CN210865650U - 后处理厂乏燃料贮运两用吊篮 - Google Patents

后处理厂乏燃料贮运两用吊篮 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种后处理厂乏燃料贮运两用吊篮，包括贮存小室和支撑骨架，支撑骨架包括支座、格栅架和吊装支撑结构，贮存小室为固定于支座上的独立贮存小室单元，每一独立贮存小室单元都包括套管、底座、中子吸收体和包覆板，套管固定于底座上，中子吸收体通过包覆板固定于套管的外壁，格栅架固定于贮存小室的上部，格栅架设置有穿插于相邻贮存小室之间对其进行固定的隔板，吊装支撑结构分别与格栅架和支座固定连接。相对于现有技术，本实用新型后处理厂乏燃料贮运两用吊篮结构强度高、易于加工，同时具有贮存和运输功能，能够提高乏燃料接收贮存效率，降低乏燃料吊装高度，安全可靠性高。

Description

后处理厂乏燃料贮运两用吊篮
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后处理厂乏燃料贮运两用吊篮。
背景技术
核电厂乏燃料贮存格架安装于燃料厂房的乏燃料水池内，是核电厂中燃料接收与贮存系统的重要设备，用于保证核乏燃料的结构完整性，保持在次临界状态，并允许冷却水对乏燃料组件进行冷却。
现有的乏燃料贮存格架由若干个方形贮存小室竖直布置排列组成，每个贮存小室均由两个同心管组成，其间夹有纯镉中子吸收材料；每个方形贮存小室底部焊接到一块小方板上，方板再与格架大底板连接；格架的四周使用围板并用加强筋板保持格架的完整性。乏燃料贮存格架底部设有若干个支承整个格架重量的调节支腿。
这种乏燃料贮存格架存在以下缺点：
1)仅具有贮存核乏燃料的功能，不能移动；
2)对使用基于乏燃料贮存格架的乏燃料接收贮存工艺，需要频繁吊装核乏燃料组件，接收效率比较低，不能满足后处理效率的要求；
3)核燃料需要在乏燃料贮存格架上方进行吊装和转运，核燃料吊装操作行程和吊装高度差大，使得乏燃料贮存水池深度大、核乏燃料跌落后果严重；
4)采用纯镉作为中子吸收材料，格架密封失效时会发生镉水反应，影响核乏燃料贮存临界安全及引起乏池失水，并且易发生镉中毒。
有鉴于此，确有必要提供一种结构强度高、易于加工，具有贮存和运输功能的可移动的后处理厂乏燃料贮运两用吊篮，提高乏燃料接收贮存效率，降低乏燃料吊装高度。
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，提供一种结构强度高、易于加工，具有贮存和运输功能的可移动的后处理厂乏燃料贮运两用吊篮，提高乏燃料接收贮存效率，降低乏燃料吊装高度。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种后处理厂乏燃料贮运两用吊篮，包括贮存小室和支撑骨架，所述支撑骨架包括支座、格栅架和吊装支撑结构，所述贮存小室为固定于支座上的独立贮存小室单元，每一独立贮存小室单元都包括套管、底座、中子吸收体和包覆板，套管固定于底座上，中子吸收体通过包覆板固定于套管的外壁，格栅架固定于所述贮存小室的上部，格栅架设置有穿插于相邻贮存小室之间对其进行固定的隔板，所述吊装支撑结构分别与所述格栅架和所述支座固定连接。
作为本实用新型处理厂乏燃料贮运两用吊篮的一种改进，所述格栅架还包括外围板和支撑板，所述隔板连接为“井”字形并通过焊接的方式固定于围设在四周的外围板上，所述支撑板设置于格栅架的中间部位，并与围设在四周的隔板焊接连接。
作为本实用新型核电厂乏燃料贮存格架的一种改进，所述吊装支撑结构包括固定连接的支撑柱和吊装件，所述支撑板的中部设置有第一固定孔，所述支座上开设有与支撑板的第一固定孔相对应的第二固定孔，所述支撑柱穿过支撑板的第一固定孔后底部插入支座的第二固定孔，支撑柱与支撑板和支座分别通过焊接固定连接。
作为本实用新型核电厂乏燃料贮存格架的一种改进，所述吊装件设置有“J”型吊装口。
作为本实用新型核电厂乏燃料贮存格架的一种改进，所述底座上开设有冷却剂流通孔，所述支座上开设有与底座的冷却剂流通孔相对应的冷却剂流通孔。
作为本实用新型核电厂乏燃料贮存格架的一种改进，所述底座上开设有螺纹孔，所述支座上开设有与所述底座的螺纹孔相对应的螺纹孔，所述独立贮存小室单元通过对应的螺纹孔以螺栓连接的方式固定到支座上。
作为本实用新型核电厂乏燃料贮存格架的一种改进，所述套管为方形套管，所述底座为方形底座，套管通过焊接的方式固定于底座上。
作为本实用新型核电厂乏燃料贮存格架的一种改进，所述套管的顶部扩成具有一定角度的锥台形导向口而在套管的顶部形成倾斜的导向面。
作为本实用新型核电厂乏燃料贮存格架的一种改进，所述隔板的厚度等于相邻贮存小室的套管的间隙。
作为本实用新型核电厂乏燃料贮存格架的一种改进，所述中子吸收体材料为铝基碳化硼或硼不锈钢。
相对于现有技术，本实用新型后处理厂乏燃料贮运两用吊篮具有以下有益技术效果：
1)一次可携带多根核乏燃料组件进行转运和贮存，提高了核乏燃料接收贮存效率；
2)通过使用模块化贮存小室和支撑骨架组合结构，具有结构模块化、紧凑、易于加工和组装的优点；
3)适合水下吊装操作，无需在别的乏燃料吊篮上方经过，吊装高度低，吊装跌落风险小，吊装安全；
4)通过使用可快速抓取的吊装件，抓取容易、安全可靠；
5)通过使用一体化固定式导向口，有利于核乏燃料插入和回取导向；
6)通过使用高富集度B4C/Al铝基碳化硼中子吸收材料，并通过几何物理排列，确保核乏燃料在各种工况下满足反应性增值系数Keff不超过0.95的要求，安全可靠性高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型后处理厂乏燃料贮运两用吊篮进行详细说明，其中：
图1为本实用新型后处理厂乏燃料贮运两用吊篮的结构示意图。
图2为本实用新型后处理厂乏燃料贮运两用吊篮的贮存小室的结构示意图。
图3为本实用新型后处理厂乏燃料贮运两用吊篮的底板的结构示意图。
图4为本实用新型后处理厂乏燃料贮运两用吊篮的支撑骨架的结构示意图。
图5为本实用新型后处理厂乏燃料贮运两用吊篮的吊装支撑结构的结构示意图。
图6为本实用新型后处理厂乏燃料贮运两用吊篮的支撑柱与支座连接示意图。
图7为本实用新型后处理厂乏燃料贮运两用吊篮的支座的结构示意图。
图8为本实用新型后处理厂乏燃料贮运两用吊篮的格栅架的结构示意图。
图9为本实用新型后处理厂乏燃料贮运两用吊篮的吊装支撑结构与格栅架连接示意图。
图10为本实用新型后处理厂乏燃料贮运两用吊篮的贮存小室固定示意图。
图11为本实用新型后处理厂乏燃料贮运两用吊篮的支座与底板连接示意图。
附图标注：
10-贮存小室；100-套管；102-底座；1020-冷却剂流通孔；104-中子吸收体；106-包覆板；108-导向口；20-支撑骨架；200-支座；2000-螺纹孔；2002-冷却剂流通孔；2004-第二固定孔；202-格栅架；2020-隔板；2022-外围板；2024-支撑板；20240-第一固定孔；204-吊装支撑结构；2040-支撑柱；2042-吊装件。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、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仅仅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11所示，本实用新型后处理厂乏燃料贮运两用吊篮，包括贮存小室10和支撑骨架20，支撑骨架20包括支座200、格栅架202和吊装支撑结构204，贮存小室10为固定于支座200上的独立贮存小室单元，每一独立贮存小室单元都包括套管100、底座102、中子吸收体104和包覆板106，套管100固定于底座102上，中子吸收体104通过包覆板106固定于套管100的外壁，格栅架202固定于贮存小室10的上部，格栅架202设置有穿插于相邻贮存小室10之间对其进行固定的隔板2020，吊装支撑结构204分别与格栅架202和支座200固定连接。
贮存小室10为模块化结构，并排设置有多个，包括套管100和底座102，套管100为方形套筒，底座102为方形底座，套管100的底部通过焊接的方式与方形底座102固定，套管100顶部为敞开式结构，套管100和底座102焊接固定后形成一个独立贮存小室单元。优选地，套管100为正四边形截面的长方体套管，可以竖直存放若干根正四边形截面的长方体核乏燃料组件。底座102的中心开设有一个较大的圆形冷却剂流通孔1020，冷却剂流通孔1020的四周开设有4个较小的螺纹孔。
请参阅图2和图3所示，中子吸收体104通过包覆板106固定于套管100的外壁上，中子吸收体104的材料为B4C/Al铝基碳化硼中子吸收材料或硼不锈钢，具有中子吸收能力强、化学稳定性好、结构优良等优点，可以消除现有技术中“镉-水”反应的安全风险。通过在外表面安装固定式中子吸收体104，使内部的核乏燃料组件在各种工况下均可保持在次临界状态。通过使用高富集度B4C/Al铝基碳化硼中子吸收材料，并通过几何物理排列，确保核乏燃料在各种工况下满足反应性增值系数Keff不超过0.95的要求，安全可靠性高。
请参阅图2所示，为了方便燃料组件在贮存小室10中的抽插操作，独立贮存小室单元的套管100的顶部扩成具有一定角度(角度为5～15度，优选10度)的锥台形的一体化固定式导向口108，形状为喇叭状，从而在套管100的顶部形成倾斜的导向面，便于核乏燃料插入和回取导向。
请参阅图4至图8所示，支撑骨架20用于固定多个几何排列的贮存小室10，包括支座200、格栅架202和吊装支撑结构204。支座200为方形结构，其上均匀开设有与底座102的冷却剂流通孔1020相对应的冷却剂流通孔2002，这些冷却剂流通孔1022、2002能够使得冷却剂从吊篮底部流入贮存小室10中来冷却其中的燃料组件。
冷却剂流通孔2002为圆形，四周设置有4个与底座102上的螺纹孔相对应的螺纹孔2000，独立贮存小室单元通过对应的螺纹孔2000以螺栓连接的方式固定于支座200上。支座200的中心还开设有第二固定孔2004。
请参阅图8至图10所示，格栅架202固定在贮存小室10的上部，包括隔板2020、外围板2022和支撑板2024，用于在乏燃料吊篮上部固定模块化贮存小室10，使贮存小室10保持一定的几何物理排列。隔板2020为厚度等于相邻贮存小室10间隙的长条板结构，其设置于相邻的独立贮存小室单元之间，隔板2020呈“井”字形连接，通过焊接的方式固定于围设在四周的外围板2022上，从而有效提高吊篮的整体强度。优选地，在外围板2022对应隔板2020的位置开设有卡槽，隔板2020插入卡槽后再与外围板2022焊接固定，提高隔板2020与外围板2022的连接强度。支撑板2024为方形板，优选为正方形板，通过焊接固定在格栅架202的中间位置，优选焊接在格栅架202的几何中心位置，支撑板2024的四周分别与隔板2020焊接固定。
贮存小室10的套管100的上部插设在格栅架202的“井”字形结构内，用于固定贮存小室10，并使得格栅架202固定在贮存小室10的上部。
请参阅图7和图8所示，支撑板2024的中心位置设置有第一固定孔20240，与支座200上的第二固定孔2004位置对应，第一固定孔20240和第二固定孔2004均为圆形孔，其尺寸一致，用于固定吊装支撑结构204。
请继续参阅图4至图6所示，吊装支撑结构204用于支撑格栅架202和模块化贮存小室10，也作为贮运两用吊篮的吊装部件，吊装支撑结构204包括支撑柱2040和吊装件2042，支撑柱2040的顶部与吊装件2042的底部焊接连接，支撑柱2040穿过支撑板2024的第一固定孔20240后底部坐落在支座200的第二固定孔2004内，然后通过焊接分别与支座200和支撑板2024固定连接。格栅架202通过支撑板2024与吊装支撑结构204的支撑柱2040焊接固定，构成整体骨架。吊装件2042设置有“J”型吊装口，在图示实施方式中，吊装件2042为套筒结构，在套筒上有一个十字型缺口，在缺口位置形成“J”型吊装口，用吊装工具抓头仅需在对中定位情况下，插入套筒并向右或向左旋转一定角度即可锁紧和提取贮运两用吊篮，使吊篮在吊装过程中可移动。
通过设置吊装支撑结构204，可使用吊车抓取乏燃料吊篮一次性转运多组核乏燃料组件，无需逐根抓取和释放核乏燃料，提高了乏燃料接收和贮存工艺效率，整体效率在现有技术基础上提高约6～8倍，能够满足大型商用核燃料后处理厂运行需求。而且本实用新型贮运两用吊篮的吊装不需要在其它吊篮上方经过，可大大降低核乏燃料吊装高度，从而降低核燃料吊装跌落后果、减少燃料水池深度，达到降低成本的目的。
请参阅图11所示，每个模块化贮存小室10的底部与支撑骨架的支座200使用螺栓进行紧固连接；上部通过支撑骨架20的格栅架202进行固定。
通过以上描述可知，本实用新型后处理厂乏燃料贮运两用吊篮是由独立贮存小室单元组合而成，所有贮存小室10的结构完全一致，因此具有易于模块化制造的特点；贮存小室10与支座200采用螺栓连接，可有效避免焊接结构导致的变形；隔板2020的设计则保证了吊篮具有较大的整体结构强度。
在本实用新型的其他实施方式中，根据实际燃料组件的贮存需要，贮存小室10的大小可以做相应改变，数量和布局也可以不同，如采用3-2-3(8个)排列、5-5-4-5-5(24个)排列、7-7-7-6-7-7-7(48个)排列等。
相对于现有技术，本实用新型后处理厂乏燃料贮运两用吊篮具有以下有益技术效果：
1)一次可携带多根核乏燃料组件进行转运和贮存，提高了核乏燃料接收贮存效率；
2)通过使用模块化贮存小室和支撑骨架组合结构，具有结构模块化、紧凑、易于加工和组装的优点；
3)适合水下吊装操作，无需在别的乏燃料吊篮上方经过，吊装高度低，吊装跌落风险小，吊装安全；
4)通过使用可快速抓取的吊装件，抓取容易、安全可靠；
5)通过使用一体化固定式导向口，有利于核乏燃料插入和回取导向；
6)通过使用高富集度B4C/Al铝基碳化硼中子吸收材料，并通过几何物理排列，确保核乏燃料在各种工况下满足反应性增值系数Keff不超过0.95的要求，安全可靠性高。
根据上述原理，本实用新型还可以对上述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)

1.一种后处理厂乏燃料贮运两用吊篮，其特征在于，包括贮存小室和支撑骨架，所述支撑骨架包括支座、格栅架和吊装支撑结构，所述贮存小室为固定于支座上的独立贮存小室单元，每一独立贮存小室单元都包括套管、底座、中子吸收体和包覆板，套管固定于底座上，中子吸收体通过包覆板固定于套管的外壁，格栅架固定于所述贮存小室的上部，格栅架设置有穿插于相邻贮存小室之间对其进行固定的隔板，所述吊装支撑结构分别与所述格栅架和所述支座固定连接。
2.根据权利要求1所述的后处理厂乏燃料贮运两用吊篮，其特征在于，所述格栅架还包括外围板和支撑板，所述隔板连接为“井”字形并通过焊接的方式固定于围设在四周的外围板上，所述支撑板设置于格栅架的中间部位，并与围设在四周的隔板焊接连接。
3.根据权利要求2所述的后处理厂乏燃料贮运两用吊篮，其特征在于，所述吊装支撑结构包括固定连接的支撑柱和吊装件，所述支撑板的中部设置有第一固定孔，所述支座上开设有与支撑板的第一固定孔相对应的第二固定孔，所述支撑柱穿过支撑板的第一固定孔后底部插入支座的第二固定孔，支撑柱与支撑板和支座分别通过焊接固定连接。
4.根据权利要求3所述的后处理厂乏燃料贮运两用吊篮，其特征在于，所述吊装件设置有“J”型吊装口。
5.根据权利要求3所述的后处理厂乏燃料贮运两用吊篮，其特征在于，所述底座上开设有冷却剂流通孔，所述支座上开设有与底座的冷却剂流通孔相对应的冷却剂流通孔。
6.根据权利要求5所述的后处理厂乏燃料贮运两用吊篮，其特征在于，所述底座上开设有螺纹孔，所述支座上开设有与所述底座的螺纹孔相对应的螺纹孔，所述独立贮存小室单元通过对应的螺纹孔以螺栓连接的方式固定到支座上。
7.根据权利要求1所述的后处理厂乏燃料贮运两用吊篮，其特征在于，所述套管为方形套管，所述底座为方形底座，套管通过焊接的方式固定于底座上。
8.根据权利要求7所述的后处理厂乏燃料贮运两用吊篮，其特征在于，所述套管的顶部扩成具有一定角度的锥台形导向口而在套管的顶部形成倾斜的导向面。
9.根据权利要求1所述的后处理厂乏燃料贮运两用吊篮，其特征在于，所述隔板的厚度等于相邻贮存小室的套管的间隙。
10.根据权利要求1所述的后处理厂乏燃料贮运两用吊篮，其特征在于，所述中子吸收体材料为铝基碳化硼或硼不锈钢。
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