CN209357469U - 核电站通风孔道结构及乏燃料干法贮存装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种核电站通风孔道结构，其可降低光子散射辐射，包括通风孔，通风孔内设置有光子散射衰减装置，光子散射衰减装置包括由光子散射衰减材料构成的空气通道，且空气通道与通风孔轴线平行。与现有技术相比，本实用新型核电站通风孔道结构设置方便、结构简单，通过设置光子散射衰减装置，可有效降低通过通风孔散射到环境中的光子辐射，保证辐射安全。此外，本实用新型还提供了一种乏燃料干法贮存装置。

Description

核电站通风孔道结构及乏燃料干法贮存装置

技术领域

本实用新型属于核电领域，更具体地说，本实用新型涉及一种核电站通风孔道结构及乏燃料干法贮存装置。

背景技术

在核电站运行过程中，从反应堆卸出的乏燃料通过释放γ光子、中子等粒子而具有很高的放射性，并释放出大量的衰变热。目前，由于技术原因，乏燃料主要采取暂时贮存的方式进行存储，贮存方式包含在堆贮存和离堆中间贮存。离堆中间贮存主要分为干法贮存和湿法贮存。乏燃料干法贮存是将乏燃料水池内冷却一定时间的乏燃料组件通过转运容器转运至乏燃料贮存容器内，进行长期贮存。乏燃料组件被包容在密闭容器中，衰变热主要通过自然对流和热辐射方式，由空气传导至大气环境中。

由于乏燃料中的放射性核素不断衰变，产生衰变热。为了保证乏燃料贮存过程中的安全，需及时将衰变热导出。因此，乏燃料贮存容器必须开设通风流道，使密闭容器内的热量能够及时导出至环境中。现有的乏燃料贮存容器的通风系统通常包括位于容器底部的冷却空气进口通道和位于容器顶部的热空气排出通道以及密闭容器与贮存容器直接形成的竖直空间。当冷却空气从底部进口通道流入后，被密闭容器加热，受热后的空气密度降低，将沿着竖直空间向上流动，并进一步受热，最终从顶部出风口流出，同时带走热量。

但是，现有的进风口和出风口设计主要为曲线通道或蛇形(迷宫)通道，存在两个主要问题：1)仅能阻碍部分光子散射，效果并不明显；2)会明显增大进风口和出风口上的空气阻力，不利于热量导出。

有鉴于此，确有必要提供一种核电站通风孔道结构及乏燃料干法贮存装置，有效降低通过通风孔散射到环境中的光子辐射，同时减少通风孔道空气流通阻力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种核电站通风孔道结构及乏燃料干法贮存装置，有效降低通过通风孔散射到环境中的光子辐射，同时减少通风孔道空气流通阻力。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种核电站通风孔道结构，可降低光子散射辐射，包括通风孔，所述通风孔内设置有光子散射衰减装置，所述光子散射衰减装置包括由光子散射衰减材料构成的空气通道，且空气通道与通风孔轴线平行。

作为本实用新型核电站通风孔道结构的一种改进，所述光子散射衰减装置包括：通过多个固定板固接而成的棋盘格式构造结构、十字形结构、米字形结构，通过多根圆形管两两之间的管壁相互固接而成的多圆环组合结构，至少含有两根不同直径的环形管的环管结构，环管结构中的小直径环形管套设在大直径环形管内，并通过设置连接板相互连接；

其中，固定板、圆形管、环形管和连接板均由光子散射衰减材料制成。

作为本实用新型核电站通风孔道结构的一种改进，所述固定板、圆形管、环形管、连接板为金属或不锈钢材料。

作为本实用新型核电站通风孔道结构的一种改进，所述光子散射衰减装置为包括一个或多个水平钢片和两个或多个竖直钢片固接而成的格栅状结构。

作为本实用新型核电站通风孔道结构的一种改进，所述通风孔的截面为矩形、正方形、椭圆形或圆形。

作为本实用新型核电站通风孔道结构的一种改进，还包括设置在通风孔外侧的滤网。

作为本实用新型核电站通风孔道结构的一种改进，所述滤网为铁丝网、铜丝网、铝丝网、不锈钢网或塑料网。

作为本实用新型核电站通风孔道结构的一种改进，所述滤网为方形栅格滤网或圆弧形栅格滤网。

为了实现上述目的，本实用新型还提供了一种乏燃料干法贮存装置，包括：顶盖、筒体和底座，底座固定在筒体的底部，顶盖可拆卸地固定在筒体的顶部，顶盖、筒体和底座共同围成用于贮存燃料贮罐的中空腔室，筒体底部设置有进风口，顶部设置有出风口，所述进风口和/或出风口为上述所述的核电站通风孔道结构。

作为本实用新型乏燃料干法贮存装置的一种改进，所述进风口和出风口均为直线通道。

相对于现有技术，本实用新型核电站通风孔道结构及乏燃料干法贮存装置具有以下技术效果：

1)光子散射衰减装置结构简单、设置方便，能够有效降低通过通风孔散射到环境中的光子辐射；

2)通过设计直线型进风口和出风口，相比于现有的曲线通道或蛇形通道，对冷却空气的阻力更小，便于乏燃料组件衰变热的及时导出，保证乏燃料组件的贮存安全；

3)通过在进风口和出风口内设置光子散射衰减装置，既能使冷却空气从进风口流入，从出风口流出导致的不利影响尽量低，同时，能有效降低从进风口和出风口散射出来的光子辐射，从而减小进风口和出风口的开设导致的乏燃料贮存装置的屏蔽削弱，降低工作人员的辐射照射，保证工作人员的辐射安全；

4)通过在进风口和出风口外侧设置滤网，可阻止小型动物、昆虫或其它碎片杂物进入通风孔道。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型核电站通风孔道结构及乏燃料干法贮存装置及其有益技术效果进行详细说明，其中：

图1为本实用新型核电站通风孔道结构中光子散射衰减装置的第一实施方式的结构示意图。

图2为本实用新型核电站通风孔道结构中光子散射衰减装置的第二实施方式的结构示意图。

图3为本实用新型核电站通风孔道结构中光子散射衰减装置的第三实施方式的结构示意图。

图4为本实用新型核电站通风孔道结构中光子散射衰减装置的第四实施方式的结构示意图。

图5为本实用新型核电站通风孔道结构滤网的一种结构示意图。

图6为本实用新型核电站通风孔道结构滤网的另一种结构示意图。

图7为本实用新型乏燃料干法贮存装置的结构示意图。

图8为本实用新型乏燃料干法贮存装置底座的截面图。

图9为本实用新型乏燃料干法贮存装置顶盖的截面图。

附图标记：

20-光子散射衰减装置；200-水平钢片；202-竖直钢片；204-空气通道；205- 圆形管；206-连接板；207-环形管；208-环形管；10-顶盖；12-筒体；14-底座； 16-进风口；17-竖向通道；18-出风口；19-燃料贮罐；24-滤网。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式只是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。

请参阅图1至图4所示，本实用新型核电站通风孔道结构可降低光子散射辐射，包括通风孔(图未示出)，通风孔内设置有光子散射衰减装置20，光子散射衰减装置20包括由光子散射衰减材料构成的空气通道204，且空气通道204与通风孔轴线平行。

光子散射衰减装置20可为多个固定板固接而成的棋盘格式构造结构，两个相互连接的固定板的面之间的夹角一般为直角或者近于直角，固定板为金属板 (主要为铜、黄铜、铅、铝和铁等)或不锈钢板，可作为光子散射衰减材料降低空气通道204内的光子散射辐射，固接方式包括焊接、卡接、粘接等。

优选地，光子散射衰减装置20为棋盘格式构造结构，优选为包括一个或多个水平钢片200和两个或多个竖直钢片202焊接或其它固定方式制成的格栅状结构。

具体地，请参阅图1所示，为光子散射衰减装置20的第一种实施方式，通过一个水平钢片200和两个竖直钢片202相互焊接或拼接或其他固定方式制成，其形状为格栅状结构，光子散射衰减装置20设置在通风孔(图未示出)时，光子散射衰减装置20的空气通道204与通风孔轴线平行。在图示实施方式中，水平钢片200和两个竖直钢片202垂直焊接，水平钢片200和竖直钢片202的厚度为3～8mm，优选4～6mm，更优选厚度约为5mm。当散射光子在通风孔时，光子与光子散射衰减装置20的钢片材料原子核发生碰撞、吸收等复杂粒子输运过程，将大大减少散射出去的光子数量及逸出的光子能量。同时，光子衰减装置 20的空气通道204轴线与通风孔轴线平行，可最大限度地减少对冷却空气流通的阻力影响。

图2为光子散射衰减装置20的第二种实施方式，通过两个水平钢片200和两个竖直钢片202焊接制成的格栅状结构，光子散射衰减装置20设置在通风孔时，光子散射衰减装置20的空气通道204与通风孔的轴线平行。

光子散射衰减装置20还可为多个圆形管205通过外壁与外壁两两相互焊接、粘接其他固定方式连接而成的多圆环组合结构，也可以通过将所有圆形管 205进行绑定使多个圆形管205两两接触形成多圆环组合结构。圆形管205的个数可以为3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或更多个，圆形管205的外径和内径尺寸可以相同，也可以不同。圆形管205主要为金属管(包括铜管、黄铜管、铅管、铝管、铁管)和不锈钢管，可作为光子散射衰减材料降低空气通道 204内的光子散射辐射。

具体地，请参阅图3所示，为光子散射衰减装置20的第三种实施方式，光子散射衰减装置20为3个相同尺寸的圆形管205通过外壁与外壁两两相互焊接、粘接或其他固定方式固定连接而成的三圆环组合结构，在图示实施方式中，圆形管205为不锈钢管，主要通过两两焊接连接而成。光子散射衰减装置20设置在通风孔时，光子散射衰减装置20的空气通道204(即圆形管205的管道)与通风孔的轴线平行。在本实用新型的其他实施方式中，圆形管205可以为铜管、黄铜管、铅管、铝管和铁管，可通过粘接或一起捆绑固定连接，也可通过其他的固定方式进行固定。

光子散射衰减装置20还可为至少含有两根不同直径的环形管的环管结构，环管结构中的小直径环形管套设在大直径环形管内，并通过设置连接板相互连接。在设置时，多根环形管可以同心设置，也可以不同心设置，相邻两根环形管的直径比(小直径:大直径)优选为1:5～1:1.5，更优选为1:3～1:2，也可以根据需要设置成其他的规格。在设置时，最好同心设置，相邻两个同心环形管之间通过连接板焊接、粘接、卡接等固定连接而成。

请参阅图4所示，为光子散射衰减装置20的第四种实施方式，主要为通过在两根同心设置的内径不同的环形管207,208之间焊接连接板206相互连接而成的环管结构。具体设置方式为：将连接板206的一侧与内径较小的环形管207 的外壁焊接，将连接板206的另一侧与内径较大的环形管208的内壁焊接形成环管结构。光子散射衰减装置20设置在通风孔时，光子散射衰减装置20的空气通道204主要为小内径环形管207的管道以及小内径环形管207的外壁、连接板206和大内径环形管208内径围成的通道，设置时，确保空气通道204与通风孔的轴线平行。环形管207，208和连接板206为金属(铜、黄铜、铅、铝和铁等)或不锈钢材料，可作为光子散射衰减材料降低空气通道204内的光子散射辐射。在图示实施方式中，环形管207，208和连接板206均为不锈钢材料。在本实用新型的其他实施方式中，环形管207，208和连接板206可为铜、黄铜、铅、铝和铁等金属材料，环形管207，208和连接板206之间的固定方式可为焊接以外的固定方式。

同时，在本实用新型的其他实施方式中，环管结构也可通过在3根、4根、 5根或更多根同心设置的内径不同的环形管之间焊接连接板相互连接而成，也可以是在2根、3根、4根、5根或更多根非同心设置的环形管之间焊接连接板相互连接而成，具体设置方式不做限定。除了焊接固定方式，也可采用其他的固定方式。

此外，在本实用新型的其他实施方式中，光子散射衰减装置20还可为通过 4根固定板固接而成的十字形结构形状，由5根固定板固接而成的米字形结构形状，或含有十字形结构和米字形结构的其他构造。

进一步地，通风孔(图未示出)的截面为矩形、正方形、椭圆形、圆形或其他圆的轴对称图形。

请参阅图5和图6所示，通风孔外侧还通过螺栓或焊接固定设置有滤网24，滤网24为铁丝网、铜丝网、铝丝网、不锈钢网或塑料网，滤网24为方形栅格滤网或圆弧形栅格滤网，可用于有效阻止小型动物、昆虫及其它碎片杂物进入通风孔，滤网24也可以根据通风孔的具体构型灵活设置，具体结构不做限定。

请参阅图7至图9所示，本实用新型乏燃料干法贮存装置包括：顶盖10、筒体12和底座14，底座14固定在筒体12的底部，顶盖10可拆卸地固定在筒体12的顶部，顶盖10、筒体12和底座14共同围成用于贮存燃料贮罐的中空腔室，筒体12底部设置有进风口16，顶部设置有出风口18，当中空腔室内贮存有燃料贮罐19时形成竖向通道17，进风口16和出风口18分别与竖向通道连通，进风口16和/或出风口18为上述的核电站通风孔道结构。

顶盖10与筒体12通过螺栓可拆卸固定连接，当中空腔室内贮存有燃料贮罐19时，燃料贮罐19与筒体12内壁之间形成有竖向通道17，顶盖10的下部与燃料贮罐19顶部的尺寸相差不大，当顶盖10盖在筒体12上后，顶盖10下部的外壁与筒体12内壁之间形成有空气流道，并与竖向通道17和出风口18连通，且顶盖10的底部与燃料贮罐19之间具有很小的间隙，能够对燃料贮罐19 的顶部进行约束，防止燃料贮罐19上下大幅振动。

底座14上部尺寸与燃料贮罐19底部尺寸相差不大，且底座14上部外壁与筒体12内壁之间形成有空气流道，并与进风口16和竖向通道17连通，最终形成进风口16、竖向通道17和出风口18连通的空气流道。当冷却空气从底部进风口16流入后，被燃料贮罐19加热，受热后的空气密度降低，将沿着竖直通道17向上流动，并进一步受热，最终从顶部出风口18流出，带走热量，起到冷却的作用。

优选地，进风口16和出风口18均为直线通道，且进风口16和出风口18 内均设置有光子散射衰减装置20，光子散射衰减装置20具有与进风口16和出风口18的轴线平行的通道204。当散射光子在进风口16和出风口18时，光子与光子散射衰减装置20的光子散射衰减材料原子核发生碰撞、吸收等复杂粒子输运过程，将大大减少散射出去的光子数量及逸出的光子能量。

进一步优选地，进风口16和出风口18的截面为矩形、正方形、椭圆形、圆形或其他圆的轴对称图形，进风口16和出风口18的形状和尺寸可以相同，也可以不同。

优选地，筒体12底部均匀设置有4个进风口16，顶部均匀设置有4个出风口18，顶部出风口18由4个实体面组成，分别包括筒体12提供的3个面和顶盖10提供的1个面；底部进风口12由筒体12提供的3个面和底盖14提供的1 个面组成。

光子散射衰减装置20的宽度略小于进风口16和出风口18的宽度，便于将光子散射衰减装置20顺利设置在进风口16和出风口18中，而能够防止光子散射衰减装置20在进风口16和出风口18中随意移动，光子散射衰减装置20的长度不超过筒体12的厚度，防止光子散射衰减装置20阻碍进风口16和出风口 18与竖向通道17的连通。

滤网24通过螺栓或焊接固定设置在进风口16和/或出风口18的外侧，优选地，进风口16和出风口18外侧同时设置有滤网24，可用于有效阻止小型动物、昆虫及其它碎片杂物进入进风口16和出风口18。

需要说明的是，本实用新型虽然只对核电站通风孔道结构进行了说明，但同样适用于核电站以外的其他通风孔道结构。

相对于现有技术，本实用新型核电站通风孔道结构及乏燃料干法贮存装置具有以下技术效果：

1)光子散射衰减装置20结构简单，设置方便，能够有效降低通过通风孔散射到环境中的光子辐射；

2)通过设计直线型进风口16和出风口18，相比于现有的曲线通道或蛇形通道，对冷却空气的阻力更小，便于乏燃料组件衰变热的及时导出，保证乏燃料组件的贮存安全；

3)通过在进风口16和出风口18内设置光子散射衰减装置，既能使冷却空气从进风口16流入，从出风口18流出导致的不利影响尽量低，同时，能有效降低从进风口16和出风口18散射出来的光子辐射，从而减小进风口16和出风口18的开设导致的乏燃料贮存装置的屏蔽削弱，降低工作人员的辐射照射，保证工作人员的辐射安全；

4)通过在进风口16和出风口18外侧设置滤网24，可阻止小型动物、昆虫或其它碎片杂物进入通风孔道。

根据上述原理，本实用新型还可以对上述具体实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型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，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种核电站通风孔道结构，其特征在于，可降低光子散射辐射，包括通风孔，所述通风孔内设置有光子散射衰减装置，所述光子散射衰减装置包括由光子散射衰减材料构成的空气通道，且空气通道与通风孔轴线平行。

2.根据权利要求1所述的核电站通风孔道结构，其特征在于，所述光子散射衰减装置包括：通过多个固定板固接而成的棋盘格式构造结构、十字形结构、米字形结构，通过多根圆形管两两之间的管壁相互固接而成的多圆环组合结构，至少含有两根不同直径的环形管的环管结构，环管结构中的小直径环形管套设在大直径环形管内，并通过设置连接板相互连接；

其中，固定板、圆形管、环形管和连接板均由光子散射衰减材料制成。

3.根据权利要求2所述的核电站通风孔道结构，其特征在于，所述固定板、圆形管、环形管、连接板为金属或不锈钢材料。

4.根据权利要求1所述的核电站通风孔道结构，其特征在于，所述光子散射衰减装置为包括一个或多个水平钢片和两个或多个竖直钢片固接而成的格栅状结构。

5.根据权利要求1所述的核电站通风孔道结构，其特征在于，所述通风孔的截面为矩形、正方形、椭圆形或圆形。

6.根据权利要求1所述的核电站通风孔道结构，其特征在于，还包括设置在通风孔外侧的滤网。

7.根据权利要求6所述的核电站通风孔道结构，其特征在于，所述滤网为铁丝网、铜丝网、铝丝网、不锈钢网或塑料网。

8.根据权利要求6所述的核电站通风孔道结构，其特征在于，所述滤网为方形栅格滤网或圆弧形栅格滤网。

9.一种乏燃料干法贮存装置，包括：顶盖、筒体和底座，底座固定在筒体的底部，顶盖可拆卸地固定在筒体的顶部，顶盖、筒体和底座共同围成用于贮存燃料贮罐的中空腔室，筒体底部设置有进风口，顶部设置有出风口，其特征在于，所述进风口和/或出风口为权利要求1至8任一项所述的核电站通风孔道结构。

10.根据权利要求9所述的乏燃料干法贮存装置，其特征在于，所述进风口和出风口均为直线通道。