CN116771173A - 乏燃料容器运输厂房和乏燃料容器运输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种乏燃料容器运输厂房和乏燃料容器运输方法，包括依次设置的装载井、准备井和吊装口，所述准备井和吊装口之间通过闸门实现连通或隔断，所述吊装口下方设有减震层；准备井底面与燃料操作大厅的高度差不大于9m，所述准备井底面与所述吊装口下方的容器运输车辆的高度差不大于9m；所述准备井内设有充排水管线，所述充排水管线上设有水泵和隔离阀。本发明通过设置临时充排水系统、设置闸门形成台阶式吊运降低吊装高度、设置减震层等措施，确保乏燃料容器跌落事故发生后，在装载井和准备井中可保证放射性物质的包容，在吊装口中可保证乏燃料容器密封边界的完整性，降低乏燃料容器跌落事故发生后放射性物质向环境大量释放的风险。

Description

乏燃料容器运输厂房和乏燃料容器运输方法

技术领域

本发明涉及核电厂房布局技术领域，尤其涉及一种乏燃料容器运输厂房和乏燃料容器运输方法。

背景技术

从核电厂反应堆卸出的乏燃料组件在乏燃料水池中冷却衰变一段时间后，就需要装载到乏燃料容器中进行外运，为后续换料循环腾出贮存空间。目前核电机组采用“容器浸没法”进行乏燃料组件的装载，也即先用吊车将空的乏燃料容器吊装到装载井中并充水浸没，再进行乏燃料组件的水下装载，然后将满载的乏燃料容器吊装至准备井进行外运前的清洗密封等准备操作，最后通过燃料操作大厅吊往停在地面的乏燃料运输车进行外运。

目前的乏燃料外运操作过程存在以下缺陷：

(1)根据目前核电厂的运行经验反馈，人因失误是导致吊装跌落事故的重要因素，而这是不管设备多么可靠都无法完全消除的风险。

(2)装载井与乏燃料水池通过水闸门连接，如在装载井底部设置开孔与容器对接进行乏燃料装载，不利于维持乏燃料水池边界的完整性，增加了乏燃料水池泄漏的风险，并不能显著降低核电厂的整体风险水平。

(3)目前国内不是采用全面模块化建造的所有大型商用核电厂堆型，燃料操作大厅相对地面的高度较大，进行整体负挖降标高的成本很高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种乏燃料容器运输厂房和乏燃料容器运输方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种乏燃料容器运输厂房，包括依次设置的装载井、准备井和吊装口，所述准备井和吊装口之间通过闸门实现连通或隔断，所述吊装口下方设有减震层；所述准备井底面与燃料操作大厅的高度差不大于9m，所述准备井底面与所述吊装口下方的容器运输车辆的高度差不大于9m；所述准备井内设有充排水管线，所述充排水管线上设有水泵和隔离阀。

优选地，所述充排水管线连通所述准备井和所述装载井。

优选地，所述吊装口侧壁设有挂架；所述闸门背部设有用于挂靠在所述挂架的支撑件，所述闸门顶部设有用于吊装的吊耳组件。

优选地，所述减震层设置于移动载具上。

优选地，所述乏燃料容器运输厂房设有用于容置所述减震层的容置空间。

优选地，所述准备井内设有可围设在乏燃料容器外周的上层平台。

优选地，所述上层平台包括第一固定部和第一活动部，所述第一固定部固定连接于所述准备井的侧壁，所述第一活动部设置于靠近所述闸门的一侧，所述第一活动部与所述第一固定部可拆卸连接。

优选地，所述准备井内设有可围设在乏燃料容器外周的下层平台。

优选地，所述下层平台包括第二固定部和第二活动部，所述第二固定部固定连接于所述准备井的侧壁，所述第二活动部设置于靠近所述闸门的一侧，所述第二活动部与所述第二固定部可拆卸连接。

本发明还提供一种乏燃料容器运输方法，在以上任一项所述的乏燃料容器运输厂房内进行；所述乏燃料容器运输方法包括以下步骤：

S1、将吊装设备与所述装载井内的所述乏燃料容器连接；

S2、通过所述充排水管线向所述准备井内充水；

S3、将所述乏燃料容器从所述装载井内吊起，离开所述装载井并移动至所述准备井上方，将所述乏燃料容器下放至所述准备井内；

S4、将所述准备井内的水通过所述充排水管线排空；

S5、将所述减震层置于所述吊装口下方，打开所述闸门后，将所述乏燃料容器吊起并平移至所述吊装口内；

S6、待所述乏燃料容器下降到安全高度后将所述减震层移开，将所述容器运输车辆移动至所述吊装口下方，将所述乏燃料容器放置在所述容器运输车辆上。

实施本发明具有以下有益效果：通过设置临时充排水系统、设置闸门形成“台阶式”吊运降低吊装高度、设置减震层等措施，确保乏燃料容器跌落事故发生后，在装载井和准备井中可保证放射性物质的包容，在吊装口中可保证乏燃料容器密封边界的完整性，从而降低乏燃料容器跌落事故发生后放射性物质向环境大量释放的风险。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一些实施例中的乏燃料容器运输厂房的立面结构示意图；

图2是本发明一些实施例中的上层平台22处的俯视图；

图3是本发明一些实施例中的下层平台23处的俯视图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

图1示出了本发明一些实施例中的乏燃料容器运输厂房，该乏燃料容器运输厂房可用于降低乏燃料容器跌落事故发生后放射性物质向环境大量释放的风险，其可包括依次设置的装载井10、准备井20和吊装口30。其中，乏燃料水池100为用于核电厂运行期间乏燃料存放的场所；装载井10作为乏燃料装罐至乏燃料容器200的场所；准备井20作为清洗、检查乏燃料容器200等操作的场所；吊装口30用于新燃料及乏燃料容器200和其他PMC(核燃料装卸贮存系统)设备进出厂房的场所。

在一些实施例中，准备井20和吊装口30之间通过闸门21实现连通或隔断。优选地，吊装口30侧壁设有挂架，闸门21背部设有用于挂靠在挂架的支撑件，闸门21顶部设有用于吊装的吊耳组件。当乏燃料容器200外运时，移走闸门21并挂靠在吊装口30侧墙的挂架上，然后水平移动乏燃料容器200，形成台阶式吊运。优选地，闸门21的底部可设置泄漏收集管线，当准备井20内进行充水时，用于防止含低剂量放射性的水泄漏到吊装口30处。

作为选择，闸门21可采用抽拉方式、提放方式或折叠方式等进行开合。例如，在需要连通准备井20和吊装口30，将闸门21向上拉起，从而闸门21原来位置形成一个通口，满足乏燃料容器200通过进入吊装口30。完成转移后，闸门21下放，将准备井20和吊装口30隔断。

或者，在需要连通准备井20和吊装口30，将闸门21向下放，使其进入下方墙体的夹层内，从而闸门21原来位置形成一个通口，满足乏燃料容器200通过进入吊装口30。完成转移后，闸门21上提，将准备井20和吊装口30隔断。

又或者，闸门21可抽拉进入侧边墙体内，在需要连通准备井20和吊装口30，将闸门21移动进入侧边墙体内，从而闸门21原来位置形成一个通口，满足乏燃料容器200通过进入吊装口30。完成转移后，将闸门21从侧边墙体内拉出，将准备井20和吊装口30隔断。

又或者，闸门21采用可折叠门实现，在需要连通准备井20和吊装口30，将闸门21向一侧折叠收起，从而闸门21原来位置形成一个通口，满足乏燃料容器200通过进入吊装口30。完成转移后，将闸门21展开，将准备井20和吊装口30隔断。

以上对于闸门21的开合，均可采用相应的驱动机构驱动实现，减少人工操作。

在一些实施例中，吊装口30下方设有减震层300。优选地，减震层300为泡沫铝或者木材，并采用不锈钢等金属薄板进行包覆。减震层300可设置于平板车等移动载具上，实现同一电厂内多个机组的减震层共用。乏燃料容器运输厂房设有用于容置减震层300的容置空间11，优选地，该容置空间11可设置于装载井10下方的空间。

在一些实施例中，准备井20底面与燃料操作大厅40的高度差不大于9m，准备井20底面与吊装口30下方的容器运输车辆的高度差不大于9m。具体地，如图1所示实施例中，燃料操作大厅40的标高为+17.50m，准备井20的标高为+9.50m，容器运输车辆的装载面高度大约为1m，即：将乏燃料容器200从燃料操作大厅40吊起至准备井20的高度为8m即可，将乏燃料容器200从准备井20吊起至容器运输车辆的高度为8.5m即可。可以理解地，燃料操作大厅40的标高不限于17.5m，准备井20的标高不限于9.5m，只要乏燃料容器200的吊起高度均在9m的抗跌落能力内即可。

在一些实施例中，准备井20内设有充排水管线24，充排水管线24上设有水泵和隔离阀，用于控制向准备井20充水或排水。优选地，充排水管线24连通准备井20和装载井10，又或者连通燃料厂房内其它池井，进行不同池井之间的水倒换。在乏燃料容器200从装载井吊入准备井前，先将准备井内充水，使乏燃料容器200跌落在准备井中后可被水浸没，即使乏燃料容器200发生完整性破损，放射性后果仍不超限值；当乏燃料容器200在准备井20内就位完成后，可以将准备井20内的水排回其它池井，无需作为废水处理。可以理解地，准备井20内还可以是设置独立的充排水管线24进行充水或排水。

如图2所示，准备井20内设有可围设在乏燃料容器200外周的上层平台22，便于操作人员在上层平台22上对乏燃料容器200进行螺栓紧固、充气排水、真空干燥、充氦、密封检测等操作。上层平台22包括第一固定部221和第一活动部222，第一固定部221固定连接于准备井20的侧壁，第一活动部222设置于靠近闸门21的一侧。第一固定部221和第一活动部222设有与乏燃料容器200的外周面吻合的弧形内凹，从而上层平台22通过该内凹靠近乏燃料容器200，操作人员可在该内凹边缘上对乏燃料容器200进行螺栓紧固、充气排水、真空干燥、充氦、密封检测等操作。第一活动部222与第一固定部221可拆卸连接，具体地，第一固定部221设有插槽，第一活动部222设有与第一固定部221相互配合的插销。在将乏燃料容器200吊至吊装孔30前，将第一活动部222从第一固定部221上拆下并吊离准备井20，为乏燃料容器200的平移让出空间；当乏燃料容器200移走后，可将第一活动部222重新吊回原位与第一固定部221进行安装，形成完整的一圈钢平台。

如图3所示，准备井20内设有可围设在乏燃料容器200外周的下层平台23，便于操作人员在下层平台23上对乏燃料容器200进行螺栓紧固、充气排水、真空干燥、充氦、密封检测等操作。下层平台23包括第二固定部231和第二活动部232，第二固定部231固定连接于准备井20的侧壁，第二活动部232设置于靠近闸门21的一侧。第二固定部231和第二活动部232设有与乏燃料容器200的外周面吻合的弧形内凹，从而下层平台23通过该内凹靠近乏燃料容器200，操作人员可在该内凹边缘上对乏燃料容器200进行螺栓紧固、充气排水、真空干燥、充氦、密封检测等操作。第二活动部232与第二固定部231可拆卸连接。具体地，第二固定部231设有插槽，第二活动部232设有与第二固定部231相互配合的插销。在将乏燃料容器200吊至吊装孔30前，将第二活动部232从第二固定部231上拆下并吊离准备井20，为乏燃料容器200的平移让出空间；当乏燃料容器200移走后，可将第二活动部232重新吊回原位与第二固定部231进行安装，形成完整的一圈钢平台。

优选地，上层平台22和下层平台23分别可采用钢结构。另外，上层平台22和下层平台23上还分别设有护栏，对操作人员起到一定的防护，避免跌落等危险。

参考图1至图3，在本发明的乏燃料容器运输厂房内实现的乏燃料容器运输方法，可包括以下步骤：

S1、将吊装设备400与装载井10内的乏燃料容器200连接。

在步骤S1前，预先将乏燃料装至乏燃料容器200内，该装罐操作主要在装载井10内进行。在乏燃料装罐及完成后，乏燃料容器200主要放置在装载井10内的承载底面上。

S2、通过充排水管线24向准备井20内充水，使得乏燃料容器200即使跌落在准备井20中后仍可被水浸没，即使发生完整性破损，放射性后果仍不超限值。

S3、将乏燃料容器200从装载井10内吊起，离开装载井10并移动至准备井20上方，将乏燃料容器200下放至准备井20内。

S4、将准备井20内的水通过充排水管线24排空。优选地，当乏燃料容器200在准备井20内就位完成后，可以将准备井20内的水排回其它池井，无需作为废水处理。

S5、将减震层300置于吊装口30下方，打开闸门21后，将乏燃料容器200吊起并平移至吊装口30内。如乏燃料容器200发生跌落，减震层300可以提供缓冲作用。

S6、待乏燃料容器200下降到安全高度后将减震层300移开，将容器运输车辆移动至吊装口30下方，将乏燃料容器200放置在容器运输车辆上。优选地，该安全高度可设置为2m。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种乏燃料容器运输厂房，其特征在于，包括依次设置的装载井(10)、准备井(20)和吊装口(30)，所述准备井(20)和吊装口(30)之间通过闸门(21)实现连通或隔断，所述吊装口(30)下方设有减震层(300)；所述准备井(20)底面与燃料操作大厅(40)的高度差不大于9m，所述准备井(20)底面与所述吊装口(30)下方的容器运输车辆的高度差不大于9m；所述准备井(20)内设有充排水管线(24)，所述充排水管线(24)上设有水泵和隔离阀。

2.根据权利要求1所述的乏燃料容器运输厂房，其特征在于，所述充排水管线(24)连通所述准备井(20)和所述装载井(10)。

3.根据权利要求1所述的乏燃料容器运输厂房，其特征在于，所述吊装口(30)侧壁设有挂架；所述闸门(21)背部设有用于挂靠在所述挂架的支撑件，所述闸门(21)顶部设有用于吊装的吊耳组件。

4.根据权利要求1所述的乏燃料容器运输厂房，其特征在于，所述减震层(300)设置于移动载具上。

5.根据权利要求1所述的乏燃料容器运输厂房，其特征在于，所述乏燃料容器运输厂房设有用于容置所述减震层(300)的容置空间(11)。

6.根据权利要求1所述的乏燃料容器运输厂房，其特征在于，所述准备井(20)内设有可围设在乏燃料容器(200)外周的上层平台(22)。

7.根据权利要求6所述的乏燃料容器运输厂房，其特征在于，所述上层平台(22)包括第一固定部(221)和第一活动部(222)，所述第一固定部(221)固定连接于所述准备井(20)的侧壁，所述第一活动部(222)设置于靠近所述闸门(21)的一侧，所述第一活动部(222)与所述第一固定部(221)可拆卸连接。

8.根据权利要求1所述的乏燃料容器运输厂房，其特征在于，所述准备井(20)内设有可围设在乏燃料容器(200)外周的下层平台(23)。

9.根据权利要求8所述的乏燃料容器运输厂房，其特征在于，所述下层平台(23)包括第二固定部(231)和第二活动部(232)，所述第二固定部(231)固定连接于所述准备井(20)的侧壁，所述第二活动部(232)设置于靠近所述闸门(21)的一侧，所述第二活动部(232)与所述第二固定部(231)可拆卸连接。

10.一种乏燃料容器运输方法，其特征在于，在权利要求1-9任一项所述的乏燃料容器运输厂房内进行；所述乏燃料容器运输方法包括以下步骤：

S1、将吊装设备(400)与所述装载井(10)内的所述乏燃料容器(200)连接；

S2、通过所述充排水管线(24)向所述准备井(20)内充水；

S3、将所述乏燃料容器(200)从所述装载井(10)内吊起，离开所述装载井(10)并移动至所述准备井(20)上方，将所述乏燃料容器(200)下放至所述准备井(20)内；

S4、将所述准备井(20)内的水通过所述充排水管线(24)排空；

S5、将所述减震层(300)置于所述吊装口(30)下方，打开所述闸门(21)后，将所述乏燃料容器(200)吊起并平移至所述吊装口(30)内；

S6、待所述乏燃料容器(200)下降到安全高度后将所述减震层(300)移开，将所述容器运输车辆移动至所述吊装口(30)下方，将所述乏燃料容器(200)放置在所述容器运输车辆上。