TWI434293B - 用過核子燃料運送密封鋼筒容器裝置 - Google Patents

Description

用過核子燃料運送密封鋼筒容器裝置

本發明係有關於一種用過核子燃料運送密封鋼筒容器裝置，尤指涉及一種使用可重覆開啟之密封鋼筒容器裝置，特別係指結合核能電廠乾式貯存作業使用之傳送護箱，可提供核能電廠執行在廠內機組間之用過核子燃料跨機組運送作業，以解決核能電廠內之各種緊急需求者。

世界各國核能電廠隨著運轉時間之增長，用過核子燃料池容量漸漸減少，為應付不時之需，核電廠需建立用過核子燃料跨機組間運送作業能力，以機動調整廠內各機組用過燃料池儲放容量，增加機組營運應變能力。

現有之用過核子燃料乾式貯存設備，當燃料裝入之後，其密封鋼筒頂部上蓋與屏蔽上蓋係以焊接式密封，如果需要將密封鋼筒打開並將燃料取出時，需要將上蓋密封焊接剷除，惟此作業可能損壞密封鋼筒本體及上蓋之結構，因此貯存用鋼筒並不適合用來作為用過核子燃料運送使用。

有鑑於核能電廠隨著運轉時間之增長，用過燃料池容量漸漸減少，為因應可能發生之需求，核電廠需建立用過核子燃料跨機組間運送作業能力，以及用過核子燃料機組間運送設備。然而，以現有之密封鋼筒乾式貯存技術，其於裝填用過核子燃料後，係將上蓋板以銲接密封，因此僅適合單次密封，長久貯存使用，由於不能多次開啟重複使用，因此不宜用於短時間之機組間運送作業。故，一般習用者係無法符合使用者於實際使 用時之所需。

本發明之主要目的係在於，克服習知技藝所遭遇之上述問題並提供一種使用可重覆開啟之密封鋼筒容器裝置，結合核能電廠乾式貯存作業使用之傳送護箱，可提供核能電廠執行在廠內機組間之用過核子燃料跨機組運送作業，以解決核能電廠內之各種緊急需求者。

為達以上之目的，本發明係一種用過核子燃料運送密封鋼筒容器裝置，係至少包括一密封鋼筒本體、一上蓋組件、一提籃組件、一充排水管組件及一充排氣管組件所構成。

該密封鋼筒本體係為直立圓柱體，係由一外殼及一底板組成，並於開口端設有一凸緣，當該提籃組件放置於本體內部後，係分別由一設於該外殼側邊上之定位鍵，以及一設於該外殼及該定位鍵上之頂蓋支撐環，穩固限制該提籃組件於該密封鋼筒本體之內部；該上蓋組件係為T形凸柱體，係位於該提籃組件上方，於裝載燃料後與該密封鋼筒本體之外殼結合，配合該定位鍵設置於該頂蓋支撐環上，該上蓋組件係包括二道密封環，並以數個螺栓鎖緊固定密封，其上並設有一排水孔蓋及一排氣孔蓋，於排水、真空乾燥及氦氣充填後，各自透過二道密封環及數個螺栓予以鎖緊固定密封，俾以提供燃料貯存時之屏蔽及密封；該提籃組件係為直立圓柱體，包含有數個燃料管、承載圓盤及導熱圓盤，並以數個繫桿組合而成，可放置用過核子燃料，以提供裝載燃料之結構支撐、熱傳導及次臨界控制； 該充排水管組件係貫穿該上蓋組件並形成一孔道，具有一充排水孔及一連接該充排水孔並延伸至該密封鋼筒本體底部之連接管，用於該密封鋼筒本體之灌滿水或排出水；以及該充排氣管組件係於該充排水管組件相對位置處貫穿該上蓋組件並形成一孔道，具有一充排氣孔及一連接該充排氣孔並延伸至該密封鋼筒本體底部之連接管，用以灌入空氣或惰性氣體至該密封鋼筒本體內輔助排水、真空乾燥以及氦氣充填。

請參閱『第1圖~第9圖』所示，係分別為本發明之上蓋組件俯視示意圖、本發明密封鋼筒容器裝置之半剖視示意圖、第2圖中A部分之放大示意圖、第3圖中B-B線段之部視示意圖、本發明之提籃組件俯視示意圖、本發明之提籃組件側視示意圖、第6圖中C部分之放大示意圖、第6圖中D部分之放大示意圖及第6圖中E部分之放大示意圖。如圖所示：本發明係一種用過核子燃料運送密封鋼筒容器裝置100，係至少包括一密封鋼筒本體1、一上蓋組件2、一提籃組件3、一充排水管組件4及一充排氣管組件5所構成。藉此可重複開啟，裝填燃料，再密封，以達到重複運送使用之目的者。

上述所提之密封鋼筒本體1係為直立圓柱體，係由一外殼10及一底板11組成，並於開口端設有一凸緣12，當該提籃組件3放置於本體內部後，係分別由一設於該外殼10側邊上之定位鍵13，以及一設於該外殼10及該定位鍵13上之頂蓋支撐環14，穩固限制該提籃組件3於該密封鋼筒本體1之內部。

該上蓋組件2係為T形凸柱體，係位於該提籃組件3上方，於裝載燃料後與該密封鋼筒本體1之外殼10結合，配合該定位鍵13設置於該頂蓋支撐環14上。該上蓋組件2係包括二道用以密封之O形內環20及O形外環21，並以數個螺栓22鎖緊固定密封，其上並設有一排水孔蓋23及一排氣孔蓋24，於排水、真空乾燥及氦氣充填後，各自透過同樣二道用以密封之O形內環20a與O形外環21a，以及數個螺栓22a予以鎖緊固定密封，並在鎖緊固定密封後設置有數個上蓋板塞25於該上蓋組件2上，俾以提供燃料貯存時之屏蔽及密封。其中，更進一步設有數個貫穿該上蓋組件2、該排水孔蓋23及該排氣孔蓋24之測漏管接頭26，且每一測漏管接頭26係設有一密封墊27，用以與該上蓋組件2、該排水孔蓋23及該排氣孔蓋24之表面密合。

該提籃組件3係為直立圓柱體，可放置用過核子燃料，以提供裝載燃料之結構支撐、熱傳導及次臨界控制，其包含有數個燃料管30、承載圓盤31及導熱圓盤32，並以數個繫桿33組合而成。該提籃組件3係由該承載圓盤31支撐，該承載圓盤31在等距方位含有由該繫桿33組合之孔洞，且該繫桿33與該承載圓盤31間係以圓柱形間隔環34連結，並在頂端以螺帽35鎖緊。其中，該些繫桿33係與數個間隔環34及分隔間隔環36分別提供該些承載圓盤31及該些導熱圓盤32之支撐與區隔，並分別連接一位於其頂端之頂部銲件37，以及一位於其底端之底部銲件38，且在該些分隔間隔環36與該些導熱圓盤32之間更設有墊圈39。

該充排水管組件4係貫穿該上蓋組件2並形成一孔道，具 有一充排水孔40及一連接該充排水孔40並延伸至該密封鋼筒本體1底部之連接管41，用於該密封鋼筒本體1之灌滿水或排出水。

該充排氣管組件5係於該充排水管組件4相對位置處貫穿該上蓋組件2並形成一孔道，具有一充排氣孔50及一連接該充排氣孔50並延伸至該密封鋼筒本體1底部之連接管51，用以灌入空氣或惰性氣體至該密封鋼筒本體1內輔助排水、真空乾燥以及氦氣充填。

上述燃料管30係用以置放燃料束，可插入至該承載圓盤31及該導熱圓盤32之孔洞中，如第5圖所示，其中包含四個對角較大之燃料管30a、30b、30c，其餘則皆為較小之燃料管30d、30e、30f，並可視其於該提籃組件3內之位置，於一邊擺置中子吸收劑，如燃料管30a、30d；或兩邊擺置中子吸收劑，如燃料管30b、30e；或不擺置，如燃料管30c、30f。

當本發明於運用時，係以上述密封鋼筒容器裝置100提供密封環境，於裝載用過核子燃料後，可執行密封、排水、抽真空、灌氦氣等作業，使用過核子燃料於跨機組運送過程中能處於氦氣保護下，並能防止輻射氣體洩漏。當結合傳送護箱時，則可提供運送過程之輻射屏蔽，進而降低人員與環境輻射。此外，本發明在結合傳送護箱於運送時，係可承受例如地震及傾倒等意外事故所產生之衝擊，而仍可保持密封鋼筒容器裝置之完整。

如是，本發明之特色乃包含：

1.可依現有長期貯存用密封鋼筒為藍本，創作重複開啟密 封再使用之密封鋼筒及上蓋，包括凸緣、密封環與螺拴。

2.增加防撞緩衝器、防倒設計與密封鋼筒保護塊等設計，以確保運送時各種意外事故之下之燃料安全。

3.與電廠之介面設計僅需小幅度修定，安全分析項目僅需小幅度重新分析，作業程序亦僅需小幅度修改。

由此可知，本發明係改進現有用過核子燃料乾式貯存設備，僅需改良密封鋼筒上蓋及增加凸緣，並將舊有之頂部上蓋與屏蔽上蓋合一，增加密封環設計，再以螺栓固定密封，如此，即可使其從一次銲接密封方式，改良為螺栓式可重覆開啟密封使用之密封鋼筒，並可利用已有之用過核子燃料乾式貯存設備，包括：傳送護箱、吊運工具、多軸油壓板車、抽氣設備、防震架裝置等相關輔助設備，均可共用以減少核電廠內設備之重複投資，提供核電廠在各機組間進行用過核子燃料跨機組運送作業，以解決核能電廠內之各種緊急需求。

綜上所述，本發明係一種用過核子燃料運送密封鋼筒容器裝置，可有效改善習用之種種缺點，僅需改良密封鋼筒上蓋及增加凸緣，並將舊有之頂部上蓋與屏蔽上蓋合一，增加密封環設計，再以螺栓固定密封，如此，即可重複開啟，裝填燃料，再密封，以達到重複運送使用之目的，進而使本發明之產生能更進步、更實用、更符合使用者之所須，確已符合發明專利申請之要件，爰依法提出專利申請。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

100‧‧‧密封鋼筒容器裝置

1‧‧‧密封鋼筒本體

10‧‧‧外殼

11‧‧‧底板

12‧‧‧凸緣

13‧‧‧定位鍵

14‧‧‧頂蓋支撐環

2‧‧‧上蓋組件

20、20a‧‧‧O形內環

21、21a‧‧‧O形外環

22、22a‧‧‧螺栓

23‧‧‧排水孔蓋

24‧‧‧排氣孔蓋

25‧‧‧上蓋板塞

26‧‧‧測漏管接頭

27‧‧‧密封墊

3‧‧‧提籃組件

30、30a~30f‧‧‧燃料管

31‧‧‧承載圓盤

32‧‧‧導熱圓盤

33‧‧‧繫桿

34‧‧‧間隔環

35‧‧‧螺帽

36‧‧‧分隔間隔環

37‧‧‧頂部銲件

38‧‧‧底部銲件

39‧‧‧墊圈

4‧‧‧充排水管組件

40‧‧‧充排水孔

41‧‧‧連接管

5‧‧‧充排氣管組件

50‧‧‧充排氣孔

51‧‧‧連接管

第1圖，係本發明之上蓋組件俯視示意圖。>

第2圖，係本發明密封鋼筒容器裝置之半剖視示意圖。

第3圖，係第2圖中A部分之放大示意圖。

第4圖，係第3圖中B-B線段之部視示意圖。

第5圖，係本發明之提籃組件俯視示意圖。

第6圖，係本發明之提籃組件側視示意圖。

第7圖，係第6圖中C部分之放大示意圖。

第8圖，係第6圖中D部分之放大示意圖。

第9圖，係第6圖中E部分之放大示意圖。

100‧‧‧密封鋼筒容器裝置

1‧‧‧密封鋼筒本體

10‧‧‧外殼

11‧‧‧底板

13‧‧‧定位鍵

2‧‧‧上蓋組件

20‧‧‧O形內環

21‧‧‧O形外環

22‧‧‧螺栓

3‧‧‧提籃組件

31‧‧‧承載圓盤

5‧‧‧充排氣管組件

Claims (8)

1. 一種用過核子燃料運送密封鋼筒容器裝置，其包括一密封鋼筒本體、一上蓋組件、一提籃組件、一充排水管組件及一充排氣管組件，係可重複開啟，裝填燃料，再密封，以達到重複運送使用之目的者，其中：該密封鋼筒本體係為直立圓柱體，係由一外殼及一底板組成，並於開口端設有一凸緣，當該提籃組件放置於本體內部後，係分別由一設於該外殼側邊上之定位鍵，以及一設於該外殼及該定位鍵上之頂蓋支撐環，穩固限制該提籃組件於該密封鋼筒本體之內部；該上蓋組件係為T形凸柱體，係位於該提籃組件上方，於裝載燃料後與該密封鋼筒本體之外殼結合，配合該定位鍵設置於該頂蓋支撐環上，該上蓋組件係包括二道密封環，並以數個螺栓鎖緊固定密封，其上並設有一排水孔蓋及一排氣孔蓋，於排水、真空乾燥及氦氣充填後，各自透過二道密封環及數個螺栓予以鎖緊固定密封，俾以提供燃料貯存時之屏蔽及密封，其中，更進一步設有數個貫穿該上蓋組件、該排水孔蓋及該排氣孔蓋之測漏管接頭；該提籃組件係為直立圓柱體，包含有數個燃料管、承載圓盤及導熱圓盤，並以數個繫桿組合而成，可放置用過核子燃料，以提供裝載燃料之結構支撐、熱傳導及次臨界控制；該充排水管組件係貫穿該上蓋組件並形成一孔道，具有一充排水孔及一連接該充排水孔並延伸至該密封鋼筒本體底部之連接管，用於該密封鋼筒本體之灌滿水或排出水；以及該充排氣管組件係於該充排水管組件相對位置處貫穿該 上蓋組件並形成一孔道，具有一充排氣孔及一連接該充排氣孔並延伸至該密封鋼筒本體底部之連接管，用以灌入空氣或惰性氣體至該密封鋼筒本體內輔助排水、真空乾燥以及氦氣充填。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之用過核子燃料運送密封鋼筒容器裝置，其中，該上蓋組件於鎖緊固定密封後係進一步設置有數個上蓋板塞。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之用過核子燃料運送密封鋼筒容器裝置，其中，每一測漏管接頭係設有一密封墊，用以與該上蓋組件、該排水孔蓋及該排氣孔蓋之表面密合。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之用過核子燃料運送密封鋼筒容器裝置，其中，該上蓋組件及該排水與排氣孔蓋之二道密封環係分別為O形內環及O形外環。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之用過核子燃料運送密封鋼筒容器裝置，其中，該提籃組件係由該承載圓盤支撐，該承載圓盤在等距方位含有由該繫桿組合之孔洞，且該繫桿與該承載圓盤間係以圓柱形間隔環連結，並在頂端以螺帽鎖緊。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之用過核子燃料運送密封鋼筒容器裝置，其中，該提籃組件係以該些繫桿與數個間隔環及分隔間隔環分別提供該些承載圓盤及該些導熱圓盤之支撐與區隔，並分別連接一位於其頂端之頂部銲件，以及一位於其底端之底部銲件。
7. 依據申請專利範圍第6項所述之用過核子燃料運送密封鋼筒容器裝置，其中，該些分隔間隔環與該些導熱圓盤間係設有墊圈。
8. 依據申請專利範圍第1項所述之用過核子燃料運送密封鋼筒容器裝置，其中，該些燃料管係用以置放燃料束，係插入至該承載圓盤及該導熱圓盤之孔洞中，並視其於該提籃組件內之位置，於一邊或兩邊擺置中子吸收劑。