CN202178067U - 改进型重水堆乏燃料干式贮存模块 - Google Patents

改进型重水堆乏燃料干式贮存模块 Download PDF

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贾红轶
杨萍
朱丽兵
樊普
申森
郑利民
周欣
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    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Abstract

本实用新型属于重水堆乏燃料干式贮存技术领域，具体为一种改进型重水堆乏燃料干式贮存模块。该模块整体为由位于上部的顶板、中部的围墙和位于下部的底板构成的长方体混凝土结构；在模块的内部设置有成矩形网格阵列排布的贮存筒，贮存筒的顶部预埋在顶板中，悬挂于顶板上，贮存筒的底部与底板之间有间隙；在每个贮存筒的顶部设置有屏蔽塞；在围墙相对两侧的墙面的顶部分别均布有若干个出气口，墙面的底部均布有若干个进气口；在每个贮存筒的底部分别有约束键预埋在底板中，约束键上端位于贮存筒内；在每个贮存筒的底部还分别有通风管和排水管向下以倾斜的方式引出到模块外面。该模块取消了隔热板，既节约了建造成本，又缩短了建造周期。

Description

改进型重水堆乏燃料干式贮存模块
技术领域
本实用新型属于重水堆乏燃料干式贮存技术领域，具体涉及一种改进型重水堆乏燃料干式贮存模块。
背景技术
随着重水堆的运行，会产生大量的乏燃料。重水堆产生的乏燃料，在卸料后存放在乏燃料池内。然而乏燃料池总有一天会被装满，因此必须解决乏燃料的出路问题，否则会严重影响到核电厂的正常运行。
目前，国际上解决乏燃料出路的做法是采用重水堆乏燃料在核电厂内临时干式贮存的方法，即建造重水堆乏燃料干式贮存模块(QM-400模块)。该贮存模块外部是矩形的钢筋混凝土结构，为减少模块混凝土的热载荷，模块内表面顶板处和四周墙壁上部均安装有隔热板，绝热材料采用50mm厚的泡沫玻璃，隔热板外壳采用不锈钢板，每块隔热板用四个膨胀螺栓固定在墙面上。外壳及其与混凝土的连接设计要求在设计寿期内，保证在安装、正常和非正常运行、以及设计基准地震中均能够提供足够的结构强度。侧墙面隔热板从顶板底延伸至进气口上方，在墙面混凝土浇筑后至少养护七天、达到70％设计强度后再安装隔热板。顶部隔热板在顶板浇筑之前安装，从模块一侧墙向另一侧安装。顶部周围的隔热板支撑在模块围墙顶部和贮存筒法兰上，模块墙顶处用螺栓固定。顶部中间的隔热板直接支撑在贮存筒法兰上，待顶板混凝土浇筑后，隔热板就预埋在混凝土顶板中。重水堆乏燃料干式贮存模块的设计寿命为50年，根据保守热工评价，混凝土需要隔热板防护的时间仅为3.5年，因此其实际使用时间并不长。
现有带隔热板设计的重水堆乏燃料干式贮存模块的缺点如下：(1)隔热板的成本较高，一个模块内隔热板花费约百万人民币；(2)隔热板位于模块内部，安装复杂，增加了模块施工难度，拉长了建造周期。
发明内容
本实用新型提供了一种改进型重水堆乏燃料干式贮存模块，其目的在于在确保满足模块温度限值的前提下，减少模块的组成部件，既节约成本，又有利于模块建造。
为达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案如下：一种改进型重水堆乏燃料干式贮存模块，该模块整体为由位于上部的顶板、中部的围墙和位于下部的底板构成的长方体混凝土结构；在模块的内部设置有成矩形网格阵列排布的贮存筒，贮存筒的顶部预埋在顶板中，悬挂于顶板上，贮存筒的底部与底板之间有间隙；在每个贮存筒的顶部设置有屏蔽塞；在围墙相对两侧的墙面的顶部分别均布有若干个出气口，墙面的底部均布有若干个进气口。
在所述的每个贮存筒的底部分别有约束键预埋在底板中，约束键上端位于贮存筒内。
在所述的每个贮存筒的底部分别有通风管和排水管向下以倾斜的方式引出到模块外面。
所述的通风管和排水管为不锈钢管。
所述的每个进气口和每个出气口在围墙中成迷宫布置，即不规则的弯曲形状。
在所述的每个进气口和每个出气口的外部装有不锈钢栅栏。
所述的屏蔽塞为阶梯形。
所述的成矩形网格阵列排布的贮存筒为4行10列。
在所述的模块内侧具有核级环氧涂料涂层。
本实用新型所取得的有益效果如下：(1)隔热板的成本较高，取消后可节约成本；(2)取消隔热板减少了重水堆乏燃料干式贮存模块的组成部件，缩减了其建造周期；(3)可以采用直接在混凝土上使用涂层等方法，建造程序简单，方便模块施工。
附图说明
图1为本实用新型所述改进型重水堆乏燃料干式贮存模块竖直剖视图；
图2为本实用新型所述改进型重水堆乏燃料干式贮存模块水平剖视图。
图中：1、顶板；2、出气口；3、进气口；4、贮存筒；5、屏蔽塞；6、围墙；7、底板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细的描述。
如图1、图2所示，本实用新型所述改进型重水堆乏燃料干式贮存模块包括顶板1、出气口2、进气口3、贮存筒4、屏蔽塞5、围墙6和底板7；该模块整体为长方体混凝土结构，由顶板1、围墙6和底板7整体建筑而成，围墙6位于上部的顶板1和下部的底板7之间；在模块的内部设置有成矩形网格阵列排布(如4行10列)的贮存筒4，贮存筒4的顶部预埋在顶板1中，悬挂于顶板1上；在每个贮存筒4的顶部设置有阶梯形的屏蔽塞5；贮存筒4的底部与底板1之间有一定的间隙，在每个贮存筒4的底部分别有约束键预埋在底板1中，约束键上端位于贮存筒4内；在每个贮存筒4的底部还分别有通风管和排水管伸出，延伸至模块外部；在围墙6相对两侧的墙面的顶部分别均布有若干个(如6个)出气口2，墙面的底部均布有若干个(如5个)进气口3。
其中，混凝土的顶板1为贮存筒4提供足够的支撑刚度；混凝土的围墙6除了满足结构完整性要求，还提供足够的刚度以抵抗水平剪力和传递竖向力，同时满足屏蔽要求；每个贮存筒4可存放10个乏燃料贮存篮，每个贮存篮可装有60个棒束，乏燃料贮存篮从贮存筒4的顶部装入贮存筒4内，然后用屏蔽塞5塞住；预埋在底板7中的约束键的形状类似按键，为贮存筒4提供水平方向的约束，但不限制竖向位移，这样的布置允许贮存筒4能够向下自由热膨胀，同时保证贮存筒4的顶部与混凝土的顶板1之间的密封性，并且减少贮存筒4的热量向底板7传递；在每个进气口3和每个出气口2的外部装有不锈钢栅栏，以防止外界堆积物、小动物和大昆虫进入模块内部；不锈钢的通风管和排水管从贮存筒4的底部向下以倾斜的方式引出到模块外面，以防止贮存筒4内水的积聚，并减少射线泄漏；可通过通风管和排水管对每个贮存筒4进行定期取样，以检测贮存筒4或者其内的乏燃料贮存篮是否存在泄漏；每个进气口3和每个出气口2在围墙6中成迷宫布置(即不规则的弯曲形状)，以屏蔽放射性。
冷空气从模块底部的进气口3进入到模块内部空间，然后从靠近模块顶部的出气口2流出，乏燃料产生的热量主要依靠冷空气自然对流传热带出；
由于重水堆乏燃料干式贮存模块在使用过程中其内部具有一定辐射性，因此可以采用核级专用涂料在模块内侧做表面涂层，核级专用涂料应选取耐高温和耐辐射性能都较好的涂料，如核级环氧涂料，且在施工中应遵守产品说明书、施工指导书等处理程序和控制指标。

Claims (9)

1.一种改进型重水堆乏燃料干式贮存模块，其特征在于：该模块整体为由位于上部的顶板(1)、中部的围墙(6)和位于下部的底板(7)构成的长方体混凝土结构；在模块的内部设置有成矩形网格阵列排布的贮存筒(4)，贮存筒(4)的顶部预埋在顶板(1)中，悬挂于顶板(1)上，贮存筒(4)的底部与底板(1)之间有间隙；在每个贮存筒(4)的顶部设置有屏蔽塞(5)；在围墙(6)相对两侧的墙面的顶部分别均布有若干个出气口(2)，墙面的底部均布有若干个进气口(3)。
2.根据权利要求1所述的改进型重水堆乏燃料干式贮存模块，其特征在于：在所述的每个贮存筒(4)的底部分别有约束键预埋在底板(1)中，约束键上端位于贮存筒(4)内。
3.根据权利要求1所述的改进型重水堆乏燃料干式贮存模块，其特征在于：在所述的每个贮存筒(4)的底部分别有通风管和排水管向下以倾斜的方式引出到模块外面。
4.根据权利要求3所述的改进型重水堆乏燃料干式贮存模块，其特征在于：所述的通风管和排水管为不锈钢管。
5.根据权利要求1所述的改进型重水堆乏燃料干式贮存模块，其特征在于：所述的每个进气口(3)和每个出气口(2)在围墙(6)中成迷宫布置，即不规则的弯曲形状。
6.根据权利要求1所述的改进型重水堆乏燃料干式贮存模块，其特征在于：在所述的每个进气口(3)和每个出气口(2)的外部装有不锈钢栅栏。
7.根据权利要求1所述的改进型重水堆乏燃料干式贮存模块，其特征在于：所述的屏蔽塞(5)为阶梯形。
8.根据权利要求1所述的改进型重水堆乏燃料干式贮存模块，其特征在于：所述的成矩形网格阵列排布的贮存筒(4)为4行10列。
9.根据权利要求1所述的改进型重水堆乏燃料干式贮存模块，其特征在于：在所述的模块内侧具有核级环氧涂料涂层。
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