CN106205757A - 乏燃料储运容器 - Google Patents

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CN106205757A
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CN201610785431.2A
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龚圣捷
姜萍萍
李呼昂
马卫民
田益凡
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Shanghai Jiaotong University
China Nuclear Power Engineering Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
China Nuclear Power Engineering Co Ltd
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F5/00—Transportable or portable shielded containers
    • G21F5/06—Details of, or accessories to, the containers
    • G21F5/10—Heat-removal systems, e.g. using circulating fluid or cooling fins

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
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Abstract

一种乏燃料储运容器，包括：外屏蔽保护壳、冷凝热管和用于放置乏燃料的容器主体，其中：容器主体内充有冷却介质且设置于外屏蔽保护壳中，容器主体顶部设有伸入容器主体内部的上升热管和下降热管，冷凝热管两端分别与上升热管和下降热管相连，上升热管另一端位于冷却介质的液面上方，下降热管的另一端位于冷却介质中。本发明实现了乏燃料从卸出反应堆到最终后处理厂的一站式模块化综合管理，大大节省了乏燃料存储、运输和管理的费用，提高了乏燃料在存储和运输过程中可靠性和安全性能，具有小型化，轻型化，模块化的特点。

Description

乏燃料储运容器
技术领域
本发明涉及的是一种乏燃料存储与运输领域的技术，具体是一种乏燃料储运容器。
背景技术
乏燃料的比活度很高，能释放大量的衰变热，必须储存一段时间待放射性和余热降到一定程度后再进行操作及处理。按储存方式，乏燃料储存有湿式储存和干式储存，其中：乏燃料湿式储存是将乏燃料暂时储存在乏燃料水池中。随着乏燃料的增加，核电站乏燃料水池的容量日趋饱和，需要额外增建水池；乏燃料干式储存是将燃料组件存储在特定的储存容器中，存储容器放置于混凝土厂房内，依靠大气环境冷却衰变热，用来储存经过湿式存储的衰变功率较低的乏燃料。由于乏燃料必须被运输到乏燃料后处理厂或其他地方进行乏燃料的后处理。因此乏燃料的运输是不可缺少的环节。
发明内容
本发明针对现有技术无法适用于余热较大或存储时间较短的乏燃料电池，且结构较为复杂等缺陷，提出一种乏燃料储运容器，同时具有存储和运输功能，能够提高乏燃料在存储和运输过程中可靠性和安全性能，同时具有小型化，轻型化，模块化的特点。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：外屏蔽保护壳、冷凝热管和用于放置乏燃料的容器主体，其中：容器主体内充有冷却介质且设置于外屏蔽保护壳中，容器主体顶部设有伸入容器主体内部的上升热管和下降热管，冷凝热管两端分别与上升热管和下降热管相连，上升热管另一端位于冷却介质的液面上方，下降热管的另一端位于冷却介质中。
所述的冷凝热管上套有散热翅片。
所述的冷凝热管两端通过法兰与上升热管和下降热管相连。
所述的容器主体和外屏蔽保护壳之间存在间隔，且容器主体外壁和外屏蔽保护壳内壁之间设有用于固定容器主体的弹性件。
所述的弹性件设置于容器主体的顶部和底部。
所述的弹性件为压缩弹簧。
所述的容器主体顶部设有主体上盖。
所述的容器主体的内表面涂有中子屏蔽材料。
所述的外屏蔽保护壳的顶部设有保护壳上盖。
所述的外屏蔽保护壳的外壁设有碳纤维层。
技术效果
与现有技术相比，本发明具有突出的余热非能动导出功能，可以将反应堆卸出的乏燃料直接进行存储，因此可以省去10年以上乏燃料池存储环节，对于乏燃料池建设的巨大投入和长时间的建造周期，本发明模块化的特点具有显著的技术和成本优势。在需要长途运输的情况下，无需对乏燃料组件进行复杂的装卸操作，只需评估乏燃料的衰变热量，对冷却翅片数量进行调整，便可实现整体运输，大大减少了中间管理环节和提高了安全性。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图中：1 冷凝热管、2 上升热管、3 下降热管、4 容器主体、5 外屏蔽保护壳、6 保护壳上盖、7 主体上盖、8 压缩弹簧、9 冷凝法兰、10 真空泵、11 截止阀、12 散热翅片。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例包括：外屏蔽保护壳5、冷凝热管1和用于放置乏燃料的容器主体4，其中：容器主体4充有冷却介质且设置于外屏蔽保护壳5中，容器主体4顶部设有伸入容器主体4内部的上升热管2和下降热管3，冷凝热管1两端分别与上升热管2和下降热管3相连，上升热管2另一端位于冷却介质的液面上方，下降热管3的另一端位于冷却介质中。
所述的容器主体4顶部设有主体上盖7，主体上盖7与容器主体4采用螺栓连接，主体上盖7和容器主体4之间设有垫圈以保证密封性。容器主体4的内表面涂有中子屏蔽材料。上升热管2和下降热管3穿设于容器主体4顶部即主体上盖7上，上升热管2位于主体上盖7的左侧，下降热管3位于主体上盖7的右侧。上升热管2下端位于冷却介质的液面上方，下降热管3的下端位于冷却介质中。冷却介质为硼酸水溶液。
所述的外屏蔽保护壳5顶部设有保护壳上盖6，外屏蔽保护壳5与保护壳上盖6之间采用螺栓相连。外屏蔽保护壳5的外壁包有碳纤维层以提高强度。上升热管2和下降热管3分别穿过保护壳上盖6。容器主体4和外屏蔽保护壳5之间存在间隔，且容器主体4外壁和外屏蔽保护壳5内壁之间设有用于固定容器主体4的弹性件即压缩弹簧8。容器主体4的顶部和底部设有销轴，销轴两端分别与容器主体4和外屏蔽保护壳5相连，而压缩弹簧8则套设于该销轴上，以销轴来固定压缩弹簧8，压缩弹簧8来支撑容器主体4。
所述的外屏蔽保护壳5和容器主体4之间的上升热管2和下降热管3都设有截止阀11。上升热管2和下降热管3的上端分别通过冷凝法兰9与冷凝热管1的两端相连，形成贯通回路。冷凝热管1上套设有散热翅片12。冷凝热管1还设有真空泵10，以为整个回路提供负压。
所述的冷凝热管1可以根据需要更换，更换时，先关闭上升热管2处的截止阀11，而后在关闭下降热管3处的截止阀11，断开冷凝法兰9，实现冷凝热管1的更换。
使用时，打开主体上盖7和保护壳上盖6，将反应堆乏燃料装入容器主体4中，并且与容器主体4中的定位装置相连。加入一定溶度的硼酸溶液，使得液位没过乏燃料，而后主体上盖7和保护壳上盖6。根据所储存的乏燃料的衰变功率选择相应的冷凝热管1和散热翅片12并与上升热管2和下降热管3相连。最后运行真空泵10，为整个回路提供负压。使用时，可以不将容器主体4放入外屏蔽保护壳5，从而放置更多的乏燃料。
与现有技术相比，本发明实现了乏燃料从卸出反应堆到最终后处理厂的一站式模块化综合管理，大大节省了乏燃料存储、运输和管理的费用，提高了乏燃料在存储和运输过程中可靠性和安全性能，具有小型化，轻型化，模块化的特点。

Claims (10)

1.一种乏燃料储运容器，其特征在于，包括：外屏蔽保护壳、冷凝热管和用于放置乏燃料的容器主体，其中：容器主体内充有冷却介质且设置于外屏蔽保护壳中，容器主体顶部设有伸入容器主体内部的上升热管和下降热管，冷凝热管两端分别与上升热管和下降热管相连，上升热管另一端位于冷却介质的液面上方，下降热管的另一端位于冷却介质中。
2.根据权利要求1所述的乏燃料储运容器，其特征是，所述的冷凝热管上套有散热翅片。
3.根据权利要求1所述的乏燃料储运容器，其特征是，所述的冷凝热管两端通过法兰与上升热管和下降热管相连。
4.根据权利要求3所述的乏燃料储运容器，其特征是，所述的容器主体和外屏蔽保护壳之间存在间隔，且容器主体外壁和外屏蔽保护壳内壁之间设有用于固定容器主体的弹性件。
5.根据权利要求4所述的乏燃料储运容器，其特征是，所述的弹性件设置于容器主体的顶部和底部。
6.根据权利要求5所述的乏燃料储运容器，其特征是，所述的弹性件为压缩弹簧。
7.根据权利要求1所述的乏燃料储运容器，其特征是，所述的容器主体顶部设有主体上盖。
8.根据权利要求7所述的乏燃料储运容器，其特征是，所述的容器主体的内表面涂有中子屏蔽材料。
9.根据权利要求1所述的乏燃料储运容器，其特征是，所述的外屏蔽保护壳的顶部设有保护壳上盖。
10.根据权利要求9所述的乏燃料储运容器，其特征是，所述的外屏蔽保护壳的外壁设有碳纤维层。
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