專利名稱:一種乏燃料貯存容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及反應(yīng)堆工程技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種乏燃料貯存容器。
背景技術(shù)：
高溫堆核電站被公認(rèn)為是具有第四代核電主要特征的核電站，具有固有安全、防止核擴(kuò)散、可產(chǎn)生高溫工藝熱等優(yōu)點(diǎn)。
球床高溫氣冷堆采用球形燃料元件，燃料元件內(nèi)彌散有涂敷燃料顆粒。球形燃料元件是將一定數(shù)量的燃料顆粒和基體石墨充分混合，壓成直徑50_的石墨球，然后再在外部包裹壓制一層純石墨作為燃料元件的外殼，壓制好的燃料元件外徑為60_。球床高溫氣冷堆從堆芯排出的球形乏燃料，需要采用合適的貯存容器，并貯存在合適的中間貯存設(shè)施內(nèi)，其中可行的一種貯存方案是將乏燃料貯存在屏蔽貯存容器內(nèi)，實現(xiàn)乏燃料在轉(zhuǎn)運(yùn)和貯 存過程中對放射性的有效屏蔽。現(xiàn)有的乏燃料貯存裝置的安全性還有待提高。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提高乏燃料貯存的安全性。
( 二 )技術(shù)方案
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種乏燃料貯存容器，包括外殼體、內(nèi)殼體、貯存腔、進(jìn)料管和出料管，所述外殼體套在所述內(nèi)殼體的外部并與所述內(nèi)殼體固定連接，所述外殼體和內(nèi)殼體之間的間隙填充有抗輻射材料，所述進(jìn)料管和出料管分別設(shè)置在所述外殼體的側(cè)面和頂部，所述出料管和進(jìn)料管分別設(shè)有出料管管塞和進(jìn)料管管塞，所述內(nèi)殼體的下部為貯存腔，上部的開口處設(shè)有三通，所述三通的另外兩個接頭分別與進(jìn)料管和出料管連接。
其中，所述外殼體與內(nèi)殼體之間的間隙距離均勻一致。
其中，所述外殼體和內(nèi)殼體之間設(shè)有支撐加強(qiáng)筋。
其中，所述外殼體包括自下而上依次焊接的外殼下封頭、外殼圓筒、外殼錐筒、夕卜殼上筒和外殼頂板，所述進(jìn)料管與所述外殼上筒焊接固定。
其中，所述內(nèi)殼體包括自下而上依次焊接的內(nèi)殼下封頭、內(nèi)殼圓筒、內(nèi)殼上封頭和內(nèi)殼上筒，所述三通與所述內(nèi)殼上筒焊接固定。
其中，所述內(nèi)殼下封頭為半球形曲面。
其中，還包括進(jìn)料管上法蘭和進(jìn)料管下法蘭，所述進(jìn)料管上法蘭與所述進(jìn)料管管塞焊接固定，所述進(jìn)料管下法蘭與所述進(jìn)料管焊接固定，所述進(jìn)料管上法蘭與所述進(jìn)料管下法蘭采用螺栓固定，所述進(jìn)料管上法蘭的上表面設(shè)有第一吊環(huán)。
其中，還包括出料管上法蘭和出料管下法蘭，所述出料管上法蘭與所述出料管管塞焊接固定，所述出料管下法蘭與所述出料管焊接固定，所述出料管上法蘭與所述出料管下法蘭采用螺栓固定，所述出料管上法蘭的上表面設(shè)有第二吊環(huán)。[0015]其中，還包括底座，所述底座與所述外殼下封頭焊接固定。
其中，還包括分別位于所述外殼體兩側(cè)的吊耳，所述吊耳通過吊耳支座與所述外殼體連接。
(三)有益效果
上述技術(shù)方案提供的一種乏燃料貯存容器具有完好的輻射屏蔽功能，能夠?qū)崿F(xiàn)高溫堆乏燃料的安全貯存和轉(zhuǎn)運(yùn)，在乏燃料的轉(zhuǎn)運(yùn)和貯存過程中，能夠保證乏燃料的操作安全、臨界安全、輻射防護(hù)安全和余熱排放安全，其進(jìn)料管設(shè)置在外殼體的側(cè)面，其軸線不通過貯存腔，因此在安裝進(jìn)料管管塞時，操作人員可以近距離操作，不會受到輻射；在內(nèi)殼體的上部設(shè)有三通，可以防止由于貯存容器傾覆時乏燃料的過度滾動而引起的安全問題；在外殼體和內(nèi)殼體之間的間隙填充有抗輻射材料，可增強(qiáng)貯存容器的輻射屏蔽功能。


圖I是本發(fā)明一種乏燃料貯存容器的剖視圖；
圖2是本發(fā)明一種乏燃料貯存容器的軸測圖；
圖3是本發(fā)明一種乏燃料貯存容器的主視圖；
圖4是圖I中A-A向剖視圖；
圖5是本發(fā)明一種乏燃料貯存容器的俯視圖。
其中，I-底板；2-支座；3_外殼下封頭；4_外殼圓筒；5_外殼錐筒；6_外殼上筒；7-進(jìn)料管管塞；8_進(jìn)料管；9_第一緊固螺栓；10_第一吊環(huán)；11_進(jìn)料管上法蘭；12_進(jìn)料管下法蘭；13-外殼頂板；14-第二吊環(huán)；15-第二緊固螺栓；16_出料管上法蘭；17_出料管下法蘭；18_出料管管塞；19_出料管；20_三通；21_內(nèi)殼上筒；22_內(nèi)殼上封頭；23_側(cè)向支撐加強(qiáng)筋；24_內(nèi)殼圓筒；25_貯存腔；26_內(nèi)殼下封頭；27_底部支撐加強(qiáng)筋；28_抗輻射材料；29_吊耳支座；30_吊耳；31_固定孔。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
如圖I、圖2和圖3，本發(fā)明的一種乏燃料貯存容器，包括外殼體、內(nèi)殼體、貯存腔25、進(jìn)料管8和出料管19，外殼體套在內(nèi)殼體的外部并與內(nèi)殼體固定連接，外殼體和內(nèi)殼體之間的間隙填充有抗輻射材料28，進(jìn)料管8和出料管19分別設(shè)置在外殼體的側(cè)面和頂部，進(jìn)料管8和出料管19分別設(shè)有進(jìn)料管管塞7和出料管管塞18，內(nèi)殼體的下部為貯存腔25，上部的開口處設(shè)有三通20，該三通20的另外兩個接頭分別與進(jìn)料管8和出料管19連接?？馆椛洳牧?8可為鉛、銀等具有抗輻射性能的金屬材料，從成本和屏蔽性能的綜合考慮優(yōu)選為鉛材料。本發(fā)明的乏燃料貯存容器具有完好的輻射屏蔽功能，進(jìn)料管8設(shè)置在外殼體的側(cè)面，其軸線不通過貯存腔25，因此在安裝進(jìn)料管管塞7時，操作人員可以近距離操作，不會受到輻射；在內(nèi)殼體的上部設(shè)有三通20，可以防止由于該貯存容器傾覆時乏燃料的過度滾動而引起的安全問題；在外殼體和內(nèi)殼體之間的間隙填充有抗輻射材料28，可增強(qiáng)貯存容器的輻射屏蔽功能；綜上所述，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)高溫堆乏燃料的安全貯存和轉(zhuǎn)運(yùn)，在乏燃料的轉(zhuǎn)運(yùn)和貯存過程中，能夠保證乏燃料的操作安全、臨界安全、輻射防護(hù)安全和余熱排放安全。
如圖I和圖4，外殼體與內(nèi)殼體之間的間隙距離均勻一致，以確保貯存容器的抗輻射屏蔽性能。為了確保外殼體與內(nèi)殼體之間的間隙距離均勻一直，本實施例在外殼體和內(nèi)殼體之間設(shè)有支撐加強(qiáng)筋。優(yōu)選地，該支撐加強(qiáng)筋包括側(cè)向支撐加強(qiáng)筋23和底部支撐加強(qiáng)筋27。側(cè)向支撐加強(qiáng)筋23焊接在外殼圓筒4和內(nèi)殼圓筒24之間，在外殼圓筒4和內(nèi)殼圓筒24之間的環(huán)形間隙上均勻布置多根側(cè)向支撐加強(qiáng)筋23，使得外殼圓筒4和內(nèi)殼圓筒24之間的環(huán)形間隙距離均勻一致。為了加強(qiáng)對外殼圓筒4和內(nèi)殼圓筒24的牢固定位，該側(cè)向支撐加強(qiáng)筋23為三角狀。底部支撐加強(qiáng)筋27焊接在外殼下封頭3和內(nèi)殼下封頭26之間，使得外殼下封頭3和內(nèi)殼下封頭26之間的間隙均勻一致。為了加強(qiáng)對外殼下封頭3和內(nèi)殼下封頭26的牢固定位，該底部支撐加強(qiáng)筋27為三角狀。
如圖I、圖2和圖3,外殼體包括自下而上依次焊接的外殼下封頭3、外殼圓筒4、外殼錐筒5、外殼上筒6和外殼頂板13，進(jìn)料管8與外殼上筒3焊接固定。如圖1，內(nèi)殼體包括自下而上依次焊接的內(nèi)殼下封頭26、內(nèi)殼圓筒24、內(nèi)殼上封頭22和內(nèi)殼上筒21，三通20與內(nèi)殼上筒21焊接固定。采用上述結(jié)構(gòu)的外殼體和內(nèi)殼體安裝方便，連接牢固，利于批量 生產(chǎn)。優(yōu)選地，內(nèi)殼下封頭26設(shè)計為半球形曲面，有利于將貯存容器內(nèi)的乏燃料元件取出。該貯存容器內(nèi)的球形乏燃料元件可通過抽吸的方法方便取出。由于外殼體與內(nèi)殼體之間的間隙距離均勻一致，外殼下封頭3也設(shè)計為半球形曲面。
為了確保乏燃料屏蔽貯存容器的密封性滿足要求，該貯存容器還包括進(jìn)料管上法蘭11和進(jìn)料管下法蘭12，如圖I和圖5，進(jìn)料管上法蘭11與進(jìn)料管管塞7焊接固定，進(jìn)料管下法蘭12與進(jìn)料管8焊接固定，進(jìn)料管上法蘭11與進(jìn)料管下法蘭12采用第一緊固螺栓9固定，并在進(jìn)料管上法蘭11與進(jìn)料管下法蘭12之間設(shè)有密封圈。進(jìn)料管上法蘭11的上表面設(shè)有第一吊環(huán)10，以方便吊裝進(jìn)料管管塞7。
為了確保乏燃料屏蔽貯存容器的密封性滿足要求，該貯存容器還包括出料管上法蘭16和出料管下法蘭17，如圖I和圖2，出料管上法蘭16與出料管管塞18焊接固定，出料管下法蘭17與出料管19焊接固定，出料管上法蘭16與出料管下法蘭17采用第二緊固螺栓15固定，并在出料管上法蘭16與出料管下法蘭17之間設(shè)有密封圈。出料管上法蘭16的上表面設(shè)有第二吊環(huán)14，以方便吊裝出料管管塞18。本實施例的乏燃料貯存容器的內(nèi)、夕卜殼體一般采用鋼鐵等剛性材料制成，內(nèi)外殼體之間灌鉛，而出料管管塞18 —般采用鋼鐵材料制成，考慮到材料的密度差異，出料管管塞18的長度應(yīng)大于該貯存容器的等效壁厚(該等效壁厚為內(nèi)殼體、外殼體和屏蔽層所構(gòu)成的罐體的壁厚)以滿足容器內(nèi)乏燃料的輻射屏蔽要求，使得操作人員可以近距離操作，不會受到輻射。
為了方便放置半球形曲面的外殼下封頭3，該貯存容器還包括底座，如圖1，底座與外殼下封頭3焊接固定。該底座包括底板I和支座2，支座2的上端與外殼下封頭3相匹配并焊接固定，其下端與底板I焊接固定，底板I的內(nèi)表面與外殼下封頭3的底面焊接固定。
為了方便貯存容器的吊裝，該貯存容器還包括分別位于外殼體兩側(cè)的吊耳30，如圖5，吊耳30通過吊耳支座29與外殼體連接。具體為，吊耳30與吊耳支座29焊接固定，在吊耳支座29上開有固定孔31，通過固定孔31將吊耳支座29以及吊耳30固定在外殼體上。[0033]該貯存容器的形狀還可根據(jù)不同核電站乏燃料的類型不同而改變，以適應(yīng)壓水堆等其它核電站的乏燃料貯存用，該貯存容器還可以用于普通工業(yè)各類介質(zhì)的安全貯存。
上述技術(shù)方案所提供的一種乏燃料貯存容器，首先分別加工乏燃料貯存容器的各部件，然后按下述順序進(jìn)行組裝
a、將內(nèi)殼下封頭26、內(nèi)殼圓筒24、內(nèi)殼上封頭22、內(nèi)殼上筒21、三通20和出料管19從下到上依次焊接構(gòu)成內(nèi)殼體；
b、將進(jìn)料管8與進(jìn)料管下法蘭12焊接固定，然后將進(jìn)料管8焊接固定到三通20上。然后將側(cè)向支撐加強(qiáng)筋23和底部支撐加強(qiáng)筋27分別焊接固定到內(nèi)殼下封頭26和內(nèi)殼圓筒24上；
C、將外殼圓筒4、外殼錐筒5和外殼上筒6焊接構(gòu)成外殼體，并在外殼上筒6的進(jìn)料管8位置及其上方開U型開孔，以便安裝進(jìn)料管8，然后將焊接好的外殼體從下部套入內(nèi) 殼體的外部，使進(jìn)料管8剛好通過外殼上筒6上的U型開孔，然后將進(jìn)料管8焊接固定到外殼上筒6上，并將外殼上筒6上的U型開孔修補(bǔ)完整，然后將側(cè)向支撐加強(qiáng)筋23焊接固定到與外殼圓筒4上；
d、將支座2的上端與外殼下封頭3焊接固定，并將支座2的下端與底板I焊接，構(gòu)成乏燃料屏蔽貯存容器的底座，將連接有該底座的外殼下封頭3的上端焊接固定到外殼圓筒4上，構(gòu)成乏燃料貯存容器的殼體；
e、在殼體的內(nèi)殼體和外殼體之間澆鑄抗輻射材料28，然后將外殼頂板13焊接固定到外殼上筒6上，然后將出料管下法蘭17焊接固定到出料管19上；
f、將進(jìn)料管管塞7與進(jìn)料管上法蘭11焊接固定，然后將進(jìn)料管管塞7插入進(jìn)料管8內(nèi)，通過第一緊固螺栓9將進(jìn)料管上法蘭11固定到進(jìn)料管下法蘭12上；將出料管管塞18與出料管上法蘭16焊接固定，然后將出料管管塞18插入出料管19內(nèi)，通過第二緊固螺栓15將出料管上法蘭16固定到出料管下法蘭17上；
g、在吊耳支座29上開固定孔31，然后將吊耳支座29焊接固定到外殼錐筒5和外殼上筒6上，然后將吊耳30焊接固定到吊耳支座29上。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.ー種乏燃料貯存容器，其特征在于，包括外殼體、內(nèi)殼體、貯存腔、進(jìn)料管和出料管，所述外殼體套在所述內(nèi)殼體的外部并與所述內(nèi)殼體固定連接，所述外殼體和內(nèi)殼體之間的間隙填充有抗輻射材料，所述進(jìn)料管和出料管分別設(shè)置在所述外殼體的側(cè)面和頂部，所述出料管和進(jìn)料管分別設(shè)有出料管管塞和進(jìn)料管管塞，所述內(nèi)殼體的下部為貯存腔，上部的開ロ處設(shè)有三通，所述三通的另外兩個接頭分別與進(jìn)料管和出料管連接。
2.如權(quán)利要求
I所述的乏燃料貯存容器，其特征在于，所述外殼體與內(nèi)殼體之間的間隙距離均勻一致。
3.如權(quán)利要求
I所述的乏燃料貯存容器，其特征在于，所述外殼體和內(nèi)殼體之間設(shè)有支撐加強(qiáng)筋。
4.如權(quán)利要求
I所述的乏燃料貯存容器，其特征在于，所述外殼體包括自下而上依次焊接的外殼下封頭、外殼圓筒、外殼錐筒、外売上筒和外殼頂板，所述進(jìn)料管與所述外殼上筒焊接固定。
5.如權(quán)利要求
I所述的乏燃料貯存容器，其特征在于，所述內(nèi)殼體包括自下而上依次焊接的內(nèi)殼下封頭、內(nèi)殼圓筒、內(nèi)売上封頭和內(nèi)売上筒，所述三通與所述內(nèi)殼上筒焊接固定。
6.如權(quán)利要求
5所述的乏燃料貯存容器，其特征在于，所述內(nèi)殼下封頭為半球形曲面。
7.如權(quán)利要求
I所述的乏燃料貯存容器，其特征在于，還包括進(jìn)料管上法蘭和進(jìn)料管下法蘭，所述進(jìn)料管上法蘭與所述進(jìn)料管管塞焊接固定，所述進(jìn)料管下法蘭與所述進(jìn)料管焊接固定，所述進(jìn)料管上法蘭與所述進(jìn)料管下法蘭采用螺栓固定，所述進(jìn)料管上法蘭的上表面設(shè)有第一吊環(huán)。
8.如權(quán)利要求
I所述的乏燃料貯存容器，其特征在于，還包括出料管上法蘭和出料管下法蘭，所述出料管上法蘭與所述出料管管塞焊接固定，所述出料管下法蘭與所述出料管焊接固定，所述出料管上法蘭與所述出料管下法蘭采用螺栓固定，所述出料管上法蘭的上表面設(shè)有第二吊環(huán)。
9.如權(quán)利要求
4所述的乏燃料貯存容器，其特征在于，還包括底座，所述底座與所述外殼下封頭焊接固定。
10.如權(quán)利要求
I所述的乏燃料C存容器，其特征在于，還包括分別位于所述外殼體兩側(cè)的吊耳，所述吊耳通過吊耳支座與所述外殼體連接。
專利摘要
本發(fā)明涉及反應(yīng)堆工程技術(shù)領(lǐng)域：
，本發(fā)明公開了一種乏燃料貯存容器，該貯存容器包括外殼體、內(nèi)殼體、貯存腔、進(jìn)料管和出料管，所述外殼體套在所述內(nèi)殼體的外部并與所述內(nèi)殼體固定連接，所述外殼體和內(nèi)殼體之間的間隙填充有抗輻射材料，所述進(jìn)料管和出料管分別設(shè)置在所述外殼體的側(cè)面和頂部，所述出料管和進(jìn)料管分別設(shè)有出料管管塞和進(jìn)料管管塞，所述內(nèi)殼體的下部為貯存腔，上部的開口處設(shè)有三通，所述三通的另外兩個接頭分別與進(jìn)料管和出料管連接。本發(fā)明具有完好的輻射屏蔽功能，能夠?qū)崿F(xiàn)高溫堆乏燃料的安全貯存和轉(zhuǎn)運(yùn)，在乏燃料的轉(zhuǎn)運(yùn)和貯存過程中，能夠保證乏燃料的操作安全、臨界安全、輻射防護(hù)安全和余熱排放安全。
文檔編號G21F5/12GKCN102682865SQ201210175712
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月30日
發(fā)明者劉繼國, 吳彬, 張作義, 李悅, 王金華 申請人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan