CN111564231A - 核电厂乏燃料立式贮存干井及乏燃料贮罐堆码和回取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种核电厂乏燃料立式贮存干井，其包括：混凝土基板，包括地表混凝土板和埋藏在地下的地底混凝土板；干井，设有坐落在地底混凝土板上的底部、位于地表混凝土板之上的顶部出风口，以及位于底部和顶部出风口之间的干井筒体，沿着干井筒体的高度方向设有至少一个支撑托架，干井筒体的高度方向存放有位于干井底部的乏燃料贮罐和至少一个位于支撑托架上的乏燃料贮罐；以及至少一个环绕干井的通风井，通风井的底部坐落在地底混凝土板上且与干井联通，通风井设有与自然环境联通的顶部出风口，外部自然空气自通风井的顶部出风口进入干井的底部，将乏燃料贮罐中乏燃料组件衰变热从干井的顶部出风口排向周边环境中。

Description

核电厂乏燃料立式贮存干井及乏燃料贮罐堆码和回取方法

技术领域

本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核电厂乏燃料立式贮存干井及乏燃料贮罐堆码和回取方法。

背景技术

目前，国际上核电厂广泛应用的乏燃料干式贮存技术主要采取混凝土筒仓技术，其内部是装载乏燃料的单层薄壁(12mm至14mm)壳体金属贮罐，贮存容量通常为24组至37组乏燃料，整个贮罐重量约为45吨至55吨。由于筒体壁厚较薄，需要在外部配置承担结构、屏蔽保护功能的厚壁混凝土筒仓，空气从筒仓底部进风口进入，从顶部出风口排出，持续排出乏燃料组件衰变热。在布置方式上，乏燃料贮罐自由坐落于混凝土筒仓内部，混凝土筒仓自由坐落在地面上。为保证混凝土筒仓四面顺畅通风，均采取独立分散式布置。

但是，上述结构的混凝土筒仓存在以下问题：1)现有混凝土筒仓单位贮存容量小，经济性差：现有的单个混凝土筒仓仅能容纳一个乏燃料贮罐，且单个乏燃料贮罐筒体厚度较小，仅为12mm～14mm，单个贮罐重量45吨至55吨。由于单体贮罐结构强度低，无法逐层搭接完成多级堆码，导致现有混凝土筒仓贮存容量小。为了应对我国乏燃料后处理能力不足的问题，一旦核电厂需要规模化中间贮存乏燃料，势必投入较高成本使用混凝土筒仓，因此存在经济性差的问题。2)现有混凝土筒仓贮存占地面积大，空间利用率低：为了满足通风安全要求，各筒仓必须独立分散布置，贮存面积利用率低。对于在运行电厂，如新增乏燃料干法贮存设施，势必存在占地面积大，乏燃料贮存规模受限的问题，由此影响核电厂安全运行。

有鉴于此，确有必要提供一种可以实现乏燃料贮存容量高、占地面积小的核电厂乏燃料立式贮存干井及乏燃料贮罐堆码和回取方法。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的缺陷，提供一种可以实现乏燃料贮存容量高、占地面积小的核电厂乏燃料立式贮存干井及乏燃料贮罐堆码和回取方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电厂乏燃料立式贮存干井，其包括：

混凝土基板，包括地表混凝土板和埋藏在地下的地底混凝土板；

干井，设有坐落在地底混凝土板上的底部、位于地表混凝土板之上的顶部出风口，以及位于底部和顶部出风口之间的干井筒体，沿着干井筒体的高度方向设有至少一个支撑托架，干井筒体的高度方向存放有位于干井底部的乏燃料贮罐和至少一个位于支撑托架上的乏燃料贮罐；以及

至少一个环绕干井的通风井，通风井的底部坐落在地底混凝土板上且与干井联通，通风井设有与自然环境联通的顶部出风口，外部自然空气自通风井的顶部出风口进入干井的底部，将乏燃料贮罐中乏燃料组件衰变热从干井的顶部出风口排向周边环境中。

作为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井的一种改进，所述通风井包括顶盖、通风井筒体和通风管，其中，顶盖位于通风井筒体顶部且与通风井筒体之间留有空隙，空隙之间设置肋板形成进风口通道，通风井筒体底部设有通风管，通风管与干井筒体底部联通，将外部自然空气从通风井筒体顶部进风口引入至干井筒体底部。

作为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井的一种改进，所述干井设有顶盖，顶盖包括圆形钢板和混凝土台阶圆柱，混凝土台阶圆柱与干井筒体顶部之间保留环形空腔，形成位于顶盖区域具有屏蔽效果的L形排风通道。

作为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井的一种改进，所述干井筒体设有顶部排风环、主筒体、箍环、支撑牛腿、固定肋板、进风口和支撑底座。

作为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井的一种改进，所述排风环位于主筒体的顶部，排风环中设有多个同心均匀分布的横向排风口。

作为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井的一种改进，所述排风环包括排风上环、排风下环和肋板，排风上环和排风下环被肋板隔开形成排风通道，排风环与干井顶盖之间形成空气流道。

作为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井的一种改进，所述进风口位于主筒体底部，从通风井引入的外部环境空气从主筒体的底部进风口进入，逐步上升最终从主筒体顶部排风环排风口进入外部自然环境。

作为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井的一种改进，所述每个支撑牛腿的一侧嵌套于主筒体内和箍环中进行固定，另一侧从主筒体内壁延伸而出。

作为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井的一种改进，在所述支撑牛腿所在位置对应的主筒体环形区域特别设置箍环，箍环嵌套在主筒体的外部。

作为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井的一种改进，所述固定肋板固定在主筒体内壁，承担对乏燃料贮罐的径向支撑功能。

作为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井的一种改进，所述支撑牛腿包括水平支撑板、竖向支撑板、横向肋板、托架支撑板和托架固定挡块，竖向支撑板固定在水平支撑板上，彼此之间被横向肋板固定连接，支撑托架工字钢坐落在托架支撑板上，在托架支撑板上设置两个用于防止工字钢径向移动的固定挡块。

作为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井的一种改进，所述支撑托架包括两个支撑导轨和横梁，支撑导轨为工字钢，两端为异形斜面，支撑导轨的两端坐落于相对应的两个支撑托架上，支撑导轨之间由两个横梁进行焊接加固。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种核电厂乏燃料立式贮存干井中的乏燃料贮罐堆码方法，其包括以下步骤：

S1：移走干井顶部设置的顶盖；

S2：通过吊装设备和工器具将乏燃料贮罐吊装至干井的底部；

S3：在将支撑托架吊装进入干井前，在竖直方向上旋转支撑托架，使得支撑托架上设置的支撑导轨旋转至干井筒体上设置的用于承载支撑导轨的两个支撑牛腿之间的α角度范围内；

S4：在α角度范围内缓慢降低支撑托架的位置，当支撑托架逐步降至第二层干井筒体设置的固定肋板与支撑牛腿之间的位置时停止移动；

S5：缓慢旋转支撑托架，直至支撑托架的支撑导轨完全位于支撑牛腿正上方，且支撑托架两侧的支撑导轨与支撑牛腿上设置的挡块在竖直方向完全对中；

S6：继续缓慢降低支撑托架，直至支撑托架两侧的支撑导轨完全搭接在支撑牛腿的挡块之间，完成对支撑托架的准确就位固定；

S7：再利用吊装设备和工器具将乏燃料贮罐从干井顶部吊装至第二层乏燃料贮罐对应的支撑托架的支撑导轨上方存放，完成第二层乏燃料贮罐的吊装和存放；

S8：重复S3至S7，完成其他层乏燃料贮罐的堆码。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种核电厂乏燃料立式贮存干井中的乏燃料贮罐回取方法，其包括以下步骤：

S1：移走干井顶部设置的顶盖；

S2：利用吊装设备和工器具将顶部首层乏燃料贮罐从干井吊装移走；

S3：缓慢吊装提升支撑托架，使得支撑托架两侧的支撑导轨与干井筒体上设置的支撑牛腿挡块分离，直至其到达干井筒体上设置的固定肋板与支撑牛腿之间的位置时停止移动；

S4：缓慢旋转支撑托架，直至其到达干井筒体上设置的用于承载支撑导轨的两个支撑牛腿之间的α角度范围内，然后停止旋转，以避免与干井内壁支撑牛腿和固定肋板发生结构干涉；

S5：缓慢提升支撑托架位置，将其从贮存干井中移除；

S6：将乏燃料贮罐从干井中吊装移除；

S7：重复S3至S6操作，进行其他贮罐的吊装回取操作，直至贮存干井底部的乏燃料贮罐被全部吊装移除。

与现有技术相比，本发明核电厂乏燃料立式贮存干井的有益技术效果包括：

首先，解决了现有乏燃料贮罐结构强度低，无法实现多级堆码导致的贮存容量小、经济性差的问题，通过采取本发明干井贮存结构设计和堆码方法，单个贮存干井可以立式存放至少一个乏燃料贮罐，乏燃料组件贮存容量大，经济性好。有效克服了乏燃料后处理能力不足的问题，有助于核电厂大幅减少建设成本进行规模化中间贮存。

其次，解决了现有混凝土筒仓贮存占地面积大、空间利用率低的问题。仅需要单个贮存干井和配套通风井的占地面积，即可贮存大规模乏燃料。尤其是采取蜂巢式密集贮存方案后，占地面积小，贮存规模不会受到核电厂土地规划面积的限制。此外，每个贮存干井内乏燃料贮罐均通过支撑托架12独立存放，仅承担自重载荷，彼此之间无结构干涉，有效保护现有乏燃料贮罐结构安全，同时抗震稳定性好。各贮存干井与多个通风井2联通实现冗余通风设计，可满足结构、热工安全要求。

最后，在堆码操作上，既方便进行多层乏燃料贮罐的堆码贮存，也便于进行多层乏燃料贮罐的堆码回取操作，可完全满足乏燃料闭式循环要求，在乏燃料贮存一定时间后，也可以安全高效的对其进行回取利用。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式，对本发明核电厂乏燃料立式贮存干井进行详细说明，其中：

图1为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井的立体结构示意图。

图2为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井的俯视示意图，其中，干井顶盖已移除。

图3为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井的剖视示意图。

图4为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井中，干井顶盖的示意图。

图5为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井中，干井顶盖与干井筒体形成的风道的示意图。

图6为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井中，干井筒体的结构示意图。

图7为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井中，干井筒体的另一个结构示意图。

图8为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井中，干井筒体的俯视示意图。

图9为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井中，支撑牛腿搭接支撑托架的结构示意图。

图10为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井中，排风环的结构示意图。

图11为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井中，支撑牛腿的结构示意图。

图12为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井中，支撑托架的结构示意图。

图13为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井中，通风井的结构示意图。

图14为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井中，通风井的俯视示意图，其中，顶盖已移除。

图15为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井堆码贮存过程中，贮罐吊装至通风井底部的结构示意图。

图16为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井堆码贮存过程中，支撑托架的吊装位置示意图。

图17为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井堆码贮存过程中，支撑托架吊装旋转对中示意图。

图18为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井堆码贮存过程中，乏燃料贮罐的多层堆码示意图。

图19为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井呈蜂巢式密集布置的示意图。

图20为本发明核电厂乏燃料立式贮存干井蜂巢式基本单元结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参照图1和图2所示，本发明公开了一种核电厂乏燃料立式贮存干井，其包括：

混凝土基板3，包括地表混凝土板和埋藏在地下的地底混凝土板，地表混凝土板和地底混凝土板之间被土壤、砂石填充；

干井1，设有坐落在地底混凝土板上的底部、位于地表混凝土板之上的顶部出风口，以及位于底部和顶部出风口之间的干井筒体11，沿着干井筒体11的高度方向设有至少一个支撑托架12，干井筒体11的高度方向存放有位于干井底部的乏燃料贮罐和至少一个位于支撑托架上的乏燃料贮罐；以及

至少一个环绕干井1的通风井2，通风井2的底部坐落在地底混凝土板上且与干井1联通，通风井2设有与自然环境联通的顶部出风口，外部自然空气自通风井2的顶部出风口进入干井1的底部，将乏燃料贮罐中乏燃料组件衰变热从干井1的顶部出风口排向周边环境中。

在本发明核电厂乏燃料立式贮存干井中，在每个干井1内通过对乏燃料贮罐进行逐层堆码，可以存放至少一个乏燃料贮罐，每个乏燃料贮罐全部坐落在固定于干井内壁上的支撑托架上，从而使得各个乏燃料贮罐在堆码过程中和长期存放期间彼此之间均相互独立。通风井2的顶部与自然环境联通，底部与干井1联通，从而可以将外部自然空气引入进入干井1的底部，再将乏燃料贮罐中乏燃料组件衰变热从干井1的顶部排向周边环境中，实现对乏燃料组件衰变热的持续非能动自然通风。

请参照图3所示，干井1包括顶盖10、干井筒体11和支撑托架12。顶盖10位于干井筒体11的顶部，至少一个支撑托架12位于干井筒体11的内部，除了干井1底部的乏燃料贮罐直接坐落在底板上，其他的乏燃料贮罐均坐落在对应的支撑托架12上，从而实现对乏燃料贮罐的多级堆码贮存。

通风井2包括顶盖20、通风井筒体21和通风管22，顶盖20位于通风井筒体21的顶部并形成进风口，通风井筒体21的底部与干井筒体11的底部联通，从而将外部自然空气从通风井筒体21顶部的进风口引入至干井筒体11的底部，再将乏燃料贮罐产生的衰变热从干井筒体11的底部排向干井筒体11顶部，最终排往周边大气环境，实现对多级堆码乏燃料贮罐的非能动自然通风。

请参照图4所示，干井顶盖10包括圆形钢板101和混凝土台阶圆柱102。圆形钢板101承担对干井筒体11的结构保护功能，防止外部飞射物撞击损坏干井筒体21的顶部出风口。混凝土台阶圆柱102位于乏燃料贮罐的顶部，承担屏蔽保护功能，同时混凝土台阶圆柱102与干井筒体11顶部之间保留环形空腔，从而组合形成了顶盖区域具有屏蔽效果的L形排风通道，如图5中圆形虚线标示处所示。

请参照图6至图8所示，干井筒体11包括顶部排风环111、主筒体112、箍环113、支撑牛腿114、固定肋板115、进风口116和支撑底座117。主筒体112为钢筋混凝土或者强度较好的金属材料(如钢材或者合金类材料)形成的圆形套筒，坐落于支撑底座117上部，主筒体112的厚度视承载多个乏燃料贮罐后的结构强度进行计算分析最终确定。

排风环111设置于主筒体112的顶部，排风环111中设置了多个横向排风口，多个横向排风口同心均匀分布。进风口116位于主筒体112的底部，如图3所示，从通风井2引入的外部环境空气从主筒体112的底部进风口116进入，然后逐步上升最终从主筒体112的顶部排风环111四周排风口进入外部自然环境。

支撑牛腿114共有4个，每个支撑牛腿114的一侧嵌套于主筒体112内和箍环113中进行固定，另一侧从主筒体112内壁延伸而出，用于承载支撑托架12，同时还承担对下层乏燃料贮罐的顶部区域径向支撑功能。考虑到单个乏燃料贮罐重量较大(45吨至55吨)，为保证主筒体112的支撑强度和结构稳定性，在支撑牛腿114所在位置对应的主筒体环形区域特别设置了箍环113，箍环113同样为钢筋混凝土或者强度较好的金属材料(如钢材或者合金类材料)形成的圆环，嵌套在主筒体112的外部。

固定肋板115固定在主筒体112的内壁上，承担对乏燃料贮罐的径向支撑功能。

请参照图7所示，干井1自下向上可以堆码存放n层乏燃料贮罐，当乏燃料贮罐存放在支撑托架12后，为保证乏燃料贮罐不产生径向移动，每层乏燃料贮罐的上部、下部由支撑牛腿114、固定肋板115共同完成，具体说明如下(自下向上进行说明)：

对于第1层贮罐至第n-1层贮罐，贮罐的下部由固定肋板115提供径向支撑，上部由支撑牛腿114提供径向支撑；对于顶部第n层贮罐，则上、下部均由固定肋板115提供径向支撑。

请参照图10所示，排风环111包括排风上环1111、排风下环1112和肋板1113。排风上环1111、排风下环1112均为厚壁圆环，由钢筋混凝土或者金属材料制成，二者之间被肋板1113隔开，从而形成排风通道。排风环111与干井顶盖10之间形成的空气流道，请参照图5所示。

请参照图11所示，支撑牛腿114包括水平支撑板1141、竖向支撑板1142、横向肋板1143、托架支撑板1144，以及托架固定挡块1145，支撑牛腿114的各个部件均为金属材料。竖向支撑板1142共有3块，固定在水平支撑板1141上，彼此之间被横向肋板1143固定连接，以增强结构稳定性。请结合参照图12所示，支撑托架工字钢121坐落在托架支撑板1144上，在托架支撑板1144上设置两个固定挡块1145，用于防止地震事故工况下工字钢径向移动。

请参照图12所示，支撑托架12包括支撑导轨121和横梁122。支撑导轨121为工字钢，工字钢两端为异形斜面，以保证在将工字钢吊装进入圆形干井1后，与圆形内壁形状匹配，不发生结构干涉。支撑导轨121共有两个，用于承载乏燃料贮罐。每个支撑导轨121的两端坐落于对应的两个支撑牛腿114上，支撑导轨121之间由两个横梁122进行焊接加固。

请参照图13所示，通风井2包括顶盖20、通风井筒体21和通风管22，顶盖20为圆形盖板，位于通风井筒体21的顶部，顶盖20与通风井筒体21之间留有空隙，空隙之间设置肋板形成进风口通道。通风井筒体21的底部设有通风管22，通风管22与干井筒体11的底部联通，从而将外部自然空气从通风井筒体21的顶部进风口引入至干井筒体11的底部。

可以理解的是，本发明核电厂乏燃料立式贮存干井属于乏燃料中间暂存设施，当乏燃料在贮存干井中贮存一定时间后，还需要将乏燃料贮罐进行再进行回取，对乏燃料组件进行回取利用。因此，本发明核电厂乏燃料立式贮存干井涉及的堆码方法包括堆码贮存和堆码回取两个过程。

以下结合图14至图18所示，对各层乏燃料贮罐的堆码方法进行说明。

1)堆码贮存过程(从下向上贮存乏燃料贮罐)

S1：请参照图14所示，首先打开移走干井顶盖10；

S2：请参照图15所示，通过吊装设备和工器具将乏燃料贮罐吊装至干井1内部的底座上，在吊装过程中设置了导向口，有助于安全吊装定位。

S3：在完成第2层乏燃料贮罐吊装前，需要先完成支撑托架12的安装。为避免与贮罐干井内壁的支撑牛腿114和固定肋板115发生结构干涉，在将支撑托架12吊装进入干井前，首先在竖直方向上旋转支撑托架12，使得支撑托架12的支撑导轨121旋转至如图16所示的承载支撑导轨121的两个支撑牛腿114之间α角度范围内；

S4：在α角度范围内缓慢降低支撑托架12的位置，当支撑托架12逐步降至第二层底部固定肋板115与支撑牛腿114之间的位置时停止移动；

S5：缓慢旋转支撑托架12，直至支撑托架12的支撑导轨121完全位于支撑牛腿114正上方，且支撑托架12两侧的支撑导轨121与支撑牛腿114上的挡块在竖直方向完全对中。

S6：继续缓慢降低支撑托架12，直至支撑托架12两侧的支撑导轨121完全搭接在支撑牛腿114的挡块之间，完成对支撑托架12的准确就位固定。

S7：再利用吊装设备和工器具将乏燃料贮罐从干井顶部吊装至第二层乏燃料贮罐对应的支撑托架12的支撑导轨121上方存放。

S8：对于其他层乏燃料贮罐的堆码方式，重复S3至S8。

2)堆码回取过程(自上而下回取乏燃料贮罐)

S1：首先打开移走贮罐干井顶盖10；

S2：利用吊装设备和工器具将顶部首层乏燃料贮罐从干井吊装移走；

S3：缓慢吊装提升支撑托架12，使得支撑托架12两侧的支撑导轨121与支撑牛腿114挡块分离，直至其到达固定肋板115与支撑牛腿114之间的位置时停止移动；

S4：缓慢旋转支撑托架12，直至其到达承载支撑导轨121的两个支撑牛腿114之间α角度范围内内，然后停止旋转，以避免与贮罐干井内壁支撑牛腿114和固定肋板115发生结构干涉；

S5：缓慢提升支撑托架12位置，将其从贮存干井中移除；

S6：将乏燃料贮罐从干井中吊装移除；

S7：其他贮罐的吊装回取操作重复S3至S7操作，直至贮存干井底部的乏燃料贮罐被全部吊装移除。

本发明核电厂乏燃料立式贮存干井可以采取两种布置方案，分别说明如下：

1)单体独立布置方案：请参照图1所示，即每个独立的贮存干井被至少一个通风井2所环绕，且每个通风井2仅为一个贮存干井提供通风功能。通过多个独立的贮存干井相互组合成多种布置方案，如规则的阵列布置方案、交错式布置方案等。

2)蜂巢式密集布置方案：请参照图19、20所示，为“蜂巢式”布置方案的示意图，其基本组成单元如图20所示，由图19中所示的1、2、3共三个六边形模块组成。

以下仅针对具有三个六边形模块的基本组成单元进行描述，该基本组成单元是三个正六边形模块组合。每个正六边形模块均由三个贮存干井和三个通风井2组成，且每个贮存干井与通风井2交替出现。对于位于中心区的贮存干井D被周边3个通风井2所环绕，且每个通风井2为周边三个贮存干井所环绕，即每个通风井2为每个贮存干井提供1/3的通风量。对于环绕贮存干井D的其他贮存干井A、B、C、E、F和G，每个贮存干井则与两个通风井2联通，其中一个通风井2提供1/2的通风量，另一个通风井2提供1/3的通风量，总体通风量为5/6个通风井进风量。

结合以上对本发明具体实施方式的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明核电厂乏燃料立式贮存干井具有以下技术效果：

首先，解决了现有乏燃料贮罐结构强度低，无法实现多级堆码导致的贮存容量小、经济性差的问题，通过采取本发明干井贮存结构设计和堆码方法，单个贮存干井可以立式存放至少一个乏燃料贮罐，乏燃料组件贮存容量大，经济性好。有效克服了乏燃料后处理能力不足的问题，有助于核电厂大幅减少建设成本进行规模化中间贮存。

其次，解决了现有混凝土筒仓贮存占地面积大、空间利用率低的问题。仅需要单个贮存干井和配套通风井的占地面积，即可贮存大规模乏燃料。尤其是采取蜂巢式密集贮存方案后，占地面积小，贮存规模不会受到核电厂土地规划面积的限制。此外，每个贮存干井内乏燃料贮罐均通过支撑托架12独立存放，仅承担自重载荷，彼此之间无结构干涉，有效保护现有乏燃料贮罐结构安全，同时抗震稳定性好。各贮存干井与多个通风井2联通实现冗余通风设计，可满足结构、热工安全要求。

最后，在堆码操作上，既方便进行多层乏燃料贮罐的堆码贮存，也便于进行多层乏燃料贮罐的堆码回取操作，可完全满足乏燃料闭式循环要求，在乏燃料贮存一定时间后，也可以安全高效的对其进行回取利用。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (13)

1.一种核电厂乏燃料立式贮存干井，其特征在于，所述核电厂乏燃料立式贮存干井包括：

混凝土基板，包括地表混凝土板和埋藏在地下的地底混凝土板；

干井，设有坐落在地底混凝土板上的底部、位于地表混凝土板之上的顶部出风口，以及位于底部和顶部出风口之间的干井筒体，沿着干井筒体的高度方向设有至少一个支撑托架，干井筒体的高度方向存放有位于干井底部的乏燃料贮罐和至少一个位于支撑托架上的乏燃料贮罐；以及

至少一个环绕干井的通风井，通风井的底部坐落在地底混凝土板上且与干井联通，通风井设有与自然环境联通的顶部出风口，外部自然空气自通风井的顶部出风口进入干井的底部，将乏燃料贮罐中乏燃料组件衰变热从干井的顶部出风口排向周边环境中。

2.根据权利要求1所述的核电厂乏燃料立式贮存干井，其特征在于，所述通风井包括顶盖、通风井筒体和通风管，其中，顶盖位于通风井筒体顶部且与通风井筒体之间留有空隙，空隙之间设置肋板形成进风口通道，通风井筒体底部设有通风管，通风管与干井筒体底部联通，将外部自然空气从通风井筒体顶部进风口引入至干井筒体底部。

3.根据权利要求1所述的核电厂乏燃料立式贮存干井，其特征在于，所述干井设有顶盖，顶盖包括圆形钢板和混凝土台阶圆柱，混凝土台阶圆柱与干井筒体顶部之间保留环形空腔，形成位于顶盖区域具有屏蔽效果的L形排风通道。

4.根据权利要求1所述的核电厂乏燃料立式贮存干井，其特征在于，所述干井筒体设有顶部排风环、主筒体、箍环、支撑牛腿、固定肋板、进风口和支撑底座。

5.根据权利要求4所述的核电厂乏燃料立式贮存干井，其特征在于，所述排风环位于主筒体的顶部，排风环中设有多个同心均匀分布的横向排风口。

6.根据权利要求4所述的核电厂乏燃料立式贮存干井，其特征在于，所述排风环包括排风上环、排风下环和肋板，排风上环和排风下环被肋板隔开形成排风通道，排风环与干井的顶盖之间形成空气流道。

7.根据权利要求4所述的核电厂乏燃料立式贮存干井，其特征在于，所述进风口位于主筒体底部，从通风井引入的外部环境空气从主筒体的底部进风口进入，逐步上升最终从主筒体顶部排风环排风口进入外部自然环境。

8.根据权利要求4所述的核电厂乏燃料立式贮存干井，其特征在于，所述每个支撑牛腿的一侧嵌套于主筒体内和箍环中进行固定，另一侧从主筒体内壁延伸而出。

9.根据权利要求4所述的核电厂乏燃料立式贮存干井，其特征在于，在所述支撑牛腿所在位置对应的主筒体环形区域特别设置箍环，箍环嵌套在主筒体的外部。

10.根据权利要求4所述的核电厂乏燃料立式贮存干井，其特征在于，所述支撑牛腿包括水平支撑板、竖向支撑板、横向肋板、托架支撑板和托架固定挡块，竖向支撑板固定在水平支撑板上，彼此之间被横向肋板固定连接，支撑托架工字钢坐落在托架支撑板上，在托架支撑板上设置两个用于防止工字钢径向移动的固定挡块。

11.根据权利要求1所述的核电厂乏燃料立式贮存干井，其特征在于，所述支撑托架包括两个支撑导轨和横梁，支撑导轨为工字钢，两端为异形斜面，支撑导轨的两端坐落于相对应的两个支撑托架上，支撑导轨之间由两个横梁进行焊接加固。

12.一种在权利要求1至11中任一项所述的核电厂乏燃料立式贮存干井中堆码乏燃料贮罐的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：移走干井顶部设置的顶盖；

S2：通过吊装设备和工器具将乏燃料贮罐吊装至干井的底部；

S3：在将支撑托架吊装进入干井前，在竖直方向上旋转支撑托架，使得支撑托架上设置的支撑导轨旋转至干井筒体上设置的用于承载支撑导轨的两个支撑牛腿之间的α角度范围内；

S4：在α角度范围内缓慢降低支撑托架的位置，当支撑托架逐步降至第二层干井筒体设置的固定肋板与支撑牛腿之间的位置时停止移动；

S5：缓慢旋转支撑托架，直至支撑托架的支撑导轨完全位于支撑牛腿正上方，且支撑托架两侧的支撑导轨与支撑牛腿上设置的挡块在竖直方向完全对中；

S6：继续缓慢降低支撑托架，直至支撑托架两侧的支撑导轨完全搭接在支撑牛腿的挡块之间，完成对支撑托架的准确就位固定；

S7：再利用吊装设备和工器具将乏燃料贮罐从干井顶部吊装至第二层乏燃料贮罐对应的支撑托架的支撑导轨上方存放，完成第二层乏燃料贮罐的吊装和存放；

S8：重复S3至S7，完成其他层乏燃料贮罐的堆码。

13.一种在权利要求1至11中任一项所述的核电厂乏燃料立式贮存干井中回取乏燃料贮罐的方法，其包括以下步骤：

S1：移走干井顶部设置的顶盖；

S2：利用吊装设备和工器具将顶部首层乏燃料贮罐从干井吊装移走；

S3：缓慢吊装提升支撑托架，使得支撑托架两侧的支撑导轨与干井筒体上设置的支撑牛腿挡块分离，直至其到达干井筒体上设置的固定肋板与支撑牛腿之间的位置时停止移动；

S4：缓慢旋转支撑托架，直至其到达干井筒体上设置的用于承载支撑导轨的两个支撑牛腿之间的α角度范围内，然后停止旋转，以避免与干井内壁支撑牛腿和固定肋板发生结构干涉；

S5：缓慢提升支撑托架位置，将其从贮存干井中移除；

S6：将乏燃料贮罐从干井中吊装移除；

S7：重复S3至S6操作，进行其他贮罐的吊装回取操作，直至贮存干井底部的乏燃料贮罐被吊装移除。

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