[發(fā)明專利]一種圓柱固體結(jié)構(gòu)邊緣開(kāi)孔布置吊籃的溶解器臨界安全控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410271521.0
• 申請(qǐng)日: 2014-06-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104103328A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵增;霍小東;易璇;楊海峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)核電工程有限公司
• 主分類號(hào): G21C19/44
• 分類號(hào): G21C19/44
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核燃料后處理廠溶解器的臨界安全控制技術(shù)，具體涉及一種圓柱固體結(jié)構(gòu)邊緣開(kāi)孔布置吊籃的溶解器臨界安全控制方法。

背景技術(shù)

乏燃料后處理是閉合核燃料循環(huán)的重要階段，工藝過(guò)程主要包括首端處理、化學(xué)分離和鈾、钚尾端。其中首端處理主要是對(duì)乏燃料組件進(jìn)行切割、溶解、過(guò)濾、調(diào)料，為化學(xué)分離做準(zhǔn)備。

溶解器是后處理廠首端處理的一個(gè)關(guān)鍵工藝設(shè)備，其主要功能是溶解剪切成短段的乏燃料。目前國(guó)內(nèi)使用的批式溶解器能夠處理初始²³⁵U富集度3.3wt％、最高燃耗33000MWd/tU的動(dòng)力堆乏燃料組件，處理量較小。在剪切過(guò)程中有剩余乏燃料組件殘段懸掛于剪切熱室中的情況出現(xiàn)，剩余的乏燃料組件殘段作為一個(gè)強(qiáng)輻射源，不僅會(huì)使剪切機(jī)精密部件、氣路管道、電纜等產(chǎn)生輻照損傷，意外跌落到溶解器增加投料量從而影響臨界安全，增加放射性氣體或氣溶膠的釋放從而影響通風(fēng)系統(tǒng)，還影響剪切熱室的相關(guān)操作，如熱室檢修、吊籃轉(zhuǎn)移和包殼傾倒等。

為解決上述問(wèn)題，需要在現(xiàn)有溶解器的基礎(chǔ)上進(jìn)行放大設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)溶解器每批的處理能力為一次完成一個(gè)乏燃料組件的溶解過(guò)程。將批式溶解器放大設(shè)計(jì)，不可避免地要增加溶解管的直徑，放大形成的批式溶解器，將不再具有幾何臨界安全性能。

此外，為了處理更高初始富集度的核燃料組件，如初始²³⁵U富集度提高到4.45wt％甚至更高，核臨界安全問(wèn)題也必須重新進(jìn)行分析和研究，并選擇可靠的臨界安全控制手段來(lái)確保溶解器運(yùn)行過(guò)程中始終處于次臨界安全狀態(tài)，這是需要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種圓柱固體結(jié)構(gòu)邊緣開(kāi)孔布置吊籃的溶解器臨界安全控制方法，降低后處理廠關(guān)鍵工藝設(shè)備溶解器的系統(tǒng)反應(yīng)性，在保證臨界安全的前提下，有效增加溶解器的處理量。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種圓柱固體結(jié)構(gòu)邊緣開(kāi)孔布置吊籃的溶解器臨界安全控制方法，包括設(shè)置在溶解器壁內(nèi)的圓柱固體結(jié)構(gòu)，所述圓柱固體結(jié)構(gòu)的邊緣設(shè)有若干個(gè)沿軸向延伸的孔，每個(gè)孔均與溶解器壁內(nèi)的溶解液連通，在每個(gè)孔內(nèi)分別放置大吊籃，被剪成短段的核燃料置于大吊籃內(nèi)。

進(jìn)一步，如上所述的圓柱固體結(jié)構(gòu)邊緣開(kāi)孔布置吊籃的溶解器臨界安全控制方法，其中，所述的圓柱固體結(jié)構(gòu)外以及開(kāi)孔部分包覆一層用于保護(hù)結(jié)構(gòu)完整性的包殼。

進(jìn)一步，如上所述的圓柱固體結(jié)構(gòu)邊緣開(kāi)孔布置吊籃的溶解器臨界安全控制方法，其中，在所述的圓柱固體結(jié)構(gòu)上部設(shè)有圓錐狀結(jié)構(gòu)的分料裝置。

進(jìn)一步，如上所述的圓柱固體結(jié)構(gòu)邊緣開(kāi)孔布置吊籃的溶解器臨界安全控制方法，其中，所述的圓柱固體結(jié)構(gòu)為混凝土澆筑結(jié)構(gòu)；在混凝土材料中可以含有一定量的中子毒物，如釓、硼、銀、銦、鎘、鉿、鉭、銪等。

進(jìn)一步，如上所述的圓柱固體結(jié)構(gòu)邊緣開(kāi)孔布置吊籃的溶解器臨界安全控制方法，其中，在所述的圓柱固體結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿徑向設(shè)有若干個(gè)中子毒物隔板，每個(gè)中子毒物隔板將相鄰的大吊籃分隔開(kāi)。中子毒物隔板的材料可以包括釓、硼、銀、銦、鎘、鉿、鉭、銪等核素。

進(jìn)一步，如上所述的圓柱固體結(jié)構(gòu)邊緣開(kāi)孔布置吊籃的溶解器臨界安全控制方法，其中，所述的大吊籃壁上設(shè)有若干供溶液穿過(guò)的微孔。

進(jìn)一步，如上所述的圓柱固體結(jié)構(gòu)邊緣開(kāi)孔布置吊籃的溶解器臨界安全控制方法，其中，放置大吊籃的孔在圓柱固體結(jié)構(gòu)的邊緣均勻設(shè)置。

本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明設(shè)在溶解器內(nèi)的圓柱結(jié)構(gòu)使用混凝土或含硼混凝土等材料，在圓柱邊緣設(shè)置幾個(gè)圓柱小孔，用于放置大吊籃，圓柱結(jié)構(gòu)和大吊籃外為盛裝溶解液的溶解器壁。圓柱結(jié)構(gòu)體內(nèi)、圓柱小孔之間，用中子毒物板隔開(kāi)，進(jìn)一步弱化中子相互作用，提高處理量。本發(fā)明的圓柱固體結(jié)構(gòu)邊緣開(kāi)孔布置吊籃的臨界安全控制方法提高了后處理廠關(guān)鍵工藝設(shè)備溶解器的處理量，可以解決后處理廠關(guān)鍵的臨界安全控制問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為圓柱固體結(jié)構(gòu)邊緣開(kāi)孔布置吊籃的溶解器橫截面示意圖；

圖2為圓柱固體結(jié)構(gòu)邊緣開(kāi)孔布置吊籃的溶解器縱截面示意圖。

圖中，1.溶解器壁??2.溶解液??3.包殼??4.圓柱固體結(jié)構(gòu)??5.大吊籃??6.分料裝置??7.中子毒物隔板

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。