[發(fā)明專利]滿足臨界安全要求的雙層乏燃料貯存系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410324508.7
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號(hào): CN104143362A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 霍小東;易璇;楊海峰;邵增
• 申請（專利權(quán)）人: 中國核電工程有限公司
• 主分類號(hào): G21C19/07
• 分類號(hào): G21C19/07
• 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)明屬于核電站乏燃料貯存技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種滿足臨界安全要求的雙層乏燃料貯存系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國核電機(jī)組逐步投產(chǎn)，乏燃料組件的數(shù)量也在成倍增長。我國核燃料循環(huán)的政策是對乏燃料進(jìn)行后處理，乏燃料在核電站貯存水池短期貯存后就需要運(yùn)輸至后處理廠或中間貯存設(shè)施，以便今后進(jìn)行乏燃料后處理。目前我國大陸在役運(yùn)行的電廠已產(chǎn)生四千余根乏燃料組件，這一數(shù)字隨著今后我國核電裝機(jī)總?cè)萘康脑龃髮⒗^續(xù)大幅增加，一臺(tái)百萬千瓦級的核電機(jī)組每年約產(chǎn)生25噸左右的乏燃料組件。當(dāng)前各不同機(jī)型其乏燃料貯存設(shè)施基本均是按照滿足核電廠10年至20年的貯存量進(jìn)行設(shè)計(jì)的，而機(jī)組的設(shè)計(jì)壽命通常為40年甚至達(dá)到60年，在我國后處理廠的建設(shè)建成時(shí)間和建成后的后處理能力還不能滿足要求的情況下，大量的乏燃料組件將面臨長期的中間貯存，因此在有限的廠址中提高乏燃料組件的貯存能力是對經(jīng)濟(jì)性和安全性提出的要求。乏燃料貯存從早期的不使用中子毒物進(jìn)行臨界安全控制的方式進(jìn)行貯存，到目前廣泛采用的使用一定形式和布置的中子毒物進(jìn)行臨界安全控制而達(dá)到密集貯存的目的，以及研究燃耗信任制方法在乏燃料貯存中的應(yīng)用而達(dá)到更為密集貯存的目標(biāo)，各國均對乏燃料貯存的改進(jìn)設(shè)計(jì)投入了大量的研究和實(shí)踐。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種滿足臨界安全要求的雙層乏燃料貯存系統(tǒng)，該貯存結(jié)構(gòu)可以利用有效的空間，提高貯存水池內(nèi)乏燃料貯存能力的目的；且上下兩層乏燃料組件的中子耦合效應(yīng)幾乎為零，滿足貯存的臨界安全要求。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種滿足臨界安全要求的雙層乏燃料貯存系統(tǒng)，該貯存系統(tǒng)包括貯存格架，所述貯存格架內(nèi)設(shè)有多個(gè)的貯存套管，每個(gè)所述貯存套管內(nèi)設(shè)置雙層乏燃料組件，每個(gè)所述乏燃料組件通過吊籃設(shè)置在所述貯存套管中。

進(jìn)一步，所述雙層乏燃料組件活性段之間設(shè)有大于或等于30cm厚的水層。

進(jìn)一步，所述貯存套管的高度為兩個(gè)吊籃的高度。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于：

(1)采用本發(fā)明的貯存系統(tǒng)，能夠利用有效的貯存空間，提高乏燃料貯存水池的貯存能力；

(2)該貯存系統(tǒng)，能夠確保上下兩側(cè)貯存的乏燃料組件的中子耦合效應(yīng)幾乎為零的安全距離，滿足貯存的臨界安全要求；

(3)該貯存系統(tǒng)，多個(gè)貯存套管之間的中心距不會(huì)因?yàn)樵O(shè)置雙層乏燃料組件而改變，所以雙層布置的乏燃料組件比單層布置的乏燃料組件單位面積上貯存能力增加。

附圖說明

圖1是本發(fā)明雙層乏燃料貯存系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中單層乏燃料貯存系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1-貯存格架?2-乏燃料組件?3-貯存套管?4-吊籃?5-中子毒物

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

如圖1所示，是本發(fā)明提供的能夠滿足臨界安全要求的雙層乏燃料貯存系統(tǒng)，該貯存系統(tǒng)應(yīng)用于ACP100小堆乏燃料貯存水池內(nèi)。

該貯存系統(tǒng)包括貯存格架1，貯存格架1內(nèi)設(shè)有多個(gè)貯存套管3，每個(gè)貯存套管3內(nèi)設(shè)置雙層乏燃料組件2，每個(gè)乏燃料組件2通過吊籃4設(shè)置在貯存套管3中，吊籃4內(nèi)設(shè)中子毒物5以滿足密集貯存間距下的臨界安全要求。這樣，在有限的單位面積內(nèi)提高了乏燃料貯存水池的貯存能力，解決了乏燃料貯存水池容量有限的問題。

為了滿足貯存的臨界安全要求，雙層乏燃料組件2活性段之間設(shè)有大于30cm的水層。

為了節(jié)約空間，貯存格架1的高度為兩個(gè)吊籃4的高度，即貯存格架1內(nèi)的貯存套管3剛好能夠容納兩個(gè)乏燃料組件2。

本發(fā)明的貯存系統(tǒng)，將乏燃料組件2首先放置在吊籃4中，將吊籃4連同乏燃料組件2一同放置在乏燃料貯存格架1的貯存套管3內(nèi)。其中，貯存格架1中的貯存套管3的高度以及用于裝載乏燃料組件的吊籃4的高度通過臨界安全分析計(jì)算確定。吊籃4的高度設(shè)計(jì)將使得上下放置的兩個(gè)乏燃料組件之間幾乎沒有中子耦合作用，例如兩個(gè)乏燃料組件活性段之間設(shè)有大于30cm厚的水層。經(jīng)過計(jì)算驗(yàn)證，當(dāng)?shù)趸@4高度滿足使上下放置的兩個(gè)乏燃料組件間無中子耦合作用時(shí)，貯存套管的中心距也滿足臨界安全要求。由此，貯存系統(tǒng)中相鄰貯存套管之間不會(huì)由于上下兩層布置而需要增加間距，即雙層乏燃料組件的設(shè)計(jì)與單層乏燃料組件的設(shè)計(jì)中，貯存套管之間的中心距相同。