[發明專利]用于長期存儲乏燃料的方法及用于其實施的冷卻存儲罐

在審

• 申請號: 201880088693.0
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN111712886A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 格奧爾基·伊里奇·托申斯基;奧列格·根納季維奇·科姆列夫;亞歷山德羅·弗拉季斯拉沃夫沃伊·德杜爾;謝爾蓋·亞歷山德羅維奇·格里戈爾夫
• 申請（專利權）人: 阿科姆工程合資（控股）公司
• 主分類號: G21F5/00
• 分類號: G21F5/00;G21F9/28
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 曲在丹

本組發明涉及核電工業。一種用于長期存儲乏燃料的方法包括：在不拆卸作為可去除單元的一部分的活性區的情況下排放全部燃料，并且將其放置在冷卻存儲罐中，該冷卻存儲罐布置在具有冷卻系統并且填充有共晶液體鉛?鉍合金的礦中，其中，提供了用于維持鉛?鉍合金的液態和用于監測其溫度以去除余熱的條件；在不超過鉛?鉍合金的容許溫度的情況下，將罐去除并放置在現場包裝容器中，在該容器中進行去除余熱，直到鉛?鉍合金在罐中固化；在不采取任何附加的熱量去除措施的情況下，將桶重新裝載到罐中。還要求保護該冷卻存儲罐。本組發明可以簡化并減少用高水平的余熱重新裝載核燃料的期限。

技術領域

本發明要求保護的組屬于核電工業，即，涉及處理乏燃料(乏核燃料)的方法，并且首先，涉及具有鉛-鉍冷卻劑的反應器，其在無需部分重新裝載燃料的情況下操作的。

背景技術

在RU專利號2550092中公開了長期存儲乏燃料的方法；該方法包括將乏燃料組件放置在預填充有液體鉛的鋼翅片箱中。為了做到這一點，將每個箱定位在垂直電爐中。然后，將每個箱與浸沒到液體鉛中的乏燃料組件一起從電爐中去除并且放置到氣冷式蓄電池中。由于鉛的高熔化溫度(327℃)和冷卻空氣的低溫度，鉛快速固化，并且由于鉛的導熱性，通過箱壁將乏燃料組件的余熱傳遞至冷卻空氣。該技術方案的缺點是當由于固體鉛或在乏燃料組件的中心部分中保持液體的鉛的導熱性而發生熱傳遞時，由于燃料元件覆層的高水平的余熱和不可接受的高溫，該技術方案不適用于存儲多個乏燃料組件，更不用說作為整體的反應器活性區。

在現有技術中，還公開了一種將鉛-鉍冷卻劑從核動力潛艇反應器排放的整個活性區存儲在預先填充熔化溫度為123.5℃的共晶鉛-鉍合金的存儲罐中的方法(見A.V.Zrodnikov、A.N.Zabudko、S.V.Ignatiev等人的《Problemy i podkhody kobrascheniyu s otrabotavshym yadernym toplivom zhidkometallicheskikhreaktorov atomnykh podvodnykh lodok》(“Problems and Approaches to Managementof Spent Nuclear Fuel of Liquid Metal Coolant Reactors of NuclearSubmarines”)，期刊“Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenyi”，YadernayaEnergetika，2007年第1期，第13-22頁)。由于核動力潛艇反應器的活動區的余熱水平較低，由于安裝容量利用系數的值低，這是核動力潛艇反應器運行模式的特征，并且在壽命完成之后，在排放之前反應器活性區的暴露時間相對較長，因此在將活躍區裝載到存儲罐中并且關閉加熱系統之后，鉛-鉍合金快速固化，并且由于合金導熱性而去除余熱，并且然后，在不超過燃料元件覆層的允許溫度的情況下通過存儲罐壁到達周圍空氣。上述方法的缺點是由于安裝容量利用系數的值高，由于余熱水平高，不適用于民用核電站反應器，這是民用核電站運行模式的特點，并且在壽命完成之后，不能將反應器的活動區長時間暴露以提供余熱下降，這可能導致對應的反應器被迫停運。

發明內容

本組發明所要解決的問題是創建乏燃料處理技術，該技術提供了用于具有高水平的余熱重新裝載核燃料的過程的簡化和期限的減少，在不從民用核電站反應器拆卸可去除單元的活性區的情況下，在處理和長期存儲同時排放的大量乏燃料期間提供高水平的安全性，節約成本并提高處理技術的經濟效率，具體地，在長期且可控地存儲乏燃料的步驟。

在實施所要求保護的乏燃料長期存儲的方法時所取得的技術效果是，具體地，用于重新裝載核燃料的過程的簡化和期限的減少，在不拆卸可去除單元的反應器活性區的情況下有效長期且可控存儲同時排放的大量乏燃料，為這種存儲提供高水平的安全性，形成防止放射性產物釋放到環境中的可靠且多步的深度保護，并且確保由于通過排除具有單個乏燃料組件的腔式箱減小反應器室容積而引起的經濟效率。