[发明专利]一种核电站乏燃料贮罐

说明书

技术领域

本发明涉及核反应堆工程技术领域，特别涉及一种核电站乏燃料贮罐。

背景技术

为满足经济发展对电力的需求，我国核电已进入相对快速的发展阶段，核电的快速发展以及核电机组的增多，使乏燃料的产生速度加快。到2020年以后，预计每年都将卸下近千吨的乏燃料。核电站所产生的乏燃料的贮存与处理，直接影响着国家核工业能否持续、健康的发展。

核电站使用的核燃料主要由可裂变材料和可转换材料组成。反应堆中的可裂变材料，在裂变过程中会释放大量的热量，即核能；裂变材料消耗到一定程度后，裂变材料将成为乏燃料，乏燃料的主要特征是，具有很强的放射性，并仍产生衰变热。

我国在积极发展压水堆核电站的同时，也在积极开发球床模块式高温气冷堆核电站，高温堆核电站被公认为是具有第四代核电主要特征的核电站，具有固有安全、防止核扩散、可产生高温工艺热等优点。

高温气冷堆根据燃料元件的形状可分为两类，一类是采用球形燃料元件的球床高温气冷堆，另一类是采用棱柱状燃料元件的柱状高温气冷堆，球形燃料元件和棱柱状燃料元件内均弥散有涂敷燃料颗粒。涂敷燃料颗粒的直径约1mm。球形燃料元件是将一定数量的燃料颗粒和基体石墨充分混合，压成直径50mm的石墨球，然后再在外部包裹压制一层纯石墨作为燃料元件的外壳，压制好的燃料元件外径为60mm。

由于球床高温气冷堆的燃料元件与压水堆核电站不同，从堆芯排出的球形乏燃料，需要采用适合球形燃料元件贮存的贮存容器，并贮存在合适的贮存设施内。为降低乏燃料贮罐的制造成本，乏燃料贮罐设计为薄壁容器，其辐射屏蔽功能较弱，无法满足辐射防护的安全要求，为此，在乏燃料贮存罐装料和转移的过程中，需要将乏燃料贮存罐放置在具有辐射屏蔽功能的屏蔽罩内，实现乏燃料在装料和转移过程中放射性的有效屏蔽。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是研究出一种适合球形乏燃料元件的贮存容器，实现乏燃料的长期可靠和安全贮存，且经济可行。

(二)技术方案

为了解决上述问题，本发明提供一种核电站乏燃料贮罐的新型设计，包括贮罐筒体、上部封头、顶部支撑筋板、顶板、底部封头、底部支撑筋板、底板、罐塞和罐口；

所述上部封头插入贮罐筒体内，与贮罐筒体固定连接；

所述顶板固定在所述顶部支撑筋板上，所述顶部支撑筋板固定在所述上部封头上，所述顶板和所述顶部支撑筋板均与所述贮罐筒体固定连接；

所述底部封头与所述贮罐筒体对接固定连接；

所述底部支撑筋板固定连接在所述底部封头的底部，所述底板固定连接在所述底部支撑筋板的底部；

所述罐口固定连接在所述上部封头上；所述罐塞插入所述罐口中，与罐口密封连接。

进一步地，所述贮罐内具有3组相互对称的内套管和外套管；所述内套管与所述底部封头固定连接；所述外套管与上部封头连接；所述内套管固定在所述底部封头的连接处与所述外套管固定在所述上部封头的连接处相对应，使得所述内套管插入到所述外套管中。

进一步地，所述上部封头为椭圆形，其顶部具有开孔，所述罐口固定连接在所述上部封头的开孔处；所述下部封头为球形。

进一步地，所述顶板具有实现吊装贮罐的吊装孔。

进一步地，所述罐口具有两道密封圈。

进一步地，所述罐塞顶部具有罐塞吊装口，所述罐塞吊装口为凹槽，在所述凹槽的内壁顶部具有凸沿。

进一步地，所述罐塞具有碰珠弹簧和碰珠，所述罐口具有碰珠压槽；

所述碰珠弹簧顶在所述碰珠上，所述碰珠通过碰珠弹簧作用后嵌入所述碰珠压槽中。

进一步地，所述罐塞和罐口均具有焊槽。

进一步地，所述底板具有散热作用的通风孔。

进一步地，还包括导流板，所述导流板与所述底部封头固定连接。

(三)有益效果

本专利提供的核电站乏燃料贮罐，能够实现高温堆乏燃料的安全贮存和转运，在乏燃料的操作过程和贮存过程中，能够保证乏燃料的操作安全、临界安全、辐射防护安全和余热排出安全。该贮罐经过合理修改，可用来贮存压水堆核电站和其它类型核电站的乏燃料，也可应用于普通工业各类介质的安全贮存，适合普遍推广。

附图说明

图1是本发明实施例核电站乏燃料贮罐外观图；

图2是本发明实施例核电站乏燃料贮罐剖视图；

图3是本发明实施例核电站乏燃料贮罐罐口剖视图；

图4是本发明实施例核电站乏燃料贮罐顶部A-A横截面剖视图；

图5是本发明实施例核电站乏燃料贮罐底部B-B横截面剖视图；