箍条(2)为与箍体(3)配合的一字形或L形。
5.如权利要求4所述的一种乏燃料贮存小室，其特征是：所述夹紧层间隔的设置在中子毒物层的外侧面。
6.如权利要求5所述的一种乏燃料贮存小室，其特征是：两块所述支撑板(4)均为L形，L形支撑板与贮存小室的轴线正交布置。
7.如权利要求6所述的一种乏燃料贮存小室，其特征是：两块支撑板对称设置的两个外侧面上设有用于与单元格配合使用的凸台(6)；两块支撑板每一内侧面上设有凹形长槽。
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