CN114188054A - 燃料元件存放装置 - Google Patents

Abstract

一种燃料元件存放装置，包括：壳体；第一支撑部，设置于所述壳体沿轴向的第一位置，其支撑所述燃料元件的一端；第二支撑部，设置于所述壳体沿轴向的不同于所述第一位置的第二位置，其支撑所述燃料元件的另一端。上述燃料元件存放装置，通过第一支撑部支撑燃料元件的一端，第二支撑部支撑燃料元件的另一端，可保持燃料元件的结构，防止其发生形变，从而避免形变引起的使用寿命低、安全性差的问题，保证了燃料元件后续的使用效果。

Description

燃料元件存放装置

技术领域

本申请实施例涉及核燃料技术领域，具体涉及一种燃料元件存放装置。

背景技术

燃料元件是反应堆堆芯产生能量的组成部分，通过将核燃料装载在金属包壳中可形成燃料元件。燃料元件可以是棒状结构，例如多个燃料芯块叠放在包壳中并沿包壳轴向延伸形成燃料棒。多个燃料棒可以组成棒束结构从而形成燃料组件，以分布于堆芯。

在堆芯设计或者更换燃料元件等场景，需要暂时存放一部分燃料元件，考虑其结构具有一定轴向尺寸和重量，若随意放置容易导致其发生形变，并且燃料聚集容易增加事故风险。因此，有必要针对燃料元件存放提供措施。

发明内容

为了至少解决上述问题，本申请实施例提出一种燃料元件存放装置，其包括：壳体；第一支撑部，设置于所述壳体沿轴向的第一位置，其支撑所述燃料元件的一端；第二支撑部，设置于所述壳体沿轴向的不同于所述第一位置的第二位置，其支撑所述燃料元件的另一端。

进一步地，所述第一支撑部包括导向室，所述导向室贯穿所述第一支撑部，所述燃料元件穿过所述导向室。

进一步地，所述第二支撑部包括定位室，穿过所述导向室的所述燃料元件固定于所述定位室。

进一步地，多个所述导向室按预设图形间隔排列，所述导向室与所述定位室对应设置。

进一步地，所述导向室包括相对设置的凸壁和相对设置的凹壁，所述凸壁和所述凹壁依次连接形成孔室。

进一步地，所述定位室一端开口、另一端封闭，所述定位室的径向尺寸从所述开口的一端向所述另一端减小。

进一步地，所述定位室的内表面设置弹性卡合部，以进一步固定所述燃料元件。

进一步地，所述装置还包括封闭盖，设置于所述壳体开口的一端，以封闭所述壳体。

进一步地，所述装置还包括固定部，设置于所述壳体外表面，以将所述燃料元件存放装置固定至预设位置。

进一步地，所述装置还包括移动部，设置于所述壳体封闭的一端，以带动所述燃料元件存放装置移动。

根据本申请实施例的燃料元件存放装置，通过第一支撑部支撑燃料元件的一端，第二支撑部支撑燃料元件的另一端，可保持燃料元件的结构，防止其发生形变，从而避免形变引起的使用寿命低、安全性差的问题，保证了燃料元件后续的使用效果。

附图说明

图1是根据本申请实施例的燃料元件存放装置的结构示意图；

图2是图1装置的侧视图；

图3是图1装置的第一支撑部的示意图；

图4是图1装置的第一支撑部的导向室的示意图；

图5是图1装置的第二支撑部的示意图；

图6是图1装置的第二支撑部的定位室的示意图。

需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。若全文中涉及“第一”、“第二”等描述，则该“第一”、“第二”等描述仅用于区别类似的对象，而不能理解为指示或暗示其相对重要性、先后次序或者隐含指明所指示的技术特征的数量，应该理解为“第一”、“第二”等描述的数据在适当情况下可以互换。若全文中出现“和/或”，其含义为包括三个并列方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。此外，为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”等，仅用来描述如图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系，应当理解为也包含除了图中所示的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

本公开描述的燃料元件可以是棒状结构，如燃料棒。燃料元件可以包括燃料芯块、包壳、端塞组件和压紧组件。燃料芯块是将核燃料加工成一定规格尺寸，如烧结二氧化铀芯块，具有预设理论密度。多个燃料芯块沿包壳轴向叠放至包壳中，并通过压紧组件产生轴向压紧力，使燃料芯块彼此之间保持轴向接触，防止装卸和运输过程中燃料芯块的轴向蹿动。压紧组件例如包括压紧弹簧。端塞组件用于封闭或密封包壳的两端。

可以理解的是，燃料元件也可以具有其他结构，如柱状结构。

考虑到燃料元件的结构，存放燃料元件时，需要将其沿轴向放置，以避免随意放置如沿水平方向放置时，其内部燃料芯块发生移动、蹿位等，影响燃料元件后续使用。进一步地，燃料元件呈轴向放置时，应考虑其上下两端的位置。如燃料元件的设置压紧组件的一端可以是燃料元件的上端，另一端为燃料元件的下端。放置时，使上端朝上，即燃料元件自上端从上而下延伸。这样可避免倒置放置时，影响燃料元件内的燃料芯块的位置，从而有利于保持燃料元件的结构。

请参阅图1至5，本申请实施例提出一种燃料元件存放装置，其包括：壳体；第一支撑部，设置于壳体沿轴向的第一位置，其支撑燃料元件的一端；第二支撑部，设置于壳体沿轴向的不同于第一位置的第二位置，其支撑燃料元件的另一端。

其中，第一支撑部和第二支撑部分别在轴向的不同位置支撑燃料元件，使燃料元件轴向延伸，有助于保持燃料元件中燃料芯块的位置，从而防止其发生形变。

如图1和2所示，第一支撑部20和第二支撑部30可以设置于壳体10的两端，如第一支撑部20设置于壳体10中间靠上的一端，第二支撑部30设置于壳体10中间靠下的一端。或者，第一支撑部20设置于壳体10接近中间的位置，第二支撑部30设置于壳体10中间靠下的一端。

第一支撑部20和第二支撑部30分别支撑燃料元件的不同位置。如第一支撑部20支撑燃料元件的上端，第二支撑部30支撑燃料元件的下端。在该实施例中，燃料元件的设置压紧组件的一端可以是上端，另一端为下端。或者，第一支撑部20支撑燃料元件中间靠上的一端，第二支撑部30支撑燃料元件中间靠下的一端。或者，第一支撑部20支撑燃料元件接近中间的位置，第二支撑部30支撑燃料元件中间靠下的一端。

需要说明的是，第一支撑部20和第二支撑部30设置于壳体的位置，以及第一支撑部20和第二支撑部30支撑燃料元件的位置可以根据实际需求设置，如根据燃料元件的轴向尺寸设置，本公开不作限定。

经第一支撑部20和第二支撑部30支撑的燃料元件，其沿垂直于水平面的方向延伸，可保持燃料元件各组成部分位置不发生改变，避免了其发生形变，可确保其后续的使用效果。

在一些实施例中，第一支撑部20和/或第二支撑部30为板状结构。如第一支撑部20连接于壳体10内壁，第一支撑部20整体横向于壳体10延伸。第二支撑部30与第一支撑部20平行设置，并且相对设置，以在第一支撑部20和第二支撑部30之间放置更多的燃料元件。

如图3所示，第一支撑部20包括导向室201，导向室201贯穿第一支撑部20，燃料元件穿过导向室201。

通过设置导向室201，能够方便地将燃料元件放入第一支撑部20和第二支撑部30之间，或者便于取出燃料元件。导向室201例如是第一支撑部20上的贯通的孔室，放置燃料元件时，其对燃料元件导向和定位。放置燃料元件时，燃料元件的一端先穿过导向室201到达第二支撑部30，当燃料元件的一端支撑于第二支撑部30时，燃料元件的另一端容置于导向室201。

在一些实施例中，导向室201呈圆柱形(从图3俯视图来看是圆形)，以适应例如圆柱形燃料棒。

在另一些实施例中，如图4所示，导向室201呈不规则柱状形。导向室可包括相对设置的凸壁和相对设置的凹壁，凸壁和凹壁依次连接形成孔室。在该实施例中，放置或取出燃料元件时，使燃料元件从凸壁2011的位置进入孔室，直至燃料元件的一端支撑于第二支撑部30时，凹壁2012可用于限制燃料元件沿径向的晃动或移动。例如，相对设置的两个凹壁2012作为左侧壁和右侧壁时，可防止燃料元件在固定不牢固时左右晃动，加强了定位效果。

在另一些实施例中，导向室201呈柱状形，导向室201的内壁可设置弹性凸起，以抵持燃料元件从而防止燃料元件晃动。例如可沿周向设置多个凸起，改善与燃料元件之间的空间或接触。

在一些实施例中，如图1、5或6所示，第二支撑部30包括定位室301，穿过导向室201的燃料元件固定于定位室301。

放置燃料元件时，燃料元件的一端穿过导向室201到达第二支撑部30，接着燃料元件的一端固定于定位室301。此时，燃料元件的另一端容置于导向室201。燃料元件沿垂直于水平面的方向延伸。

与导向室201不同的是，定位室301的一端开口、另一端封闭，从而燃料元件的一端抵持于定位室301的封闭位置。

为了快速对燃料元件定位，如图6所示，定位室301的径向尺寸从开口的一端向另一端减小。定位室301例如呈漏斗形，以方便对燃料元件的一端快速固定。

可以理解的是，导向室201和定位室301一一对应设置，即一个燃料元件对应一个导向室201和一个定位室301。

在一些实施例中，定位室的内表面设置弹性卡合部，以进一步固定燃料元件。弹性卡合部例如是两个或多个凸起形成的卡合部。卡合部具有卡合空间，燃料元件的部分能够方便地进入卡合空间或者从卡合空间脱离，并且不需要施加过多的力。凸起可以是与定位室一体成型的，也可以与定位室分别设置。

可以理解的是，使用导向室和定位室对燃料元件定位，有利于提高定位效果，以保持燃料元件结构稳定性。

在一些实施例中，第一支撑部20设置多个导向室201，第二支撑部30设置多个定位室301。多个导向室201或多个定位室301按预设图形间隔排列。例如可根据能够存放的燃料元件的数量、各燃料元件之间的间距等设置导向室201或定位室301的数量以及分布，以满足燃料元件存放的核临界安全需求。

可通过临界计算，使第一支撑部20和第二支撑部30之间的距离，以及多个导向室201或多个定位室301之间的间距满足临界安全要求，从而提高燃料元件存放安全性。

如图3或5所示，导向室201或定位室301呈矩阵排列。当然，导向室201或定位室301还可以呈其他方式排列，如沿圆周排列。本公开不作限定。

在一些实施例中，第一支撑部20可使用有机玻璃加工，以便操作人员取放燃料元件时，可透过第一支撑部20观察位于第一支撑部20下方的情况。

在一些实施例中，第二支撑部30可使用金属加工，以提高刚性加强对燃料元件的固定。

第一支撑部20和第二支撑部30可以具有栅格的结构。第一支撑部20和第二支撑部30还可以是由多个孔室拼接而成。

根据本申请实施例的燃料元件存放装置，各组成结构的形状、尺寸、数量等，可根据实际需求设置，不限于上述实施例所列举的方式。

在一些实施例中，如图1或2所示，上述燃料元件存放装置还包括封闭盖40，设置于壳体10开口的一端，以封闭壳体10。

壳体10例如具有腔体，为各组成部分以及燃料元件提供容置空间。壳体10的一端开口、另一端封闭。燃料元件可从壳体10开口的一端进出装置。

考虑到燃料元件存在辐射，例如更换下的乏燃料元件，为了降低辐射对人员的伤害，在壳体10开口的一端设置封闭盖40。当需要存放燃料元件时，通过封闭盖40打开装置，从而将燃料元件放入装置。燃料元件放置结束后，利用封闭盖40封闭壳体10，以将燃料元件与外界隔绝。

进一步地，封闭盖40上可设置锁结构，当燃料元件存放装置中存放有燃料元件时，利用锁结构锁合装置，以避免意外打开封闭盖增加辐射。

在一些实施例中，如图1或2所示，上述燃料元件存放装置还包括固定部50，设置于壳体10外表面，以将燃料元件存放装置固定至预设位置。

例如，可通过固定部50将燃料元件存放装置固定至厂房的墙壁，该厂房满足抗震要求，因此即便发生地震等振动情况，也能够避免装置中的各燃料元件发生聚集、引发临界事故。固定部50例如可以是围栏。

在一些实施例中，如图1或2所示，上述燃料元件存放装置还包括移动部60，设置于壳体10封闭的一端，以带动燃料元件存放装置移动。

通过设置移动部60，便于将燃料元件存放装置移动至所需位置。例如将燃料元件存放装置移动至燃料元件所在的位置，而不必使操作人员运输燃料元件，减少了操作人员与燃料元件的接触时间，可降低操作人员所受辐射剂量。通过移动燃料元件存放装置，还能够节约时间，从而提高工作效率。移动部60例如可以是滑动轮。

在一些实施例中，如图1或2所示，上述燃料元件存放装置还包括操作部70，设置于壳体10外表面，以方便操作人员握持或施力于燃料元件存放装置，从而安装、移动燃料元件存放装置或进行其他操作。操作部70例如可以是把手。

根据本申请实施例的燃料元件存放装置，具有如下技术效果：

满足燃料元件储存需求，可防止燃料元件发生形变，减少了对燃料芯块的损害，由此，例如在堆芯装料时，可提高装料效率。

使用导向室和定位室对燃料元件定位，有利于提高定位效果，以保持燃料元件结构稳定性。

满足临界安全要求，即使在地震、洪水等情况下也不会发生临界事故，安全性和可靠性较高。

结构简单，取放燃料元件操作方便，可减少对操作人员辐射剂量。

对于本申请的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种燃料元件存放装置，其特征在于，包括：

壳体(10)；

第一支撑部(20)，设置于所述壳体沿轴向的第一位置，其支撑所述燃料元件的一端；

第二支撑部(30)，设置于所述壳体沿轴向的不同于所述第一位置的第二位置，其支撑所述燃料元件的另一端。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述第一支撑部(20)包括导向室(201)，所述导向室(201)贯穿所述第一支撑部(20)，所述燃料元件穿过所述导向室(201)。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述第二支撑部(30)包括定位室(301)，穿过所述导向室(201)的所述燃料元件固定于所述定位室(301)。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，

多个所述导向室(201)按预设图形间隔排列，

所述导向室(201)与所述定位室(301)对应设置。

5.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，

所述导向室包括相对设置的凸壁和相对设置的凹壁，所述凸壁和所述凹壁依次连接形成孔室。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述定位室一端开口、另一端封闭，所述定位室的径向尺寸从所述开口的一端向所述另一端减小。

7.根据权利要求3或6所述的装置，其特征在于，

所述定位室的内表面设置弹性卡合部，以进一步固定所述燃料元件。

8.根据权利要求1-7任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

封闭盖(40)，设置于所述壳体(10)开口的一端，以封闭所述壳体。

9.根据权利要求1-7任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

固定部(50)，设置于所述壳体(10)外表面，以将所述燃料元件存放装置固定至预设位置。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：

移动部(60)，设置于所述壳体(10)封闭的一端，以带动所述燃料元件存放装置移动。

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