CN107077899A - 环境隔离的乏燃料池 - Google Patents

Abstract

在一个实施例中，一种环境隔离的核乏燃料池包括限制蓄水的侧壁和底板。所述池包括含有乏燃料组件的燃料架，所述乏燃料组件通过放射性衰变来加热水。围绕池的双重衬套系统形成不透水的屏障，为防止污染的池水泄漏到环境中提供冗余措施。在衬套之间形成间隙空间，其可以通过抽空空间的真空泵系统保持在低于大气压的压力下。通过将空间中的压力保持在相对应的沸点低于池水温度的负压下，任何通过最内的衬套进入间隙空间的泄漏将蒸发并通过泵抽空，用于指示衬套系统中的潜在泄漏。

Description

环境隔离的乏燃料池

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年10月7日提交的第62/061,089号美国临时申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

本发明一般地涉及核燃料组件的储存，更具体地涉及用于这些燃料组件的湿储存的改进的乏燃料池。

乏燃料池(有时两个或更多)是每个核电厂的组成部分。在某些场合，还建造了单独的湿储存设施，以为反应堆排出的多余燃料提供额外的储存能力。用于一个或多个反应堆单元的自主湿储存设施有时由缩写AFR表示“离堆”。虽然大多数国家通过建设干燥储存设施增加了其在核电厂内使用的燃料储存能力，但法国的核计划一直是非常重要的AFR储存用户。

顾名思义，乏燃料池(SFP)将在核电厂反应堆中辐照的燃料储存在深水池中。池通常为40英尺深，立式燃料架位于其底板上。在正常的储存条件下，在燃料顶部覆盖有至少25英尺的水，以确保池甲板水平面的剂量低到对于核电厂工人是可接受的。大多数(但不是全部)核电厂的燃料池处于的等级级别对于形成深水池的钢筋混凝土结构的结构能力是可取的。为了确保池的水不会通过池板或墙壁的空隙和不连续处渗漏出去，自20世纪70年代建成的核电厂的燃料池总是衬有薄的单层不锈钢衬套(通常在3/16英寸至5/16英寸厚的范围内)。衬套由不锈钢板(通常为ASTM240-304或304L)制成，沿着它们相邻的边缘接缝焊接以在池的水和底层混凝土之间形成不透水的屏障。在大多数情况下，通过在它们下面定位泄漏追踪通道来监测焊接的衬套接缝的完整性(参见，例如图1)。然而，泄漏追踪通道的检测能力仅限于焊接区域；在接缝以外的衬套的基体金属区域仍然未被监视。

大多数核电厂的衬套一般工作可靠，但据报已有水池渗水的个别案例。因为池中的水含有放射性污染物(其大部分是由反应堆中“燃烧”期间沉积在燃料上的杂质所携带的)，这些污染物从池水中浸出到核电厂的基板，并可能进入地下水中，这显然不利于公共卫生和安全。为了降低池水到达地下水的可能性，当地的环境和因而一些AFR池已经采用了池中池设计，其中燃料池由充满干净水的二级外池围住。在双池设计中，任何来自受污染池的水的泄漏将进入外池中，其作为防止地下水污染的屏障。然而，双池设计有几个不利的方面，即：(1)除了固定其间距的弹簧和阻尼器之外，储存系统的结构能力受到两个彼此分离的钢筋混凝土容器的不利影响；(2)有可能外池与内池同时泄漏，两个屏障失效，使得受污染的水到达外部环境；以及(3)双池设计显著增加了储存系统的成本。

由于目前设计的缺陷，需要一个新的乏核燃料池的设计，其将保证完全限制池的水和对包括接缝和基体金属区域的整个衬套结构的监测。

发明内容

本发明提供了一种环境隔离的乏燃料池系统，其具有双重不透水的衬套系统和泄漏检测/排出系统，其被配置为收集和识别在衬套之间形成的间隙空间中的泄漏。池的内部腔具有不是一个，而是两个层叠在彼此顶部的衬套，每个衬套为池水的迁出(移出)提供独立的屏障。每个衬套包围了水占用的空间的整个范围，并进一步延伸到池的“高水位”之上。池的顶部可以配备有厚的嵌入板(在一个非限制性实施例中优选为最小2英寸厚)，所述嵌入板沿着池的操作平台在其最顶端包围池腔的周边。每个衬套可以独立地焊接到顶部嵌入板。顶部嵌入板具有至少一个指示孔，其提供与两个衬套层之间的间隙空间的直接连通。在一个实施方案中，蒸汽抽取系统用于通过所述指示孔将内衬套空间中的压力降低到相对高的真空状态，所述蒸汽抽取系统包括在单向阀下游的真空泵。如本文进一步描述的，内衬套空间中的绝对压力(“设定压力”)优选地应该使得池的主体水温高于设定压力下的水的沸腾温度。

在一个实施例中，环境隔离的核乏燃料池系统包括：底板；从所述底板向上延伸并与其邻接的多个竖直侧壁，所述侧壁形成周边；由所述侧壁和底板共同限定的容纳池水的腔；池衬套系统，包括邻接侧壁的外衬套，邻接外衬套并被池水浸湿的内衬套，以及在所述外衬套和内衬套之间形成的间隙空间；在邻接腔的侧壁的顶表面处限定池的周边的顶部嵌入板；并且内侧壁和外侧壁具有可密封地附接到嵌入板的顶部末端。

在另一个实施例中，具有泄漏检测系统的环境隔离的核乏燃料池包括：底板；从所述底板向上延伸并与其邻接的多个竖直侧壁，所述侧壁形成周边；由所述侧壁和底板共同限定的容纳池水的腔；设置在所述腔中的至少一个燃料储存架，其容纳包含加热所述池水的核燃料棒的核乏燃料组件；池衬套系统，其包括邻接所述侧壁和底板的外衬套，邻接外衬套并被池水浸湿的内衬套，以及在所述外衬套和内衬套之间形成的间隙空间；围绕池的周边的顶部嵌入板，所述嵌入板嵌入在与腔邻接的侧壁中；内衬套和外衬套附接到顶部嵌入板；沿着侧壁形成的与间隙空间流体连通的流动增压室；以及与所述流动增压室流体联接的真空泵，所述真空泵可操作以将所述间隙空间抽空至低于大气压的负设定压力。

提供了一种用于检测来自核乏燃料池的泄漏的方法。所述方法包括：提供包括多个侧壁、底板，容纳冷却水的腔和设置在腔中的衬套系统的乏燃料池，所述衬套系统包括外衬套、内衬套和衬套之间的间隙空间；将燃料储存架放置在池中；将至少一个核燃料组件插入到储存架中，所述燃料组件包括多个乏核燃料棒；通过由乏核燃料棒产生的衰变热将池中的冷却水加热至第一温度；利用真空泵将间隙空间中的真空抽空至具有相应沸点温度小于第一温度的负压；通过间隙空间中的衬套系统收集从池中泄漏的冷却水；通过沸腾将泄漏的冷却水转化成蒸汽；并使用真空泵从间隙空间中抽出蒸汽；其中在间隙空间中存在蒸汽使得可检测到衬套裂口。该方法可进一步包括将由真空泵抽出的蒸汽通过木炭过滤器排出以去除污染物。该方法还可以包括：监测间隙空间中的压力；在通过间隙空间中的衬套系统收集从池中泄漏的冷却水之前在间隙空间中检测第一压力；在通过间隙空间中的衬套系统收集从池中泄漏的冷却水之后在间隙空间中检测第二压力；其中所述第二压力与冷却水泄漏状况相关联。

附图说明

将参考以下附图来描述示例性实施例的特征，其中类似的元件被类似地标记，并且其中：

图1是用于监测在单个乏燃料池衬套系统中用于泄漏的焊缝的完整性的已知方法的横截面图；

图2是根据本公开的具有双重衬套和泄漏收集和监测系统的环境隔离的核乏燃料池的侧剖视图；

图3是具有图2的衬套和泄漏收集/监测系统的燃料池的俯视图；

图4是从图2得到的细节图，示出了燃料池的侧壁和底板的衬套的交叉处的衬套系统的底部接头；

图5是从图2得到的细节图，示出了侧壁衬套的末端顶部端处的衬套系统的顶部接头；

图6是包含乏核燃料棒的示例核燃料组件的透视图；以及

图7是根据本公开的真空泄漏收集和监测系统的示意图。

所有图均为示意图，不一定按比例绘制。除非特别地标记有不同的部件号并且在此描述，为了简洁起见，可以认为在一个图中示出的和/或给定参考附图标记的部件与它们在其他图中出现的没有附图标记的部件为相同的部件。除非另有说明，此处的参考图号(例如图1)应解释为组中的所有子部分图(例如图1A、图1B等)的参考。

具体实施方式

本文通过参考示例性实施例来说明和描述本发明的特征和益处。示例性实施例的描述旨在结合附图来阅读，附图将被认为是整个书面描述的一部分。因此，本公开明确地不应限于示例性实施例，其示出可能单独存在或以其他特征组合存在的特征的一些可能的非限制性组合。

在本文公开的实施例的描述中，对于方向或取向的任何引用仅仅是为了方便描述，而不旨在以任何方式限制本发明的范围。相关术语如“下部”，“上部”，“水平”，“竖直”，“以上”，“以下”，“向上”，“向下”，“顶部”和“底部”及其派生词(例如，“水平地”，“向下地”，“向上地”等)应该被解释为是指正在讨论的如图中所描述或所示的方向。这些相关术语仅为了便于描述，并且不要求所述装置以特定的方向构造或操作。除非另有明确说明，诸如“附接的”，“附着的”，“连接的”，“联接的”，“相互关联”和类似的术语是其中结构通过中间结构直接或间接地彼此固定或附接，以及两者可移动地或刚性附接的关系。

参见图2至图6所示，环境隔离的乏燃料池系统包括乏燃料池40，乏燃料池40包括从相邻的大致水平的底壁或板42向上升起的多个竖直侧壁41(鉴于如果要在一段时间内清空池并进行清洗/净化，并且由于安装公差，则有可能在底壁的上表面设置一些斜面以便朝向低点排水)。在一个非限制性实施例中，底板42和侧壁41可由钢筋混凝土形成。燃料池底板42可以形成土壤地基26上并放置在其上，该土壤地基26的顶部表面定义为G级。在本申请所示的实施例中，侧壁升高到高于水平面。在构想的其他可能的实施例中，底板42和侧壁41可替代地埋在围绕侧壁的外表面的地基26中。可以使用任何一种布置并且不限制本发明。

在一个实施例中，乏燃料池40可以在俯视图中具有直线形状。池中可以设置四个侧壁41，其中池具有细长的矩形形状(在俯视图中)，其具有两个较长的相对的侧壁和两个较短的相对的侧壁(例如端壁)。燃料池40的其他构型是可能的，例如正方形，其他多边形和非多边形形状。

乏燃料池40的侧壁41和底板42限定了腔43，腔43配置成容纳冷却池水W和多个浸没的核乏燃料组件储存架27，储存架27容纳燃料棒束或组件28，每个包含多个单独的核乏燃料棒。储存架27以典型的方式设置在底板42上。继续参考图1至图6，乏燃料池40从围绕乏燃料池40的操作平台22向下延伸到足够的深度D1以将燃料组件28(参见图6)浸入水池W的表面S下面，以获得适当的辐射屏蔽目的。在一个实施方案中，燃料池可以具有使得在燃料组件的顶部上方存在至少10英尺的水的深度。

在图2和图3中示出了核燃料组件储存架27，并在2014年6月20日提交的共同转让的申请号为14/367,705的美国专利中进一步描述，其全部内容通过引用并入本文。储存架27包含多个如图所示的竖直细长的单个室，每个室被配置为用于容纳包括多个单独核燃料棒的燃料组件28。在图6中示出了容纳多个燃料棒28a的细长的燃料组件28，并在2013年7月9日提交的共同转让的申请号为14/413,807的美国专利中进一步描述，其全部内容通过引用并入本文。用于压水反应堆(PWR)的典型燃料组件28，每个组件可以容纳150个以上的10x10至17x17的燃料棒网格阵列。所述组件每个通常在大约14英尺高，重约1400-1500磅的数量级上。

在一个实施例中，在各个方向围绕侧壁41和池40的基本水平的操作平台22可以由钢和/或钢筋混凝土形成。池40中的池水W(即，液体冷却剂)的表面水平可以在操作平台22的下方被隔开足够的量，以防止在燃料组件装载或卸载操作期间溢出到平台上，并且考虑到地震事件。在一个非限制性的实施例中，例如，操作平台22的表面至少可以超过该站点的最高100年洪水级别的5英尺。在操作平台水平面下方延伸的乏燃料池40可以为大约40英尺或更深(在一个实施例中为42英尺)。燃料池足够长，以容纳所需的许多乏燃料组件。在一个实施例中，燃料池40可以是大约60英尺宽。池周围有足够的操作平台空间，为工作人员提供空间，并为设施的维护提供必要的工具和设备。在底部30英尺深的乏燃料池40中可能没有渗透，以防止意外排水和露出乏燃料。

根据本发明的一个方面，提供了一种包括双层衬套的乏燃料池衬套系统，以最小化池水泄漏到环境中的风险。衬套系统进一步设计为容纳冷却水泄漏收集和检测/监测，以指示由于衬套系统完整性的破坏而导致的泄漏状况。

衬套系统包括第一外衬套60，其与通过在衬套之间形成的间隙空间62与第二内衬套61隔开。衬套60的外表面抵靠或至少靠近燃料池侧壁41的内表面63设置，并且相对的内表面设置成靠近间隙空间62和衬套61的外表面。燃料池水W接触和浸湿衬套61的内表面。如本文进一步描述的，值得注意的是，衬套60与衬套61之间没有间隔件的布置提供了足够宽度的自然间隙空间以允许空间和任何其中池泄漏被通过真空系统抽出。用于构造衬套的材料的自然表面粗糙度和平坦度的轻微变化提供了衬套之间所需的空间或间隙。然而，在构想的其他实施例中，如果需要，可以提供分布在衬套之间的间隙空间62中的金属或非金属间隔件。

衬套60、61可以优选由耐腐蚀的任何合适的金属制成，包括但不限于不锈钢、铝或其他。在一些实施例中，每个衬套可以由多个基本平坦的金属板组成，所述多个基本平坦的金属板沿其周边边缘密封焊接在一起以形成封装乏燃料池40的侧壁41和底板42的连续衬套系统。

内衬套61和外衬套60可以具有相同或不同的厚度(根据衬套的位置水平地或竖直地在衬套的主要相对表面之间测量)。在一个实施例中，厚度可以相同。然而，在一些情况下，当最初将空燃料储存架27装载到乏燃料池40中时，优选的是，为了潜在的抗冲击性，内衬套61比外衬套60厚。

在一个实施例中，外衬套60和内衬套61(其间具有间隙空间)沿着乏燃料池40的竖直侧壁41延伸并且完全横穿水平底板42，以完全覆盖池的浸湿表面区域。这形成衬套60，61的水平部分60b，61b和竖直部分60a，61a，为乏燃料池40的池水W的泄漏提供了一个不透水的屏障。底板42上的衬套60b，61b的水平部分可以通过焊接而沿着池40的侧壁41接合到竖直部分60a，61a。图4中的细节示出了底部衬套接头64的一个或多个可能的结构，其包括使用密封焊缝65(例如，图示的角焊缝或其他)，以沿着它们各自的端部边缘密封部分60a至60b以及沿着它们各自的端部边缘密封部分61a至61b。优选地，接头64被配置和布置成将水平衬套部分60b，61b之间的水平间隙空间64流体地连接到竖直衬套部分60a，61a之间的竖直间隙空间64，其原因已在本文其他地方解释。

在图5的细节中示出一个非限制性实施例中的竖直衬套部分60a，61a的顶部末端边缘60c、61c之间的顶部衬套接头65。乏燃料池40的顶部装备有围绕燃料池整个周边的大致厚的金属嵌入板70。在一个实施例中，嵌入板70可以是连续的，并且在侧壁的顶部处沿着侧壁41的整个内表面63水平延伸。嵌入板70具有面向池的内竖直侧的暴露部分，其在内衬套和外衬套60、61的顶端末端60c、61c之上延伸。板70的相对的外侧竖直侧完全嵌入侧壁41中。嵌入板70的面向上的顶表面71可以与侧壁41的顶表面44基本齐平，以在它们之间形成平滑的过渡。在其他可能的实施方案中，顶表面71可以在侧壁的顶表面44上方延伸。如图所示，嵌入板70从燃料池40水平向外延伸一段距离进入侧壁41并且小于侧壁41的横向宽度。

嵌入板70的水平厚度大于内衬套61，外衬套60的水平厚度，并且在一些实施例中，大于内衬套和外衬套两者组合的厚度。

顶部嵌入板70嵌入到混凝土侧壁41的顶表面44中，所述混凝土侧壁41具有足够的竖直深度或高度，以允许衬套60、61(即分别为部分60a和61a)的顶部末端边缘60c、61c被永久地接合到所述嵌入板。衬套60、61的顶部末端边缘分别在嵌入板70的顶表面71下方的距离D2和D1处终止(在一个实施例中，其可以如图所示与池侧壁41的顶表面齐平)。距离D1小于D2，使外衬套60的竖直高度小于内衬套61的竖直高度。在一个实施例中，嵌入板70具有底端，其终止于衬套60、61的顶部末端边缘60c、61c的下方，以便于将衬套焊接到所述嵌入板。

在各种实施例中，嵌入板70可以由合适的抗腐蚀金属形成，例如不锈钢、铝或另一种金属，其优选地与用于构造池外衬套和内衬套60、61的金属焊接相容，而不需要异种金属焊接。

如图5最佳所示，内衬套和外衬套60、61的顶部末端边缘60c、61c可以具有竖直交错布置的并且彼此独立地分开密封焊接到顶部嵌入板70。密封焊缝66将衬套61的顶部末端边缘61c联接到嵌入板70的内部竖直侧的暴露部分。第二密封焊缝67将衬套60的顶部末端边缘60c也联接到嵌入板70的内部竖直侧的暴露部分的位于下方并与密封焊缝66隔开的位置。这在一个实施例中限定了一个完全气密密封的封闭流动增压室68，其横向围绕乏燃料池40的整个周边。如图所示，流动增压室68与间隙空间62流体连通。流动增压室的一个竖直侧由内衬套61的一部分限定，并且所述流动增压室的相对的竖直侧由顶部嵌入板70的内部竖直侧限定。

在一些实施例中，顶部流动增压室68可以是连续的或不连续的。在不连续的情况下，优选地，为单独通道的每个部分设置顶部嵌入板70中的流动通道105。

密封焊缝66和67可以是将衬套60、61密封到顶部嵌入板70所需的任何类型的合适的焊缝。根据所使用的焊缝的构型和尺寸，可以根据需要使用支撑板、杆或其他类似的焊接附件来制造焊缝。本发明不受焊接类型的限制。

在一个实施例中，仅在顶部嵌入板70处将外衬套60和内衬套61密封地附接到乏燃料池40。嵌入板下面的衬套的其余部分可以与侧壁41和底板42邻接接触，无需用于将衬套固定到这些部分的装置。

应注意，在一个实施例中，至少内衬套61的高度优选地高于池水W的预期最高水位(表面S)。如果水位由于某些原因而超过了这个水平，则顶部嵌入板70将被池水直接浸湿并且容纳液体以防止池水溢出到操作平台22上。

根据本发明的另一方面，提供一种蒸汽抽取或真空系统100，其用于将外衬套60和内衬套61之间的间隙空间中的空气压力降低至相对高的真空状态，用于泄漏控制和/或检测。图7是真空系统100的一个实施例的示意图。

如图5和图7所示，真空系统100通常包括真空泵101和木炭过滤器102。真空泵101可以是能够在池衬套60和61之间的间隙空间62内产生真空或负压的任何合适的市售的电驱动真空泵。真空泵101经由合适的流动管道103流体地连接到间隙空间68，流体管道103流体地联接到指示器(taletell)或流动通道105，所述指示器或流动通道105从顶部嵌入板70的顶表面71延伸到在池衬套60和61之间形成的顶部流动增压室68。流动管道103可以由能够承受真空的任何合适的金属或非金属管子或管道形成。可以提供适当配置的流体联接104并且密封到流动通道105的出口端，以连接流动管道103。流动通道的入口端穿过流动增压室68内的顶部嵌入板70的内部竖直侧。流动通道105和外部流动管道103提供了将流动增压室68流体地联接到真空泵101的连续流动管道。单向止回阀设置在流动增压室105和真空泵101的吸入口之间，以允许空气和/或蒸汽沿单一方向从衬套系统流到泵。

衬套60、61之间的间隙空间62中的真空系统100所保持的绝对压力(即“设定压力”)优选地应该使得由燃料棒/组件产生的废弃物衰变热加热的乏燃料池40的主体水温高于设定压力下的水的沸腾温度。下表提供了以英寸汞柱(Hg)为单位的真空水平的沸腾温度，其代表可使用的设定压力的一些示例。

任何显著的压力升高将指示衬套60、61之间的间隙空间62中的水的潜在泄漏。由于真空泵101在间隙空间中维持的亚大气条件，任何可能通过内衬套61从池中泄漏到该空间中的水将会蒸发，导致压力升高，其可由压力传感器104监测和检测。真空泵101优选地应该设置成运行并将间隙空间62中的压力降低到“设定压力”。

在一个非限制性实例的操作中，如果操作真空泵101以在间隙空间62中产生2英寸Hg的负压(真空)，在该负压下，从上表中可以得到相应的水的沸点为101华氏度(度F)。如果乏燃料池40中的池水W的主体水温处于高于101华氏温度的任何温度，并且通过池内衬套61发生泄漏进入间隙空间62，泄漏液体将立即在其中蒸发，产生蒸汽或气体。真空泵101通过流动增压室68、顶部嵌入板70中的流动通道105和流动导管103(参见图5和图7中的水蒸汽的定向流动箭头)抽出蒸汽。设置在泵101的吸入侧的压力传感器104会检测到指示衬套系统中的潜在泄漏的压力的相应升高。在一些实施例中，压力传感器104可以可操作地连接到正确配置的基于计算机处理器的厂监控系统107的控制面板，所述厂监控系统107在连续或间歇的基础上监测和检测在衬套之间的间隙空间62中测量的压力，以警告操作者潜在的池泄漏状况。这种厂监测系统在本领域中是公知的，没有进一步的阐述。

在排放到大气中之前，排气中排出的或从真空泵101排出的蒸汽通过合适的过滤装置102(例如木炭过滤器或其他类型的过滤介质)被引导，从而防止任何颗粒污染物释放到环境中。

有利的是，注意到如果经由真空系统100检测到从乏燃料池40的泄漏，则包围燃料池的第二外衬套60提供了二次屏障和防线，以防止池水W直接泄漏到环境中。

值得注意的是，可以提供的蒸汽抽取系统的数量没有限制，所述蒸汽抽取系统包括指示器通道、真空泵和具有泄漏监测/检测能力的过滤器组合。在一些情况下，四个独立系统可以提供足够的冗余。此外，还认识到可以添加第三层或第四层衬套以增加防止池水泄漏到环境中的屏障的数量。在某些情况下，如果第一内衬套空间的泄漏密封性无论以何种原因都不能通过现场的高保真度检验(例如氦光谱法)来证明，在某些情况下，第三层可用作可斟酌的措施。

尽管前面的描述和附图表示本公开的示例性实施例，应当理解，在不脱离所附权利要求的等同物的精神和范围的情况下，可以在其中进行各种添加、修改和替换。特别地，本领域技术人员将清楚，本发明可以在不脱离其精神或本质特征的情况下以其他形式、结构、布置、比例、尺寸以及其他元件、材料和部件来实施。此外，本文所述的方法/过程的许多变化可以在本公开的范围内进行。本领域技术人员将进一步了解，在不脱离本文所述的原理的情况下，实施例可以用于结构、布置、比例、尺寸、材料和部件的许多修改，并且在本公开的特别适用于具体环境和操作要求的实践中使用。因此，目前公开的实施例在所有方面被认为是说明性的而不是限制性的。所附权利要求应被宽泛地解释为包括本公开的其他变型和实施方案，其可由本领域技术人员在不脱离等同物的范围和范围的情况下实现。

Claims (20)

1.一种环境隔离的核乏燃料池系统，其包括：

底板；

从所述底板向上延伸并与其邻接的多个竖直侧壁，所述侧壁形成周边；

由所述侧壁和所述底板共同限定的容纳池水的腔；

池衬套系统，其包括邻接所述侧壁的外衬套、邻接所述外衬套并被所述池水浸湿的内衬套，以及在所述外衬套和所述内衬套之间形成的间隙空间；

顶部嵌入板，其在邻接所述腔的所述侧壁的顶表面处包围所述池的周边；以及

所述内侧壁和所述外侧壁具有能够密封地附接到所述嵌入板的顶部末端。

2.根据权利要求1所述的乏燃料池系统，其中所述内衬套和所述外衬套的水平部分横跨所述底板延伸并且在相对的侧壁之间覆盖所述底板，覆盖所述底板的所述内衬套和所述外衬套的所述水平部分形成封装所述池水的连续屏障。

3.根据权利要求1所述的乏燃料池系统，其进一步包括沿所述侧壁在所述内衬套和所述外衬套的顶部末端边缘处形成的顶部流动增压室，所述流动增压室与所述间隙空间流体连通。

4.根据权利要求3所述的乏燃料池系统，其中所述顶部流动增压室围绕所述乏燃料池的整个周边延伸。

5.根据权利要求3所述的乏燃料池系统，其进一步包括通过所述顶部嵌入板形成的流动通道，所述流动通道与所述顶部流动增压室流体连通，所述流动通道具有穿过所述顶部嵌入板的顶表面的出口端。

6.根据权利要求1所述的乏燃料池系统，其中所述顶部嵌入板的水平厚度大于所述内衬套和所述外衬套的组合厚度。

7.根据权利要求1所述的乏燃料池系统，其中所述内衬套和所述外衬套的所述顶部末端被分别直接焊接到所述顶部嵌入板。

8.根据权利要求1所述的乏燃料池系统，其中所述内衬套、所述外衬套和所述顶部嵌入板由相同的金属材料制成。

9.根据权利要求1所述的乏燃料池系统，其进一步包括设置在所述底板上的至少一个燃料储存架，所述储存架具有多个室，每个室被构造成容纳包含核燃料棒的乏核燃料组件。

10.一种具有泄漏检测系统的环境隔离的核乏燃料池，其包括：

底板；

从所述底板向上延伸并与其邻接的多个竖直侧壁，所述侧壁形成周边；

由所述侧壁和所述底板共同限定的容纳池水的腔；

设置在所述腔中的至少一个燃料储存架，其容纳包含加热所述池水的核燃料棒的核乏燃料组件；

池衬套系统，其包括邻接所述侧壁和所述底板的外衬套、邻接所述外衬套并被所述池水浸湿的内衬套，以及在所述外衬套和内衬套之间形成的间隙空间；

流动增压室，其沿着所述侧壁形成的与所述间隙空间流体连通；以及

与所述流动增压室流体联接的真空泵，所述真空泵能够操作以将所述间隙空间抽空至低于大气压的负设定压力。

11.根据权利要求10所述的乏燃料池，其进一步包括：

围绕所述池的周边的顶部嵌入板，所述嵌入板嵌入在与所述腔邻接的所述侧壁中；

所述内衬套和所述外衬套以交错的关系附接到所述顶部嵌入板以形成所述流动增压室；以及

所述真空泵通过所述顶部嵌入板流体地联接到所述流动增压室。

12.根据权利要求11所述的乏燃料池，其进一步包括将所述真空泵流体地联接到所述间隙空间的指示器通道。

13.根据权利要求12所述的乏燃料池，其进一步包括设置在流动管道中的压力传感器，所述流动管道将所述真空泵的吸入口流体地联接到所述指示器通道。

14.根据权利要求11所述的乏燃料池系统，其中所述内衬套和所述外衬套的顶部末端被分别焊接到所述顶部嵌入板，用于形成所述流动增压室。

15.根据权利要求10所述的乏燃料池，其进一步包括基于计算机处理器的厂监控系统，其监测和检测在所述内衬套和所述外衬套之间的所述间隙空间中所测量的压力。

16.根据权利要求10所述的乏燃料池系统，进一步包括木炭过滤器，其流体地联接到所述真空泵的排出口，并能够操作以从所述内衬套和所述外衬套之间的所述间隙空间收集的蒸汽中去除污染物。

17.根据权利要求10所述的乏燃料池，其中所述内衬套和所述外衬套的顶部末端终止于所述腔内的所述顶部嵌入板的顶表面下方的点。

18.一种用于检测来自核乏燃料池的泄漏的方法，所述方法包括：

提供包括多个侧壁、底板、容纳冷却水的腔和设置在所述腔中的衬套系统的乏燃料池，所述衬套系统包括外衬套、内衬套以及所述外衬套和所述内衬套之间的间隙空间；

将燃料储存架放置在所述池中；

将至少一个核燃料组件插入到所述储存架中，所述燃料组件包括多个乏核燃料棒；

通过由所述乏核燃料棒产生的衰变热将所述池中的所述冷却水加热到第一温度；

利用真空泵将所述间隙空间中的真空抽空至负压，该负压具有的相应沸点温度小于所述第一温度；

通过所述间隙空间中的所述衬套系统收集从所述池中泄漏的冷却水；

通过沸腾将所述泄漏的冷却水转化成蒸汽；以及

使用所述真空泵从所述间隙空间中抽出所述蒸汽；

其中在所述间隙空间中存在蒸汽使得可检测到衬套裂口。

19.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括通过木炭过滤器排出由所述真空泵抽出的所述蒸汽以去除污染物。

20.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括：

监测所述间隙空间的压力；

在通过所述间隙空间中的所述衬套系统收集从所述池中泄漏的冷却水之前在所述间隙空间中检测第一压力；

在通过所述间隙空间中的所述衬套系统收集从所述池中泄漏的冷却水之后检测大于所述第一压力的第二压力；

其中所述第二压力与冷却水泄漏状况相关联。