CN109243645B - 一种乏燃料组件贮存格架 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种乏燃料组件贮存格架，包括上托板、下托板，上托板与下托板呈上下平行分布；上托板上设置有贮存管、六边形贮存管，贮存管、六边形贮存管的一端与均上托板连接，贮存管、六边形贮存管的另一端均与下托板连接；贮存管、六边形贮存管均为中空管且均用于贮存乏燃料组件，贮存管的个数大于六边形贮存管，贮存管以六边形贮存管为中心均匀分布在其周围。本技术方案中将贮存管、六边形贮存管组成的贮存单元采用呈正三角形布置，最大化的利用格架的有效空间，其中，贮存管以六边形贮存管为中心均匀分布，六边形贮存管中的碳化硼中子吸收体材料，可降低整个系统的Keff值，从而实现乏燃料组件的高密集贮存。

Description

一种乏燃料组件贮存格架

技术领域

本发明涉及核工程设备技术领域，具体涉及一种乏燃料组件贮存格架。

背景技术

乏燃料组件贮存格架是反应堆存放乏燃料组件必不可少的设备。目前，核电厂内存放乏燃料组件的贮存格架均针对棒束型的方形燃料组件而设计，且贮存单元多采用矩形阵列布置，不适用于研究堆乏燃料组件的贮存需求。因此，本发明针对某研究堆乏燃料组件，发明一种可靠、有效地贮存格架，从而满足研究堆乏燃料组件安全、可靠地贮存。

基于此，研究并开发设计一种乏燃料组件贮存格架。

发明内容

本发明针对上述问题之一，提供一种乏燃料组件贮存格架，针对现有的乏燃料组件不满足贮存的问题，将存放乏燃料组件的贮存管、六边形贮存管的贮存单元设置为呈正三角形布置，最大化的利用贮存格架的空间，其中六边形贮存管中加入碳化硼中子吸收体，降低整个系统的Keff值，实现乏燃料组件的高密集贮存，从而解决了然燃料组件的储存问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种乏燃料组件贮存格架，包括上托板、下托板，上托板与下托板呈上下平行分布；上托板上设置有贮存管、六边形贮存管，贮存管、六边形贮存管的一端与均上托板连接，贮存管、六边形贮存管的另一端均与下托板连接；贮存管、六边形贮存管均为中空管且均用于贮存乏燃料组件，贮存管的个数大于六边形贮存管，贮存管以六边形贮存管为中心均匀分布在其周围，降低贮存管中乏燃料组件的辐射性。

乏燃料又称辐照核燃料，是经受过辐射照射、使用过的核燃料，通常由核电站的反应堆产生。乏核燃料中含有大量的放射性元素，因此具有放射性。而目前核电厂采用存放乏燃料组件的贮存格架一般主要是根据棒束型的方形燃料组件而设计，且贮存时多采用矩形阵列布置，不适用于研究堆乏燃料组件的贮存需求。基于此，采用将贮存管、六边形贮存管设置在上托板、下托板之间，贮存管以六边形贮存管为中心均匀分布在其周围，六边形贮存管中的碳化硼铝中子吸收体材料，可降低整个系统中的Keff值，从而保证乏燃料水池的安全。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述上托板、下托板为相同结构，上托板为横截面为四边形的支撑板结构，上托板的四角设有吊耳。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述下托板的四角设有可调支腿，两个可调支腿之间设有不可调支腿。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述下托板的下端设有加强筋组件。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述贮存管、六边形贮存管形成的贮存单元，采用正三角形整列布置。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述上托板、下托板上均设有通孔，贮存管或六边形贮存管穿过中心线重合的上托板的通孔与下托板的通孔。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述通孔与贮存管或六边形贮存管间隙配合。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述下托板的通孔上部与乏燃料元件的接触部位呈倒角形状，下托板的通孔的上表面均铣有与通孔同心的圆形凹槽。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述六边形贮存管包括从内至外依次分布且呈一体结构的六边形管、中子吸收体、不锈钢包壳，所述中子吸收体为碳化硼中子吸收体，所述贮存管、六边形管均为不锈钢管。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

(1)本技术方案中将贮存管、六边形贮存管组成的贮存单元采用呈正三角形布置，最大化的利用格架的有效空间，其中，贮存管以六边形贮存管为中心均匀分布，六边形贮存管中的碳化硼中子吸收体材料，可降低整个系统的Keff值，从而实现乏燃料组件的高密集贮存。

(2)本技术方案中所述的双层板结构，可以起到支撑和定位的作用，其中，在上托板、下托板上均设置通孔，通孔上部的进行倒角设置，能够与乏燃料组件紧密配合，通孔的上表面铣有圆形凹槽结构，可很好的定位贮存管。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为图1纵向剖视图；

图3为图1的俯视图；

图4为本发明中六边形贮存管的纵向剖视图；

其中：1—吊耳，2—贮存管，3—上托板，4—支撑板，5—下托板，6—可调支腿，7—不可调支腿，8—加强筋组件，9—六边形贮存管，10—六边形标识环，11—六边形连接环，12—圆标识环，91—六边形管，92—中子吸收体，93—不锈钢包壳。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1—图4所示，一种乏燃料组件贮存格架，包括上托板3、下托板5，上托板3与下托板5呈上下平行分布；上托板3上设置有贮存管2、六边形贮存管9，贮存管2、六边形贮存管9的一端与均上托板3连接，贮存管2、六边形贮存管9的另一端均与下托板5连接；贮存管2、六边形贮存管9均为中空管且均用于贮存乏燃料组件，贮存管2的个数大于六边形贮存管9，贮存管2以六边形贮存管9为中心均匀分布在其周围，降低整个贮存系统的次临界度。

其中，所述贮存管2、六边形贮存管9形成的贮存单元，采用正三角形整列布置。

其中，如图4所示，所述六边形贮存管9包括从内至外依次分布且呈一体结构的六边形管91、中子吸收体92、不锈钢包壳93，所述中子吸收体92为碳化硼中子吸收体，所述贮存管2、六边形管91均为不锈钢管。

本实施例中，贮存管2、六边形贮存管9为呈正三角形布置的乏燃料贮存格架，贮存格架采用双层板结构，上层板、下层板。其中，双层板结构主要起到对格架的支撑和定位作用，上托板一般采用具有一定厚度的不锈钢板，且四角焊接有四个吊耳，上托板3的四角布置有用于可调支腿操作工具使用的通孔，且上托板3上的其他通孔与贮存管2之间形成紧密配合。上托板3上设置的其他通孔，下托板5上设置的通孔的个数与上托板3上设置的通孔个数相同，故贮存管2或六边形贮存管9在安装时，直接插入到上托板3、下托板5中对应的通孔中。

其中，六边形贮存管9以不锈钢管为主，同时以正六边形形式均匀分布在含碳化硼板材的六边形贮存管，以有效降低系统的Keff值。六边形贮存管是为贮存管通过不锈钢钢壳与六边形管点焊接的方式将铝基碳化硼板材料包覆，铝基碳化硼板材仅仅贴在六边形管的各个壁上，确保碳化硼板材的稳定性。

其中，本实施例所述的贮存管2是贮存乏燃料组件的主体部件，要求既能稳固可靠的存放乏燃料又能保证乏燃料组件的便利取放。

其中，在上托板3的四角设置通孔，同时在下托板5的四角设置通孔，设置的通孔对应，且对应通孔位置安装有支撑板4，支撑板4的作用是对整个结构进行支撑。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上进一步限定，所述上托板3、下托板5为相同结构，上托板3为横截面为四边形的支撑板结构，上托板3的四角设有吊耳1。吊耳1的作用是便于将安装好的贮存格架吊装到水下进行贮存。

实施例3：

本实施例与上述实施例的区别在于：所述下托板5的四脚设有可调支腿6，两个可调支腿6之间设有不可调支腿7。整个贮存格架的重量将全部作用在支腿上，因此支腿的承力最大的部位，为了能在保存水池中将发燃料贮存格架调平，其中，位于下托板5四脚的可调支腿6，且位于两个可调支腿6之间的两个不可调支腿7作为支点，通过调整可调支腿6的长度，最终达到调节贮存格架平衡的目的。

其中，可调支腿的调节结构由支柱螺母与螺柱组成，支柱螺母与螺柱螺纹连接形成螺旋副，螺柱旋转带动可调支腿的上下移动，从而达到调节可调支腿的目的。

实施例4：

本实施例与上述实施例的区别在于：所述下托板5的下端设有加强筋组件8。其中加强筋组件8的具体结构为现有技术，而加强筋组件8的主要作用是提高下托板5的支撑强度。

实施例5：

本实施例与上述实施例的区别在于：所述贮存管2、六边形贮存管9形成的贮存单元，采用正三角形整列布置。所述上托板3、下托板5上均设有通孔，贮存管2或六边形贮存管9穿过中心线重合的上托板3的通孔与下托板5的通孔。所述通孔与贮存管2或六边形贮存管9间隙配合。所述下托板5的通孔上部与乏燃料元件的接触部位呈倒角形状，下托板5的通孔的上表面均铣有与通孔同心的圆形凹槽。

本实施例中进一步限定，所述贮存管2、六边形贮存管9形成的贮存单元，采用正三角形整列布置，栅元中心距一定，在保证物理热工和临界安全的条件下，能最大化的利用贮存格架的有效空间，从而实现乏燃料组件的高密度贮存。

在乏燃料组件均插入到贮存单元中后，下托板5是主要的支撑件，下托板5的通孔上部与乏燃料组件的接触部位呈倒角结构，故通孔能够与乏燃料组件紧密配合。在上托板3上同样设置有通孔，上托板上的通孔与下托板上的通孔相对应，且上托板3上铣有与通孔同心的圆形凹槽，可利于对贮存管进行定位。

其中，六边形贮存管9，六边形标识环10，六边形连接环11，主要起标识作用。

实施例1—5中所述的贮存格架，具体安装操作方法为：通过吊耳1将贮存格架吊装入水放置后，采用调平工具通过贮存格架的上托板3、下托板5对可调支腿6进行调平操作，使用乏燃料组件吊装工具，将乏燃料组件转移至贮存格架的贮存管2或六边形贮存管9上方，并保证乏燃料组件中心对齐贮存管中心；缓慢下降乏燃料组件使其慢速通过贮存管，并坐落在下托板5上，下托板5的楔形孔与乏燃料组件尾部楔形结构形成配合，使乏燃料组件安全、可靠地贮存在乏燃料组件贮存格架上平。

以上所述的具体实施方式，对本发明 的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种乏燃料组件贮存格架，其特征在于：包括上托板(3)、下托板(5)，上托板(3)与下托板(5)呈上下平行分布；上托板(3)上设置有贮存管(2)、六边形贮存管(9)，贮存管(2)、六边形贮存管(9)的一端均与上托板(3)连接，贮存管(2)、六边形贮存管(9)的另一端均与下托板(5)连接；贮存管(2)、六边形贮存管(9)均为中空管且均用于贮存乏燃料组件，贮存管(2)的个数大于六边形贮存管(9)，贮存管(2)以六边形贮存管(9)为中心均匀分布在其周围，降低整个贮存系统的次临界度；

所述六边形贮存管(9)包括从内至外依次分布且呈一体结构的六边形管(91)和中子吸收体(92)，所述中子吸收体(92)为碳化硼中子吸收体。

2.根据权利要求1所述的一种乏燃料组件贮存格架，其特征在于：所述上托板(3)、下托板(5)为相同结构，上托板(3)为横截面为四边形的支撑板结构，上托板(3)的四角设有吊耳(1)。

3.根据权利要求2所述的一种乏燃料组件贮存格架，其特征在于：所述下托板(5)的四脚设有可调支腿(6)，两个可调支腿(6)之间设有不可调支腿(7)。

4.根据权利要求2所述的一种乏燃料组件贮存格架，其特征在于：所述下托板(5)的下端设有加强筋组件(8)。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种乏燃料组件贮存格架，其特征在于：所述贮存管(2)、六边形贮存管(9)形成的贮存单元，采用正三角形整列布置。

6.根据权利要求5所述的一种乏燃料组件贮存格架，其特征在于：所述上托板(3)、下托板(5)上均设有通孔，贮存管(2)或六边形贮存管(9)穿过中心线重合的上托板(3)的通孔与下托板(5)的通孔。

7.根据权利要求6所述的一种乏燃料组件贮存格架，其特征在于：所述通孔与贮存管(2)或六边形贮存管(9)间隙配合。

8.根据权利要求6所述的一种乏燃料组件贮存格架，其特征在于：所述下托板(5)的通孔上部与乏燃料元件的接触部位呈倒角形状，下托板(5)的通孔的上表面均铣有与通孔同心的圆形凹槽。

9.根据权利要求1所述的一种乏燃料组件贮存格架，其特征在于：所述六边形贮存管(9)包括从内至外依次分布且呈一体结构的六边形管(91)、中子吸收体(92)、不锈钢包壳(93)，所述贮存管(2)、六边形管(91)均为不锈钢管。

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