[發明專利]用于乏燃料密集貯存的網狀夾層結構貯存腔及其貯存格架

在審

• 申請號: 202110661210.5
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113571216A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 李雷;朱自強;黃然;邵長磊;劉建文;孫賀;任文俊;賀小明;黨哈雷
• 申請（專利權）人: 上海核工程研究設計院有限公司
• 主分類號: G21C19/07
• 分類號: G21C19/07
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 劉寧

本發明公開了用于乏燃料密集貯存的網狀夾層結構貯存腔及其貯存格架，所述貯存腔為兩層或多層中子吸收板(4)之間放置網狀支撐(2)，并整體放置于中子吸收包殼(1)及貯存腔(3)焊接組成的空腔內，所述網狀支撐(2)保證各層所述中子吸收板(4)間的水隙。采用具有網狀支撐結構的網狀夾層結構式中子吸收板的中子吸收板布置方案，使燃料貯存格架能夠實現更密集的燃料貯存，同時網狀支撐結構可以承受垂直于中子吸收板的壓力，具有更高的臨界安全性、更好的水池布置適應性以及相對較低的中子吸收材料用量及制造成本。

技術領域

本發明屬于乏燃料技術領域，特別涉及一種乏燃料貯存或后處理技術領域。

背景技術

乏燃料貯存格架用于存放已輻照的燃料組件，并保證對于核電站壽期內所有可能的運行或事故工況，存放的燃料組件均能滿足次臨界的要求。從堆芯卸出的乏燃料組件具有很強的放射性并將持續釋放熱量，需要在乏燃料水池中貯存一定年限(一般為10年)后才能外運進行干式貯存或后處理。而目前國內的燃料干式貯存及后處理設施還不完善，對乏燃料主要依賴于廠內濕式貯存。

核電廠內乏燃料池的貯存空間有限，為減輕日益增加的乏燃料貯存壓力，增加乏燃料組件貯存量，新建核電廠內普遍采用密集型貯存方式，即：盡可能減小燃料貯存格架貯存腔之間的間距。而為防止乏燃料組件的臨界，還需要在相鄰貯存腔間放置中子吸收材料。

在國內現有的臨界安全標準下，要實現在乏燃料的密集貯存，也即在限定空間內盡可能多的布置貯腔，縮小貯腔間距，其主要方式由提高中子吸收材料的吸收性能及優化布置方式，本發明立足于布置方式的優化。

本發明采用的一種用于乏燃料密集貯存的網狀夾層結構貯存腔及其貯存格架，是通過以網狀支撐結構為特征的結構布置優化設計,保證復合結構中水隙的一種中子吸收體結構，利用雙重或多重中子吸收截面增強中子吸收效果。采用本特征的乏燃料貯存格架，可以保持其自身的緊湊結構，從而實現在同樣尺寸條件下實現盡可能小的貯腔設計間距，實現乏燃料密集貯存，滿足臨界安全要求的同時，提高了乏燃料貯存容量，并且減少了中子吸收材料用量較少，經濟性高。

發明內容

本發明提出一種用于乏燃料密集貯存的網狀夾層結構貯存腔及其貯存格架，即在燃料貯存格架的各貯存腔四周的每一面布置兩塊或多塊中子吸收板，各塊中子吸收板間夾有水層，水層間采用網狀結構支撐。采用該中子吸收板布置方案的燃料貯存格架能夠實現更密集的燃料貯存，具有更高的臨界安全性以及相對較低的制造成本。

所述用于乏燃料密集貯存的網狀夾層結構貯存腔為兩層或多層中子吸收板(4)之間放置網狀支撐(2)，并整體放置于中子吸收包殼(1)及貯存腔(3)焊接組成的空腔內，所述網狀支撐(2)保證各層所述中子吸收板(4)間的水隙。

用于乏燃料密集貯存的網狀夾層結構貯存格架由若干個所述的用于乏燃料密集貯存的網狀夾層結構貯存腔組成，所述用于乏燃料密集貯存的網狀夾層結構貯存腔(8)采用棋盤式間隔布置，所述貯存格架邊緣間隔放置具有網狀支撐結構的網狀夾層結構式中子吸收板的邊腔(7)，所述具有網狀支撐結構的網狀夾層結構式中子吸收板的邊腔(7)和所述用于乏燃料密集貯存的網狀夾層結構貯存腔(8)分別與格架底板(9)焊接連接，所述具有網狀支撐結構的網狀夾層結構式中子吸收板的邊腔(7)和所述用于乏燃料密集貯存的網狀夾層結構貯存腔(8)之間采用連接板(10)固定，所述格架底板(9)及所述連接板(10)焊接組成。

本發明相對于現有技術具有如下技術特點：

1)采用水隙復合板結構，中間層為充水的網狀支撐結構層；

2)中間層兩側為中子吸收材料層，利用中子吸收材料與網狀結構水隙層的多重界面，可以有效利用中子吸收材料吸收能力最強的表層厚度及水的慢化效果；

3)可通過調整水隙厚度、中子吸收板厚度及數量(層數)適應各種富集度、燃耗深度的燃料組件貯存；