[發(fā)明專利]一種乏燃料運(yùn)輸容器余熱排出裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710202704.0
• 申請(qǐng)日: 2017-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN107180661B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 甕松峰;董岱林;任荷;羅英;楊其輝;黃輝;王炳炎;安彥波;李鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): G21F5/06
• 分類號(hào): G21F5/06;G21F5/10
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

本發(fā)明公開了一種乏燃料運(yùn)輸容器余熱排出裝置，包括充水回路、充氣回路、氣水排出回路、氣水分離器、排氣回路，充水回路、充氣回路共用一個(gè)三通閥后依次與氣水排出回路、冷卻系統(tǒng)、氣水分離器、排氣回路通過管路連接。本發(fā)明可獨(dú)立完成充水溶硼、充水排氣、循環(huán)冷卻、排出氣體冷卻、汽水分離、空氣過濾、容器排水等功能，單一設(shè)備就可以滿足乏燃料運(yùn)輸容器余熱排出的工藝要求。本發(fā)明使用上增加了充水溶硼工藝：該工藝用于溶解回路中的結(jié)晶硼，防止堵塞回路，工藝更完整。本發(fā)明采用沉浸式換熱方法，將熱交換部件直接浸入沉浸式換熱器，換熱效果好且結(jié)構(gòu)簡單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓水堆核電廠乏燃料轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，為保證乏燃料組件安全卸出容器，進(jìn)行冷卻容器、置換氣體和形成屏蔽的乏燃料運(yùn)輸容器余熱排出裝置。

背景技術(shù)

我國采取“閉式核燃料循環(huán)”策略，核電站乏燃料暫存于燃料廠房5到10年，隨著組件內(nèi)高放射性物質(zhì)衰變及其衰變熱的減退，再運(yùn)輸?shù)胶筇幚韽S中間貯存并處理，回收乏燃料組件中的鈾和钚，同時(shí)空出水池內(nèi)有限的貯存空間，滿足核電廠的運(yùn)行要求。

目前，我國乏燃料中間貯存能力和處置能力不足，中核四0四廠是國內(nèi)能夠接收商業(yè)核電站乏燃料組件唯一單位，原有兩個(gè)總?cè)萘?00噸水池已滿容，新建800噸水池不滿足抗震要求不能運(yùn)行；我國后處理技術(shù)尚處于科研階段，引進(jìn)國外技術(shù)的大型商業(yè)核燃料后處理大長預(yù)計(jì)2030年才能投入運(yùn)行。

2013年，大亞灣核電站1、2號(hào)機(jī)組燃料水池接近滿容，但后處理廠卻因容量限制無法接收乏燃料組件，核電站面臨停堆，這將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。為此需要啟動(dòng)乏燃料廠內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)工作，而此項(xiàng)工作在國內(nèi)尚屬空白，沒有先例，核電站也沒有相關(guān)設(shè)備。

現(xiàn)有使用的卸料冷卻裝置，需專門的冷卻水循環(huán)和過濾回路，設(shè)備較為復(fù)雜，在使用過程中會(huì)產(chǎn)生較多的放射性廢固，同時(shí)缺少過濾器狀態(tài)監(jiān)測(cè)且過程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不完整。

基于此，研究并開發(fā)設(shè)計(jì)一種冷卻容器、置換氣體和形成屏蔽的乏燃料運(yùn)輸容器余熱排出裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：基于現(xiàn)有技術(shù)中，裝滿乏燃料組件的容器在開蓋時(shí)，容器內(nèi)部溫度高，且充滿放射性氣體，需要將容器充滿水，并將內(nèi)部的放射性氣體全部排出從而形成生物屏障，但是溫差較大引起的熱應(yīng)力對(duì)燃料組件包殼造成損傷，現(xiàn)提供一種乏燃料運(yùn)輸容器余熱排出裝置，采用沉浸式換熱方法，將待熱交換的的乏燃料組件浸入容水裝置，換熱效果好且結(jié)構(gòu)簡單，解決了溫差較大對(duì)燃料組件造成的損壞，且不需要專用的冷卻循環(huán)、過濾回路，避免產(chǎn)生較多的放射性廢固。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種乏燃料運(yùn)輸容器余熱排出裝置包括充水回路、充氣回路、氣水排出回路、氣水分離器、排氣回路，充水回路、充氣回路共用一個(gè)三通閥后與氣水排出回路連接，氣水排出回路與冷卻系統(tǒng)連接，冷卻系統(tǒng)與氣水分離器連接后與排氣回路連接；

冷卻系統(tǒng)包括沉浸式換熱器，沉浸式換熱器位于容水裝置內(nèi)，沉浸式換熱器內(nèi)的換熱管的下端與氣水排出回路通過管道連接，換熱管的上端與容水裝置連通，容水裝置通過冷卻管與氣水分離器連接，沉浸式換熱器位于開孔筒體的下端，開孔筒體位于容水裝置內(nèi)，開孔筒體(303)的上端設(shè)有用于收集放射性氣體的分隔罩，分隔罩的內(nèi)部還設(shè)有過濾器。

本技術(shù)方案中充水回路或充氣回路、氣水排出回路、氣水分離器、排氣回路構(gòu)成一個(gè)回路系統(tǒng)，共同避免乏燃料運(yùn)輸容器在冷卻乏燃料組件時(shí)內(nèi)外溫差對(duì)組件造成的損傷，其中充水回路與三通閥連接后，將冷卻水注入乏燃料運(yùn)輸容器的注水口，降低乏燃料運(yùn)輸容器內(nèi)的溫度，減小容器內(nèi)外的溫度差，為開蓋作準(zhǔn)備。三通閥的設(shè)置，可在充氣回路與充水回路之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，充氣回路與三通閥連接時(shí)，壓縮空間經(jīng)充氣回路進(jìn)入乏燃料運(yùn)輸容器內(nèi)從而將容器內(nèi)的高溫氣體通過氣水排出回路排放至冷卻系統(tǒng)，使乏燃料運(yùn)輸容器的氣體壓力達(dá)到預(yù)定壓力值，冷卻后通過排氣回路排出至廠房排氣系統(tǒng)。