JP2021520481A - アンロード及び一時保管用装置 - Google Patents

Abstract

本願は、原子炉工学技術分野に関し、特に、アンロード及び一時保管用装置に関する。当該アンロード及び一時保管用装置は、サイロ、サイロ外部部材、サイロ内部部材、シールドモジュール、及びロードモジュールを含み、前記サイロは、バレルと筐体を含み、前記サイロ外部部材は、冷却水ジャケットを含み、前記サイロ内部部材は、順次に連通されるストレート筒サイロ、傾斜筒サイロ、及びアンローディングタンクを含み、前記シールドモジュールは、アウターシールドと中性子シールドを含み、前記ロードモジュールは、ロード本体を含み、前記ロード本体に球供給通路が設けられる。本願に記載されたアンロード及び一時保管用装置は、球状要素の受け取り、一時保管、雰囲気切替、及びアンローディングの機能が実行すると共に、球状要素の幾何学的な完全性、放射線防護及び余熱排出を確保する安全機能を有し、構造がコンパクトで、信頼性が高く、メンテナンス性が便利である利点を有する。

Description

（関連出願）
本願は、２０１８年１２月２９日に提出された、出願番号が２０１８１１６３６６１０．５で、発明名称が「アンロード及び一時保管用装置」である中国特許出願の優先権を主張し、その全体が参照により本願に組み込まれる。
本願は、原子炉工学の技術分野に関し、特に、アンロード及び一時保管用装置に関する。

従来の国際産業用バルブ製造技術及び水準に基づいて、原子力発電所の寿命期間内使用済み燃料球状要素のアンローディング過程における雰囲気切替に関連するバルブの信頼性を解決するために、アンロード及び一時保管用装置における使用済み燃料の球状要素の一時保管容量を４０００以上に増大する必要があり、炉心アンロード装置と類似する縦型軸系と多孔ターンテーブル等の構造を採用し、アンロード及び一時保管用装置におけるアンロード機構の信頼性と保守性の課題を解決するようになる。

しかし、炉心アンロード装置と異なり、大容量の使用済み燃料の球状要素一時保管装置については、特に二つの作業状況を考慮する必要がある。一つは、前者は炉心アンロード機能のみを実行し、ロード機能を考慮しないものであり、球状要素が絶えずに炉心とアンロード管から連続且つ安定的にホッパーに流入することができるが、後者は使用済み燃料の球状要素の受け取り、一時保管、アンロード及び砕屑と粉塵の収集機能を断続且つ不安定的に実行するため、ロードの信頼性とアンロードの信頼性という問題を同時に考慮しなければならなく、そのうちに、ロードの信頼性とは、主にロード過程における球状要素及び設備構造のロード衝突による損傷を避けることを指す。もう一つは、前者のホッパー容量が約１５００個の球状要素であるが、後者の容量が少なくとも４０００個であるため、雰囲気切替とアンロード及び一時保管の特殊プロセスの実行を考慮すると共に、アンロード及び一時保管用装置における大量の使用済み燃料球状要素の余熱排出と高線量のγ線の放射線防護等の安全課題を更に注目しなければならない。

本願は、炉心からアンロードされた使用済み燃料の球状要素を受け取る際、球状要素の幾何学的な完全性を確保することができ、球状要素を一時的に保管し、余熱排出とγ線防護の安全機能を確実に実行することができるアンロード及び一時保管用装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本願はアンロード及び一時保管用装置を提供し、当該アンロード及び一時保管用装置は、
少なくともサイロ、サイロ外部部材、サイロ内部部材、シールドモジュール、及びロードモジュールを含み、
前記サイロは、上から下へ順次に設置されるバレルと筐体を含み、
前記サイロ外部部材は、前記バレルの外部に設置される冷却水ジャケットを含み、
前記サイロ内部部材は、前記バレルに設置されるストレート筒サイロと、前記筐体に設置される傾斜筒サイロ及びアンローディングタンクを含み、前記ストレート筒サイロ、傾斜筒サイロ、及びアンローディングタンクが順次に連通され、
前記シールドモジュールは、前記バレルの外部に設置されるアウターシールド、及び前記アウターシールドの外部に設置される中性子シールドを含み、
前記ロードモジュールは、バレルの頂部に設置されるロード本体を含み、前記ロード本体に球供給通路が設けられ、前記ロード本体の下端に球排出管路が接続され、前記球排出管路の一端が前記球供給通路に連通し、前記球排出管路の他端が前記バレルの壁に接触し、且つ前記球排出管路の他端が前記ストレート筒サイロに連通し、前記球供給通路と前記球排出管路は、球状要素が方向転換して流れる方向転換流動通路を形成する。

具体的に、前記バレルと前記筐体との間は錐状セクションを介して接続され、前記錐状セクションは、上部が大きく下部が小さい中空錐状キャビティを含み、前記錐状キャビティの上端は、前記ストレート筒サイロに連通し、前記錐状キャビティの下端は、前記傾斜筒サイロに連通する。

更に、前記シールドモジュールは、前記筐体の内部に設置されるインナーシールドを更に含み、前記インナーシールドが、前記アンローディングタンクの上部に設置される。

更に、前記ロード本体は、支持板、前記支持板の上端に接続される球供給部材、及び前記支持板の下端に接続される流通部材を含み、前記球供給部材に球供給孔が設けられ、前記支持板に案内孔が設けられ、前記流通部材に流通孔が設けられ、前記球供給孔、案内孔、及び流通孔が順次に連通して前記球供給通路を形成する。

具体的に、前記球供給部材には、球供給継手管が更に設けられ、前記球供給継手管は、前記球供給孔に連通する。

具体的に、前記球排出管路は、互いに接続される傾斜管路及び垂直管路を含み、そのうち前記傾斜管路は前記球供給通路に連通し、前記垂直管路は前記バレルの内壁に接触する。

更に、前記バレルの上端には、フィードホルダが取り付けられ、前記フィードホルダは前記ロード本体に接続され、前記アウターシールドと前記中性子シールドの上端には、シールドプレス板が取り付けられ、前記シールドプレス板は、前記ロード本体に接続される。

更に、前記筐体に接続されるアンロード機構を更に含み、前記アンロード機構は、上から下へ順次に接続される動力機構、伝達機構、及び実行機構を含む。

具体的に、前記シールドモジュールは、前記動力機構の外部に設けられるモーターシールドを更に含む。

更に、前記アンローディングタンクにボトムガード板アセンブリが設けられ、前記ボトムガード板アセンブリに脱塵部材が設けられ、前記脱塵部材は粉塵出口に接続され、前記粉塵出口は粉塵継手管に接続される。

本願の上記技術案は、以下の利点がある。

本願に提供されるアンロード及び一時保管用装置は、バレルの外部に冷却水ジャケットが設置され強制的に冷却することで、サイロ内の球状要素の余熱を効果的に排出して、更にバレル、チャンバ及び球状要素の温度が設計閾値より低いことを確保する。バレルの外部にアウターシールド及び中性子シールドを順次に設置することで、周りの装置及びメンテナンス作業員が過剰のγ線と中性子による被曝を避けることを確保する。球供給通路と球排出管路とを連通して、球状要素が方向転換して流れる方向転換流動通路を形成し、方向転換案内とガイド作用で球の落下速度を効果的に落とすことで、球状要素の落下による破損の状況が発生しなく、安全上の隠れた危険を解消した。

本願に提供されるアンロード及び一時保管用装置は、炉心からアンロードされた燃料球状要素を受け取る際、球状要素の幾何学的な完全性を確保すうことができ、球状要素を一時的に保管し、余熱排出とγ線防護の安全機能を確実に実行することができる。

本願に提供されるアンロード及び一時保管用装置は、球状要素の受け取り、一時保管、雰囲気切替、及びアンロード等の機能を実行することができると共に、球状要素の幾何学的な完全性の確保、放射線防護及び余熱排出の安全機能を備え、構造がコンパクトで、信頼性が高く、メンテナンス性が便利である利点を有する。

本願の実施形態のアンロード及び一時保管用装置の正面断面図である。 本願の実施形態のアンロード及び一時保管用装置の上面図である。 本願の実施形態のアンロード及び一時保管用装置におけるロードモジュールの構造模式図である。 本願の実施形態のアンロード及び一時保管用装置にける脱塵部材の構造模式図である。 本願の実施形態のアンロード及び一時保管用装置におけるボトムガード板アセンブリの模式図である。 本願の実施形態のアンロード及び一時保管用装置におけるターンテーブルアセンブリの模式図である。

以下、本願の実施形態の目的、技術案及び利点をより明確にするために、本願の実施形態における図面を参照しながら、本願の実施形態における技術案を明確で完全に説明する。勿論、説明された実施形態は、あくまでも本願の一部の実施形態に過ぎず、全ての実施形態ではない。本願における実施形態に基づいて、当業者が創造的な労働をしない場合に得た全ての他の実施形態は、いずれも本願の保護範囲に含まれる。

図１〜図６に示すように、本願の実施形態は、ロードモジュール１００、シールドモジュール２００、サイロ外部部材３００、サイロ４００、サイロ内部部材５００、及びアンロード機構６００を含むアンロード及び一時保管用装置を提供する。

前記サイロ４００は、エンドフランジ４０１、ベアリングシートカバー４０２、筐体４０３、第２のブラインドボード４０４、及びバレル４０７が互いに接続されて構成されたヘリウムガスを収納する耐圧装置であると共に、前記ロードモジュール１００、シールドモジュール２００、サイロ外部部材３００、サイロ内部部材５００、及びアンロード機構６００を支持するためにも使われる。前記バレル４０７は、前記筐体４０３の上方に位置し、前記筐体４０３と前記バレル４０７との間にトランジション錐状セクション４０５が接続され、前記錐状セクション４０５は、上部が大きく下部が小さい中空錐状キャビティを含む。前記バレル４０７の頂部には、フィードホルダ４０９が更に設けられる。

本願の実施形態に係るアンロード及び一時保管用装置は、炉心燃料サイクルと工場での使用済み燃料球状要素の貯蔵との間における重要な中間プロセス装置であり、前端炉心と後端球状要素貯蔵システムとの雰囲気が異なるため、通常、球状要素貯蔵システムに球状要素を連続的に輸送し、つまり、一時保管装置内の球状要素をアンロードした後に、またロード操作を行うことである。実装スペースに制限されるため、前記アンロード及び一時保管用装置は、コンパクトで、簡単な構造を採用する必要がある。そのため、前記バレル４０７の頂部にフィードホルダ４０９が設けられ、前記フィードホルダ４０９は、前記バレル４０７と一体に溶接することができる。前記バレル４０７は、前記フィードホルダ４０９を介して前記ロードモジュール１００に接続される。

前記サイロ内部部材５００は、前記バレル４０７に設けられるストレート筒サイロ５０１、前記筐体４０３に設けられる傾斜バレル５０３、及び前記筐体４０３に設けられるアンローディングタンク５０７を含み、前記傾斜バレル５０３には、傾斜筒サイロ５０４が設けられ、前記ストレート筒サイロ５０１、傾斜筒サイロ５０４、及びアンローディングタンク５０７は順次に連通される。前記錐状キャビティの上端は、前記ストレート筒サイロ５０１に連通し、前記錐状キャビティの下端は、前記傾斜筒サイロ５０４に連通する。前記アンローディングタンク５０７にボトムガード板アセンブリ５０８が設けられ、前記ボトムガード板アセンブリ５０８は、前記傾斜バレル５０３の左端に接続される。在前記傾斜バレル５０３の頂部内壁に、二次バッフル５０５が吊り下げて接続され、前記二次バッフル５０５は、前記傾斜バレル５０３の前記アンローディングタンク５０７に近接する箇所に設けられる。前記傾斜筒サイロ５０４の上方に、ライニング筒５０２が設けられ、前記ライニング筒５０２は、前記錐状セクション４０５の底部内壁に接続され、前記ライニング筒５０２の下部は、曲面シャベル構造を呈し、それにより前記傾斜筒サイロ５０４の曲面に基本的に対応して、球流れの遮断ダムを形成するためである。

前記ストレート筒サイロ５０１、傾斜筒サイロ５０４、及びアンローディングタンク５０７は、現場で球状要素１を一時に保管する大容量のサイロを構成する。本実施形態では、当該サイロの総容積は、４０００個の球状要素に相当する。前記サイロ内に、前記ライニング筒５０２と前記二次バッフル５０５により二つの遮断ダムを形成して、サイロ内のペブルベッド５０６が前記アンロード機構６００に対する圧力を低下させるようにする。ターンテーブルアセンブリ６０８の回転過程において、サイロ内の球状要素１が取り出し孔６０９に円滑に入りやすくなる。

炉心から排出された球状要素１は、まず一回のヘリウムガスの力で気体輸送された後に、一定の初期速度で本願の実施形態に係るアンロード及び一時保管用装置に入る。一方、本実施形態におけるストレート筒サイロ５０１及び傾斜筒サイロ５０４の内空高さは、２メートルに近く、球状要素１がサイロの底部又はペブルベッド５０６に達する時に一定の最終速度を有する。前記球状要素１は、通常既に一回のロード、１５回のサイクル、及び一回のアンロードによる上昇を経て、複数回の異なる段差の自由落下、気体移送及び堆積内の流動を経た後、初期設計の制限に対して、球状要素１の強度が様々な程度に低下する。球状要素１が前記傾斜バレル５０３に直接落下すると、落下速度が大き過ぎることで、破損する恐れがある。一方、球状要素１は、傾斜バレル５０３に衝突した後に跳ね返すため、速度が大き過ぎると、ライニング筒５０２の下部曲面シャベルに衝突し、噛み込み損傷が発生しやすくなる。

従って、本実施形態では、球状要素がアンロード及び一時保管用装置に入る箇所に、上流球状要素１の落下速度を緩和し、その移動軌跡を変更し、衝突破損を回避するために、前記ロードモジュール１００が設置される。

前記ロードモジュール１００は、バレル４０７の上方に設置されるロード本体を含み、前記ロード本体に球供給通路が設けられ、前記ロード本体の下端に球排出管路１０８が接続され、前記球排出管路１０８の一端が前記球供給通路に連通し、前記球排出管路１０８の他端が前記バレル４０７の内壁４０８に接触し、前記球排出管路１０８の他端が前記ストレート筒サイロ５０１に連通する。

そのうち、前記ロード本体は、支持板１０１、前記支持板１０１の上端に接続される球供給部材１０３、及び前記支持板１０１の下端に接続される流通部材１０２を含み、前記球供給部材１０３に球供給孔１０４が設けられ、前記球供給孔１０４は、方向転換通路である。前記支持板１０１に案内孔１０５が設けられ、前記案内孔１０５は、垂直方向通路である。前記流通部材１０２に流通孔１０６が設けられ、前記流通孔１０６は、方向転換通路である。前記球供給孔１０４、案内孔１０５、及び流通孔１０６は等径で順次に連通して前記球供給通路を形成する。

そのうち、前記球供給部材１０３には、球供給継手管３０９が更に設けられ、前記球供給継手管３０９は、前記球供給孔１０４に連通する。

そのうち、前記球排出管路１０８は、傾斜管路及び垂直管路を含み、そのうち前記傾斜管路は、前記流通孔１０６に連通し、前記垂直管路は、前記バレル４０７の内壁４０８に接触する。前記傾斜管路と前記垂直管路は連通されて方向転換の球排出通路１０９を形成する。

そのうち、前記球供給通路と前記球排出通路１０９は、供球状要素１が方向転換して流れる方向転換流動通路を形成する。

そのうち、前記フィードホルダ４０９に実装孔が設けられ、前記流通部材１０２は、前記実装孔に締め付けて実装され、前記支持板１０１は、前記フィードホルダ４０９の上端に締め付けて接続される。前記フィードホルダ４０９は、球通過孔が設けられ、前記球供給通路、前記球通過孔、及び前記球排出通路１０９は、等径で順次に連通され、前記球状要素１は、順次に前記球供給通路、前記球通過孔、及び前記球排出通路１０９を通過する際に、前記球状要素１の球の中心は、３回で屈曲した方向転換流れ制限軌跡１０７を形成する。

前記球状要素１は、方向転換流れ制限軌跡１０７に沿って流れる時に、流れ制限軌跡１０７による３回の方向転換により、球状要素１は、３つの方向転換の個所で衝突し、衝突する度に、一部の運動量が力積に変換されることで、毎回でも緩衝されて減速される。前記球排出通路１０９の出口は、前記バレル４０７の内壁４０８に接して設置され、球状要素１は、球排出通路１０９から離れた後に、球排出通路１０９の案内機能により、自重及び慣性落下を引き起こし、球の中心の落下軌跡がガイド軌跡１１０を形成する。錐状セクション４０５に落下すると、錐状面４０６で衝突して緩衝されて減速され、その後の球の中心の移動軌跡が反発軌跡１１１又は転落軌跡１１２となる可能性がある。そのうち、反発軌跡１１１は、他側の筒壁と交わす可能性があり、それにより球状要素１は、再度内壁４０８と衝突して減速された後に落下し、或いは反発距離が内壁４０８に到達するに十分ではない場合、反対側の錐状セクション４０５に落下して、その後に軽く反発したり、傾斜筒サイロ５０４に転がり落ちることになる。反発軌跡１１１であるか、又は転落軌跡１１２を直接通過するかに関わらず、球状要素１は、最終的に傾斜筒サイロ５０４に落下する速度が何れも低く、傾斜バレル５０３の壁に沿って直接アンローディングタンク５０７に転がり落ち、或いは、傾斜バレル５０３の壁から傾斜筒サイロ５０４の壁で軽く反発した後に、アンローディングタンク５０７に転がり落ちる。

本願で球状要素は球排出通路１０９の後のガイド軌跡１１０に沿って落下するが、従来技術で球状要素は案内孔を経由して中心から直接落下する。この二つの場合は、比較実験により明らかなように、傾斜筒サイロ５０４内にペブルベッド５０６が形成されないまでに、従来技術では、１〜２回の緩衝のみであり、その損傷率が３０％以上であるが、本願では、複数回の緩衝を経て、損傷率が１％未満である。これは、球供給部材１０３、流通部材１０２、球排出管路１０８、錐状セクション４０５、及び傾斜筒サイロ５０４の壁面の機械的緩衝を経た後、球状要素１の落下速度を効果的に制御して、全体的に緩和させることができるからである。

前記サイロ外部部材３００は、少なくとも前記バレル４０７の外部に設置される冷却水ジャケット３１４を含む。

前記シールドモジュール２００は、前記バレル４０７の外部に設置されるアウターシールド２０２と、前記アウターシールド２０２の外部に設置される中性子シールド２０３と、及び前記筐体の内部に設置されるインナーシールド２０５とを含む。前記インナーシールド２０５は、前記アンローディングタンク５０７の上部に設けられる。前記アウターシールド２０２と前記中性子シールド２０３の上端には、シールドプレス板２０４が取り付けられ、前記シールドプレス板２０４は、前記ロード本体に接続される。

大容量ストレート筒サイロ５０１内の球状要素１について、γ線と中性子照射に対する防護を同時に考慮する必要があり、バレル４０７の外部にそれぞれアウターシールド２０２とホウ素含有ポリエチレン中性子シールド２０３が設置されることで、メンテナンス作業員の安全を確保することができる。そのうち、アウターシールド２０２は、スチールチューブフレーム２０６、及び前記スチールチューブフレーム２０６に設けられる鉛シールド２０７を含み、前記鉛シールド２０７は、純粋な鉛液で鋳込みにより形成される。

本実施形態の前記アンロード及び一時保管用装置は、サイロの設計容量が４０００個の球状要素１に相当する。バルブの寿命を保証するように、関連する雰囲気切替バルブの動作回数を更に減少させる必要がある場合、サイロの設計容量を増加してもよい。４０００個の球状要素１の設計容量では、計算及び分析すると、球状要素１の余熱作用により、バレル４０７の内壁及び内部のヘリウムガス温度が２５０ｏＣに達し、前記中性子シールド２０３での温度も１００ ｏＣを超えるため、中性子シールド２０３は層軟化現象を起こしして、支持強度が失われるようになる。設計容量を増加すると、バレル４０７と中性子シールド２０３の温度が更に高くなって、バレル４０７と中性子シールド２０３の機械的強度を影響する。

上記運行状況を改善するために、本願の実施形態において、前記バレル４０７の外壁に半円管の冷却水ジャケット３１４が設けられる。前記冷却水ジャケット３１４は、給水管路によって冷却水入り口３０７に接続される。前記冷却水ジャケット３１４は、出水管路によって冷却水出口３０８に接続される。前記冷却水ジャケット３１４を設置することで、冷却水を利用してバレル４０７に強制に冷却を実施すると共に、中性子シールド２０３が温度逸脱による軟化を発生しないことを確保する。

前記アンロード機構６００は、上から下へ順次に接続される動力機構６０１、伝達機構６０２、及び実行機構６０３を含む。

本実施形態において、前記動力機構６０１は、モーター、及び前記モーターに接続される減速機を含む。

本実施形態において、伝達機構６０２は、磁気伝達機を採用し、その非接触及びソフト接続の伝達特性を利用し、動的封止を静的封止に変換し、放射性ヘリウムガス対するゼロ漏れ封止を実現する。

本実施形態において、前記実行機構６０３は、縦型軸系６０５、及び複数の取り出し孔６０９付きのターンテーブルアセンブリ６０８を含む。そのうち、前記軸系６０５は、引き抜きベアリングスリーブ６０６を含む。前記引き抜きベアリングスリーブ６０６は、主軸ベアリング６０７と着脱可能に接続される。

モーターは、磁気伝達機によって軸系６０５を回転させると、前記ターンテーブルアセンブリ６０８は、それに同期して回転し、前記ターンテーブルアセンブリ６０８に設けられる複数の取り出し孔６０９がサイロペブルベッド５０６内から球状要素１を取得して１つずつアンロードすることができる。本実施形態において、前記軸系６０５のベアリングは、軽負荷及び低速で作動するので、ベアリングの運行寿命が長く、運行の信頼性が向上する。

具体的に、前記シールドモジュール２００は、前記動力機構６０１の外部に設けられるモーターシールド２０１を更に含む。前記モーターシールド２０１は、鋼製スリーブであり、過剰な累積のγ線線量での照射から前記動力機構６０１を保護することができ、それにより前記動力機構６０１の耐用年数を延ばすことができる。

本願の実施形態に係るアンロード及び一時保管用装置は、ＨＴＲ‐ＰＭ両炉アンロード管路を介して装置内にアンロードするため、二つの球供給継手管３０９が設けられる。二つの球供給継手管３０９はそれぞれ二つの球供給通路に対応して連通し、二つの球供給通路は、それぞれ二つの球排出管路１０８に対応して連通する。

ＨＴＲ‐ＰＭ両炉について、システムの信頼性を保証するように、二種類のモードで作動することができる。その一つは、二台の前記アンロード及び一時保管用装置は、それぞれ二つの原子炉に対応して接続され、独立した球状要素の受け取り、一時保管、及びアンロードの機能を実行することである。もう一つは、一台の前記アンロード及び一時保管用装置は、両炉球状要素の受け取り、一時保管及びアンロードの機能を同時に実行することである。

全ての球状要素１は、最終的にアンロード及び一時保管用装置の下流の管路の空気力で球状要素保管システムに輸送されて工場内で一時保管される。輸送過程において、実装形状とサイズによって無傷の球と破砕状球を厳密に区別する必要がないため、本願に係るアンロード及び一時保管用装置による球状要素のアンロード操作は、機能が完備で構造が複雑で、独立した破砕状球のセパレータを追加設置する必要がない。

前記ボトムガード板アセンブリ５０８は、ボトムアークプレート５１１を含み、前記ボトムアークプレート５１１の上面には、前記ターンテーブルアセンブリ６０８のスクレーパ板６１０の形状に一致する流れ案内溝５１３が設けられる。前記流れ案内溝５１３には、球状要素出口５１０と粉塵出口５０９が設けられ、前記球状要素出口５１０と粉塵出口５０９は、前記流れ案内溝５１３の対向する両側に設置される。前記流れ案内溝５１３には、脱塵部材５１２が更に設けられ、前記脱塵部材５１２は、前記粉塵出口５０９の上方に取り付けられる。前記粉塵出口５０９は、粉塵継手管３０２に接続され、前記球状要素出口５１０は、球排出引継ぎ３０１に接続される。

前記脱塵部材５１２は、脱塵部材本体を含み、前記脱塵部材本体には、第１のデブリ口５１４と第２のデブリ口５１６が設けられ、前記第１のデブリ口５１４と第２のデブリ口５１６との間に、ガイドブリッジ５１５が設けられる。前記第１のデブリ口５１４及び第２のデブリ口５１６は、それぞれ前記粉塵出口５０９に連通する。

前記ターンテーブルアセンブリ６０８が回転すると、球状要素１、粉塵、及びデブリが重力流の作用で取り出し孔６０９に入り、続けて回転すると、スクレーパ板６１０が球状要素１を押して前進させると、粉塵やデブリが前記脱塵部材５１２の第１のデブリ口５１４と第２のデブリ口５１６を通して前記粉塵出口５０９に入って、そして粉塵継手管３０２に入り、最終的に、粉塵継手管３０２を通って下流の粉塵管に漏れ、収集されて一時保管される。

前記サイロ外部部材３００は、第１の外乱手段３１２と第２の駆動機構３１３を更に含み、前記第１の外乱手段３１２と第２の駆動機構３１３は、それぞれ前記ライニング筒５０２と前記二次バッフル５０５の後ろに対応して取り付けられる。前記第１の外乱手段３１２と第２の駆動機構３１３は、それぞれ、プッシュロッドを含み、一旦前記ライニング筒５０２と前記二次バッフル５０５の二つの遮断ダムで接続アーチが形成されると、前記ターンテーブルアセンブリ６０８は球状要素１が取得できない場合、対応する電磁駆動機構に原子力発電所ＤＣＳから指示を与えて、前記プッシュロッドで外乱によりアーチを破壊することで、アンロードをスムーズに行うことを確保する。

本願の実施形態に係るアンロード及び一時保管用装置では、球状要素のアンロードフローは、三つの段階からなる。段階ａ：炉心から球状要素１をアンロードする。段階ｂ：前記アンロード及び一時保管用装置を介して、球状要素１の受け取り、一時保管、及びアンロードを行う。段階ｃ：最終的に球状要素保管システムに輸送されて工場内で一時保管する。そのうち、段階ａと段階ｃの環境は、それぞれ炉心に連通する高圧、放射性ヘリウムガス、及び外部と連通する大気であるので、段階ｂにおいて、炉心ヘリウムガスの純度を確保し、放射性ヘリウムガスが大気への放出を避けるために、雰囲気の切替を行わなければならない。

そのため、前記サイロ外部部材３００は、吸気管口３０６、排気管口３０５、圧力測定箇所３１１、及び温度測定箇所３１０を更に含む。炉心と大気雰囲気を遮断した後に、排気管口３０５は、ヘリウムガス浄化及び保管システムにヘリウムガスを排出し、常圧後に真空排気を行うために使われる。吸気管口３０６は、ヘリウムガス浄化及び保管システムからヘリウムガスを補足するために使われる。圧力測定箇所３１１と温度測定箇所３１０は、サイロ内の圧力及び温度を検出ために使われる。

本願の実施形態に係るアンロード及び一時保管用装置において、球供給路径は２つに限らず、１つ又は２つ以上の複数の経路であってもよい。実際の状況では、アンロードされるのは、使用済み燃料球状要素に限定されず、他の球状の材料でもよく、球状の材料の品質、球供給路径、初期速度、バレル高度、内径、錐状セクション長さ、角度が異なるため、案内孔と流通孔の長さ、球排出通路長さ、角度及び方向等のパラメーターを変更することで、ガイド軌跡を変更して、筒壁、錐状セクション、傾斜バレルと様々な強度と回数の衝突を発生させて、速度を落として緩衝させる。

本願の実施形態に係るアンロード及び一時保管用装置において、ロードモジュール１００は、球状要素に対する流れ制限、ガイド及び緩衝作用は、主に傾斜筒サイロ５０４に球状要素がない場合に対することであり、傾斜筒サイロ５０４に球状要素がある場合には、ペブルベッド５０６が良い緩衝作用があるため、球の落下はあまり球状要素と設備に影響がない。

本願の実施形態に係るアンロード及び一時保管用装置は、二つの球供給路径が設置され、従来の設計案に基づいて、二つの路径から同時に球を供給する状況がなく、そのためにフルロードした後に燃料排出孔に近い堆積面を形成し、バレルの有効容量はある程度制限される。複数のルートから同時に球を供給する場合、バレル容量を相対的に増加する必要がある。

以上により、本願の実施形態に係るアンロード及び一時保管用装置は、バレルの外部に強制的に冷却するように冷却水ジャケットが設置されることで、効果的にサイロ内の球状要素の余熱を排出し、更にバレル、チャンバ、及び球状要素の温度が設計閾値より低いことを確保する。

本願が提供されるアンロード及び一時保管用装置は、バレルの外部に順次にアウターシールド及び中性子シールドを設置することで、周りの装置及びメンテナンス作業員が過剰のγ線と中性子による被曝を避けることを確保する。

本願が提供されるアンロード及び一時保管用装置は、球供給通路と球排出管路とを連通して球状要素が方向転換して流れる方向転換流動通路を形成し、方向転換ガイドとガイド作用で球の落下速度を効果的に落とし、球状要素の落下による破損の状況が発生しなく、安全上の隠れた危険を解除した。

本願が提供されるアンロード及び一時保管用装置は、球状要素の受け取り、一時保管、雰囲気切替、及びアンロード等の機能を実行することができると共に、炉心からアンロードされた球状要素を受け取る時に、球状要素の幾何学的な安全性を確保し、球状要素を一時保管し、余熱排出とγ線防護の安全機能を確実に実行することができ、構造がコンパクトで、信頼性が高く、メンテナンス性が便利である利点を有する。

本開示の説明において、説明する必要があるのは、明確な規定と限定がない限り、「互いに接続」、「接続」等の用語の意味は広く理解されるべきである。例えば、固定接続や、着脱可能な接続や、あるいは一体的な接続でも可能であり、機械的な接続や、電気的な接続でも可能であり、直接接続することや、中間媒体を介して間接接続することも可能である。当業者にとって、具体的な状況に応じて上記用語の本願での具体的な意味を理解することができる。

本願の説明において、特に明記しない限り、「いくつか」とは１つ又は複数を意味し、「複数」とは２つ又は２つ以上を意味する。「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」等の用語で示す方位又は位置関係は、図示に基づく方位又は位置関係であり、本願を便利に又は簡単に説明するためのものに過ぎず、示された装置又は素子が必ず特定の方位にあり、特定の方位において構造され、操作されると明示又は暗示するものではないため、本願に対する限定と理解されるべきではない。

最後に、以上の実施形態は本願の技術案を説明するためのものに過ぎず、制限するためのものではない。前述した実施形態を参照しながら本願を詳細に説明したが、当業者であれば、前述した各実施形態に記載された技術案を修正し、又はそのうちの一部の技術特徴に対して同等の交換を行うことができると理解される。これらの修正及び交換は、対応する技術案の本質を本願の各実施形態の技術案の趣旨及び範囲から逸脱させないものである。

１：球状要素、１００：ロードモジュール、１０１：支持板、１０２：流通部材、１０３：球供給部材、１０４：球供給孔、１０５：案内孔、１０６：流通孔、１０７：方向転換流れ制限軌跡、１０８：球排出管路、１０９：球排出通路、１１０：ガイド軌跡、１１１：反発軌跡、１１２：転落軌跡、２００：シールドモジュール、２０１：モーターシールド、２０２：アウターシールド、２０３：中性子シールド、２０４：シールドプレス板、２０５：インナーシールド、２０６：スチールチューブフレーム、２０７：鉛シールド体、３００：サイロ外部部材、３０１：球排出引継ぎ、３０２：粉塵継手管、３０３：吊り輪、３０４：第１のブラインドボード、３０５：排気管口、３０６：吸気管口、３０７：冷却水入り口、３０８：冷却水出口、３０９：球供給継手管、３１０：温度測定箇所、３１１：圧力測定箇所、３１２：第１の外乱手段、３１３：第２の外乱手段、３１４：冷却水ジャケット、４００：サイロ、４０１：エンドフランジ、４０２：ベアリングシートカバー、４０３：筐体、４０４：第２のブラインドボード、４０５：錐状セクション、４０６：錐状面、４０７：バレル、４０８：内壁、４０９：フィードホルダ、５００：サイロ内部部材、５０１：ストレート筒サイロ、５０２：ライニング筒、５０３：傾斜バレル、５０４：傾斜筒サイロ、５０５：二次バッフル、５０６：ペブルベッド、５０７：アンローディングタンク、５０８：ボトムガード板アセンブリ、５０９：粉塵出口、５１０：球状要素出口、５１１：ボトムアークプレート、５１２：脱塵部材、５１３：流れ案内溝、５１４：第１のデブリ口、５１５：ガイドブリッジ、５１６：第２のデブリ口、６００：アンロード機構、６０１：動力機構、６０２：伝達機構、６０３：実行機構、６０４：スラストベアリング、６０５：軸系、６０６：引き抜きベアリングスリーブ、６０７：主軸ベアリング、６０８：ターンテーブルアセンブリ、６０９：取り出し孔、６１０：スクレーパ板

Claims (10)

1. 少なくともサイロ、サイロ外部部材、サイロ内部部材、シールドモジュール、及びロードモジュールを含み、
   前記サイロは、上から下へ順次に設置されるバレルと筐体を含み、
   前記サイロ外部部材は、前記バレルの外部に設置される冷却水ジャケットを含み、
   前記サイロ内部部材は、前記バレルに設置されるストレート筒サイロと、前記筐体に設置される傾斜筒サイロ及びアンローディングタンクを含み、前記ストレート筒サイロ、傾斜筒サイロ、及びアンローディングタンクが順次に連通され、
   前記シールドモジュールは、前記バレルの外部に設置されるアウターシールド、及び前記アウターシールドの外部に設置される中性子シールドを含み、
   前記ロードモジュールは、バレルの頂部に設置されるロード本体を含み、前記ロード本体に球供給通路が設けられ、前記ロード本体の下端に球排出管路が接続され、前記球排出管路の一端が前記球供給通路に連通し、前記球排出管路の他端が前記バレルの壁に接触し、且つ前記球排出管路の他端が前記ストレート筒サイロに連通し、前記球供給通路と前記球排出管路は、球状要素が方向転換して流れる方向転換流動通路を形成することを特徴とするアンロード及び一時保管用装置。
2. 前記バレルと前記筐体との間は錐状セクションを介して接続され、前記錐状セクションは、上部が大きく下部が小さい中空の錐状キャビティを含み、前記錐状キャビティの上端は、前記ストレート筒サイロに連通し、前記錐状キャビティの下端は、前記傾斜筒サイロに連通することを特徴とする請求項１に記載のアンロード及び一時保管用装置。
3. 前記シールドモジュールは、前記筐体の内部に設置されるインナーシールドを更に含み、前記インナーシールドが、前記アンローディングタンクの上部に設置されることを特徴とする請求項１に記載のアンロード及び一時保管用装置。
4. 前記ロード本体は、支持板、前記支持板の上端に接続される球供給部材、及び前記支持板の下端に接続される流通部材を含み、前記球供給部材に球供給孔が設けられ、前記支持板に案内孔が設けられ、前記流通部材に流通孔が設けられ、前記球供給孔、案内孔、及び流通孔は順次に連通して前記球供給通路を形成することを特徴とする請求項１に記載のアンロード及び一時保管用装置。
5. 前記球供給部材には、球供給継手管が更に設けられ、前記球供給継手管は、前記球供給孔に連通することを特徴とする請求項４に記載のアンロード及び一時保管用装置。
6. 前記球排出管路は、互いに接続される傾斜管路及び垂直管路を含み、そのうち前記傾斜管路は前記球供給通路に連通し、前記垂直管路は前記バレルの内壁に接触することを特徴とする請求項４に記載のアンロード及び一時保管用装置。
7. 前記バレルの上端には、フィードホルダが取り付けられ、前記フィードホルダは前記ロード本体に接続され、前記アウターシールドと前記中性子シールドの上端には、シールドプレス板が取り付けられ、前記シールドプレス板は、前記ロード本体に接続されることを特徴とする請求項１に記載のアンロード及び一時保管用装置。
8. 前記筐体に接続されるアンロード機構を更に含み、前記アンロード機構は、上から下へ順次に接続される動力機構、伝達機構、及び実行機構を含むことを特徴とする請求項１に記載のアンロード及び一時保管用装置。
9. 前記シールドモジュールは、前記動力機構の外部に設置されるモーターシールドを更に含むことを特徴とする請求項８に記載のアンロード及び一時保管用装置。
10. 前記アンローディングタンクにボトムガード板アセンブリが設けられ、前記ボトムガード板アセンブリに脱塵部材が設けられ、前記脱塵部材は粉塵出口に接続され、前記粉塵出口は粉塵継手管に接続されることを特徴とする請求項１に記載のアンロード及び一時保管用装置。

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