CN111446017A - 一种水平中开式双组件燃料运输容器及其拆装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种水平中开式双组件燃料运输容器及其拆装方法，容器包括外壳、内壳和内外壳联接装置；所述外壳分为外壳上部和外壳下部，所述外壳上部和所述外壳下部之间形成中分面，所述外壳中分面用螺栓固定连接；所述内壳由内壳门板包围组成，所述内壳门板通过铰链连接，所述铰链端部设置快速装拆锁紧装置，所述内壳内侧布置有中子吸收板，所述内壳与燃料接触部位设置有若干橡胶压紧块；所述内壳和所述外壳通过所述内外壳联接装置连接。本运输容器具有在正常运输和操作过程中保护新燃料组件避免受到振动和冲击而造成损坏、防止污物污染、保持燃料组件次临界状态、可供燃料组件垂直装卸等功能。
Description
技术领域
本发明涉及核燃料运输容器，涉及一种双组件同时运输的新燃料运输容器。
背景技术
目前我国AP1000核电厂使用的新燃料运输容器大部分依靠进口、产品价格昂贵且订货周期长。加之重大科技专项CAP1400等堆型的核电厂暂没有可用于出口的燃料组件运输容器。因此急需研制一款新燃料运输容器，以便解决上述问题。
新燃料运输容器用于从核燃料制造厂至核电厂运输期间保护新燃料组件。在安全功能上，该设备要确保新燃料组件在事故情况下经历、跌落、穿刺、水淹等情况下的临界和屏蔽安全。从使用角度上，该设备应避免在燃料组件运输过程中产生磕碰、振动、移位等现象，具有方便装卸燃料、抗雨淋、方便监测振动等优点。
发明内容
本发明需要要解决的技术问题是，提供一种用于双组件同时运输的核燃料运输容器，用于CAP1400等核电厂新燃料组件运输。运输容器具有在正常运输和操作过程中保护新燃料组件避免受到振动和冲击而造成损坏、防止污物污染、保持燃料组件次临界状态、可供燃料组件垂直装卸等功能。
一种水平中开式双组件燃料运输容器，其特征在于，所述容器包括外壳、内壳和内外壳联接装置；
所述外壳分为外壳上部和外壳下部，所述外壳上部和所述外壳下部之间形成中分面，所述外壳中分面用螺栓固定连接；所述外壳内部填充聚氨酯泡沫材料，用于在跌落及火烧事故工况下吸振和吸热；所述外壳上布置有若干排气孔，用于火烧工况下聚氨酯气化后的排气；所述外壳与所述内壳接触处安装有慢化剂，用于维持货包及其阵列在正常运输条件和事故运输条件下处于次临界状态；在所述慢化剂四周布置有一层陶瓷纤维纸板，用于隔绝火场热量，保护聚乙烯；
所述内壳由内壳门板包围组成，所述内壳门板通过铰链连接，所述铰链端部设置快速装拆锁紧装置，便于装卸核燃料过程中的合盖操作；所述内壳内侧布置有中子吸收板，用于降低容器表面及周边的剂量率；所述内壳与燃料接触部位设置有若干橡胶压紧块；吸收燃料组件在运输过程中产生的振动，为方便垂直吊装燃料组件，所述内壳上部设置有L型翻盖并配合有内壳插销定位；
所述内壳和所述外壳通过所述内外壳联接装置连接。
优选的，所述外壳上部安装有支撑吊耳，用于吊装及容器上下堆叠时的承重及定位；所述外壳上部还焊接有3条加强筋，用于加强整体结构。
优选的，所述外壳下部两侧对称焊接有两个底部支撑，用于水平放置承重；所述外壳底部中间焊接有两块叉车架，方便容器叉取操作。
优选的，所述外壳中分面布置有两圈橡胶密封条。
优选的，所述外壳材料为06Cr19Ni10不锈钢材质，用于结构支撑及防腐蚀。
优选的，所述内壳并排布置有两个燃料组件的包容空间，在所述燃料组件之间布置有慢化剂。
优选的，所述中子吸收板在接触组件位置布置有软木橡胶板，避免组件在装拆及运输期间产生划伤。
优选的，所述内壳端部设置加速度计，方便监测燃料装卸及运输过程的加速度峰值情况。
优选的，所述内壳主要材料为6000系列铝合金，用于结构支撑及包容燃料组件。
一种水平中开式双组件燃料运输容器的拆装方法，步骤如下：
拆离外壳上部：拆卸所述外壳中分面螺栓，通过所述吊耳整体吊走所述外壳上部；
倾倒所述容器：将所述容器翻转使所述内壳和所述外壳下部整体倾翻至垂直位置；
开关内壳：打开所述内壳插销，打开所述内壳上部的L型翻盖，打开所述快速装拆锁紧装置，打开所述内壳门板；
拆装燃料组件：燃料组件装入或调离所述内壳后，关闭所述内壳门板，锁紧所述快速装拆锁紧装置，关闭所述内壳上部的L型翻盖，闭合所述内壳插销；
容器归位：将容器翻转至水平状态，回装所述外壳上部，回装所述外壳中分面螺栓，安装铅封。
水平中开式双组件新燃料运输容器具有如下特点：
1)可用于两根燃料组件同步运输，与单组件容器相比减少了装拆操作，提高了工作效率；
2)外壳以06Cr19Ni10不锈钢为主要材料，采用焊接方式联接，提高了容器的防腐蚀性能及耐用性；
3)外壳填充了两种密度的聚氨酯泡沫，此材料吸振能力强，且在高温时可以气化并吸收热量，提高了容器的减震及耐热性能；
4)内壳以6000系列铝合金为主要材料，采用铰链联接方式联接，方便拆卸且降低了容器总体质量；
5)外壳中分面布置有两圈橡胶密封条，用于密封外壳，避免水及其他杂质进入内壳；
附图说明
图1为水平中开式双组件新燃料运输容器示意图；
其中，1吊耳及定位装置；2加强筋；3外壳上部；4螺栓连接件；5内壳组件；6吸振装置；7底部支撑；8底部中子慢化剂；9外壳下部；10叉车架；11内外壳联接装置。
图2为水平中开式双组件新燃料运输容器横截面示意图；
其中，3上部外壳；8中子慢化剂；9下部外壳；11内外壳联接装置；12内壳侧门板；13聚氨酯减震材料；14内壳上门板；15中子吸收板；16燃料组件；17软木橡胶；
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本专利提出的一种水平中开式双组件新燃料运输容器实施例，其外形尺寸为5850mm×1100mm×900mm(长×宽×高)，空容器(外壳+内壳)质量为2.3t，装有两根燃料组件容器总质量约为4.1t。具有良好的抗震、抗冲击、屏蔽性和耐热能力。容器使用环境如下：
设计温度：-40～70℃
设计压力：常压
相对湿度：5～100％
使用环境：室外/室内
运输方式：铁路、公路、传播运输
该运输容器由上部外壳、内壳组件、外壳下部及附件组成。容器设计时进行了结构设计、跌落分析、热工计算、临界计算和屏蔽计算等各项工作，设计结构如附图1、附图2所示。
上部外壳主要材料为06Cr19Ni10不锈钢材质，用于结构支撑及防腐蚀。外壳内部填充聚氨酯泡沫材料，用于在跌落及火烧事故工况下吸振和吸热。外壳布置有若干排气孔，用于火烧工况下聚氨酯气化后的排气。外壳与内壳接触位置安装有若干超高分子量聚乙烯板，用于维持货包及其阵列在正常运输条件和事故运输条件下处于次临界状态。在聚乙烯慢化剂四周布置有一层陶瓷纤维纸板，用于隔绝火场热量，保护聚乙烯。外壳上部安装有支撑吊耳，用于吊装及容器上下堆叠时的承重及定位。外壳上部还焊接有3条加强筋，用于加强整体结构。
内壳主要材料为6000系列铝合金，用于结构支撑及包容燃料组件。内壳采用并排布置方式，设计有两个燃料组件的包容空间，两个组件之间布置有超高分子量聚乙烯板。内壳门板通过铰链连接，铰链端部设计有快速装拆锁紧装置，便于装卸核燃料过程中的合盖操作。内壳内侧布置有硼铝合金中子吸收板，用于降低容器表面及周边的剂量率。中子吸收板与组件之间布置有软木橡胶板，避免组件在装拆及运输期间产生划伤。内壳与燃料组件接触部位还设计有若干橡胶压紧块，吸收燃料组件在运输过程中产生的振动，为方便垂直吊装燃料组件，内壳上部设计有L型翻盖并配合有插销定位。内壳端部设计有加速度计，方便监测燃料装卸及运输过程的加速度峰值情况。
外壳下部主要材料为06Cr19Ni10不锈钢材质，用于结构支撑及防腐蚀。外壳下部内部填充聚氨酯泡沫材料，用于在跌落及火烧事故工况下吸振和吸热。外壳布置有若干排气孔，用于火烧工况下聚氨酯气化后的排气。外壳与内壳接触位置安装有若干超高分子量聚乙烯板，用于维持货包及其阵列在正常运输条件和事故运输条件下处于次临界状态。在聚乙烯慢化剂四周布置有一层陶瓷纤维纸板，用于隔绝火场热量，保护聚乙烯。外壳下部内部布置有聚氨酯缓吸振装置。外壳下部两侧对称焊接有两个底部支撑，用于水平放置承重。外壳底部中间焊接有两块叉车架，方便容器叉取操作。
附件设计主要有：加速度计支架、铅封块、组件轴向定位撑杆、内壳锁紧装置、内外壳联接装置等。
本发明实施例还提供了一种设计方案及新燃料组件装载、运输及拆卸方法。
1.核燃料装载
如图1所示，燃料装载前，首先拆卸外壳中分面螺栓4，吊耳及定位装置1整体吊走上部外壳3。利用容器翻转设备将内壳组件5及外壳下部整体倾翻至垂直位置。
打开内壳插销，打开上部翻盖。将各内壳锁紧装置置于打开位置，推开内壳门板。
将燃料组件整体吊运并放置在内壳底板上，关闭内壳门板，将内壳锁紧装置置于关闭状态。关闭上部翻盖，插入内壳插销。
利用容器翻转设备将容器翻转至水平状态，回装上部外壳，回装外壳中分面螺栓，安装铅封。
2.核燃料运输
采用专用吊具将燃料运输容器吊装至燃料运输集装箱中，采用规定的方法进行捆绑，利用带空气减震的燃料运输车辆将燃料组件运送至核电厂。
3.核燃料拆卸
如图1所示，燃料拆卸前，首先拆卸外壳中分面螺栓4，吊耳及定位装置1整体吊走外壳上部3。利用容器翻转设备将内壳组件5及外壳下部整体倾翻至垂直位置。
打开内壳插销，打开上部翻盖。使用吊车临时悬挂燃料组件。将各内壳锁紧装置置于打开位置，推开内壳门板。
将燃料组件整体吊运。关闭内壳门板，将内壳锁紧装置置于关闭状态。关闭上部翻盖，插入内壳插销。
利用容器翻转设备将容器翻转至水平状态，回装上部外壳，回装外壳中分面螺栓，安装铅封。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种水平中开式双组件燃料运输容器，其特征在于，所述容器包括外壳、内壳和内外壳联接装置；
所述外壳分为外壳上部和外壳下部，所述外壳上部和所述外壳下部之间形成中分面，所述外壳中分面用螺栓固定连接；所述外壳内部填充聚氨酯泡沫材料，所述外壳上布置有若干排气孔，所述外壳与所述内壳接触处安装有慢化剂，在所述慢化剂四周布置有一层陶瓷纤维纸板；
所述内壳由内壳门板包围组成，所述内壳门板通过铰链连接，所述铰链端部设置快速装拆锁紧装置，所述内壳内侧布置有中子吸收板，所述内壳与燃料接触部位设置有若干橡胶压紧块；所述内壳上部设置有L型翻盖并配合有内壳插销定位；
所述内壳和所述外壳通过所述内外壳联接装置连接。
2.如权利要求1所述的一种水平中开式双组件燃料运输容器，其特征在于，所述外壳上部安装有支撑吊耳，所述外壳上部还焊接有3条加强筋。
3.如权利要求1所述的一种水平中开式双组件燃料运输容器，其特征在于，所述外壳下部两侧对称焊接有两个底部支撑，所述外壳底部中间焊接有两块叉车架。
4.如权利要求1所述的一种水平中开式双组件燃料运输容器，其特征在于，所述外壳中分面布置有两圈橡胶密封条。
5.如权利要求1所述的一种水平中开式双组件燃料运输容器，其特征在于，所述外壳材料为06Cr19Ni10不锈钢材质。
6.如权利要求1所述的一种水平中开式双组件燃料运输容器，其特征在于，所述内壳并排布置有两个燃料组件的包容空间，在所述燃料组件之间布置有慢化剂。
7.如权利要求1所述的一种水平中开式双组件燃料运输容器，其特征在于，所述中子吸收板在接触组件位置布置有软木橡胶板。
8.如权利要求1所述的一种水平中开式双组件燃料运输容器，其特征在于，所述内壳端部设置加速度计。
9.如权利要求1所述的一种水平中开式双组件燃料运输容器，其特征在于，所述内壳主要材料为6000系列铝合金。
10.一种水平中开式双组件燃料运输容器的拆装方法，其特征在于，
拆离外壳上部：拆卸所述外壳中分面螺栓，通过所述吊耳整体吊走所述外壳上部；
倾倒所述容器：将所述容器翻转使所述内壳和所述外壳下部整体倾翻至垂直位置；
开关内壳：打开所述内壳插销，打开所述内壳上部的L型翻盖，打开所述快速装拆锁紧装置，打开所述内壳门板；
拆装燃料组件：燃料组件装入或调离所述内壳后，关闭所述内壳门板，锁紧所述快速装拆锁紧装置，关闭所述内壳上部的L型翻盖，闭合所述内壳插销；
容器归位：将容器翻转至水平状态，回装所述外壳上部，回装所述外壳中分面螺栓，安装铅封。
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