一種具有內(nèi)插式中子吸收裝置的乏燃料貯存系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及乏燃料貯存領(lǐng)域，具體地涉及一種具有內(nèi)插式中子吸收裝置的乏燃料貯存系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]核電廠乏燃料貯存格架安裝于燃料廠房的乏燃料水池內(nèi)，是核電廠中燃料操作與貯存系統(tǒng)的重要設(shè)備，其主要功能是安全地貯存燃料組件，具體包括從反應(yīng)堆卸出的已輻照的暫存倒料組件、不再入堆的乏燃料組件、破損燃料組件以及新燃料組件。所貯存的燃料組件富集度和在堆內(nèi)運行工況的不同，對貯存格架的結(jié)構(gòu)形式、柵距以及中子吸收體材料的含量都提出了不同的要求。
[0003]現(xiàn)有的核電廠乏燃料貯存格架有多種結(jié)構(gòu)形式，核電廠中廣泛應(yīng)用的鎘乏燃料貯存格架由底板、上支撐板、外圍板、貯存套管等部件組成。但上述格架的底板與上支撐板的加工難度較大，并且格架的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了其柵距不能太小。
[0004]乏燃料貯存格架位于乏燃料貯存水池內(nèi)，為卸出堆芯的乏燃料組件提供貯存空間，并保證對于核電站壽期內(nèi)所有可能的運行或事故工況，乏燃料組件均能滿足次臨界存放的要求。從堆芯卸出的乏燃料組件具有很強的放射性并繼續(xù)釋放熱量，需要在乏燃料水池中貯存一定年限(一般為10年)后才能外運到乏燃料后處理廠進行處理。由于核電廠內(nèi)乏燃料貯存空間有限，為了增加乏燃料組件貯存量，目前核電廠內(nèi)普遍采用密集型貯存方式，即:盡可能減小乏燃料貯存格架燃料貯存腔之間的間距，以便貯存更多的乏燃料組件。密集型乏燃料貯存格架必須放置中子吸收材料以防止乏燃料組件的臨界?，F(xiàn)有技術(shù)中的乏燃料貯存格架均在格架制造階段即裝入了中子吸收材料，造成乏燃料貯存腔之間的間距較大且很難進一步縮小，無法實現(xiàn)更加密集的貯存。
[0005]通過以上的描述可知，對于乏燃料貯存格架來說，有兩個最重要的因素:一是解決乏燃料組件密集化貯存的問題，以便盡量多的貯存乏燃料組件；二是解決中子吸收體的問題，盡量使中子吸收體有較高的中子吸收能力，且要實現(xiàn)制造盡量簡單、成本低廉。但是，現(xiàn)有的乏燃料貯存格架不是密集化程度不夠，就是中子吸收體的制造復(fù)雜且成本較高。因此，制造成本較低的高密集度乏燃料貯存格架成為乏燃料貯存中亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的采用內(nèi)插式中子吸收裝置的乏燃料貯存方案，在格架制造階段不裝入中子吸收材料，而是將中子吸收材料以內(nèi)插件形式插入燃料組件的儀表導(dǎo)向管中，確保乏燃料貯存格架的臨界安全性。
[0007]在一個實施例中，本發(fā)明提供一種乏燃料貯存系統(tǒng)，其特征在于，包括具有儀表導(dǎo)向管的燃料組件、用于貯存所述燃料組件的乏燃料貯存格架、中子吸收裝置，所述中子吸收裝置插入在所述燃料組件的儀表導(dǎo)向管中。
[0008]進一步地，所述乏燃料貯存格架不含有中子吸收材料，所述乏燃料貯存格架包括底板、圍板、用于貯存燃料組件的燃料貯存腔。所述乏燃料貯存格架包括支撐所述乏燃料貯存格架的底板的支座。
[0009]在又一個實施例中，所述中子吸收裝置包括連接柄、中子吸收棒，所述中子吸收棒與連接柄通過鎖緊螺母連接。所述中子吸收棒的總長度覆蓋所述燃料組件的活性區(qū)域。
[0010]在又一個實施例中，所述中子吸收棒的中子吸收材料包括碳化硼、碳化硼顆粒增強鋁基復(fù)合材料、硼不銹鋼、鎘不銹鋼中的一種或多種一種。
[0011]本乏燃料貯存方案的燃料貯存腔之間的間距得到進一步縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，提高了乏燃料貯存容量和臨界安全性，并且制造成本較低。
【附圖說明】
[0012]圖1a是具有中子吸收板的乏燃料貯存格架的立體圖；
[0013]圖1b是本發(fā)明中的無中子吸收板的乏燃料貯存格架的立體圖；
[0014]圖2是本發(fā)明中的燃料組件示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明中的中子吸收裝置的示意圖；
[0016]圖4是本發(fā)明中的中子吸收裝置與燃料組件的裝配示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0018]本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0019]圖1a是具有中子吸收板的乏燃料貯存格架的立體圖；如圖1a所示，包括底板4、圍板2、燃料貯存腔1，在底板下方具有支撐燃料貯存格架的支座3，在燃料貯存腔周圍具有中子吸收板5。圖1b是本發(fā)明中的無中子吸收板的乏燃料貯存格架的立體圖；如圖1b所示，包括底板4、圍板2、燃料貯存腔1，在底板下方具有支撐燃料貯存格架的支座3，在燃料貯存腔周圍無中子吸收板5。
[0020]圖2是本發(fā)明中的燃料組件示意圖；如圖2所示，為壓水堆核電廠的燃料組件為細長棒狀，內(nèi)部設(shè)有儀表導(dǎo)向管；圖3是本發(fā)明中的中子吸收裝置的示意圖；如圖3所示，中子吸收裝置包括連接柄6、中子吸收棒8，中子吸收棒8與連接柄6通過鎖緊螺母7連接，確保中子吸收棒8的總長能夠覆蓋燃料組件的活性區(qū)域，構(gòu)成中子吸收棒8的中子吸收材料根據(jù)需要可以選用碳化硼、碳化硼、碳化硼顆粒增強鋁基復(fù)合材料、硼不銹鋼、鎘不銹鋼等；圖4是本發(fā)明中的中子吸收裝置與燃料組件的裝配示意圖。如圖4所示，內(nèi)插式中子吸收裝置的中子吸收棒通過燃料組件上管座9插入到燃料組件的儀表導(dǎo)向管中，確保燃料組件處于次臨界狀態(tài)；燃料組件與內(nèi)插式中子吸收裝置一塊被存放在乏燃料貯存格架的燃料貯存腔中。
[0021]本發(fā)明提出的具有內(nèi)插式中子吸收裝置的乏燃料貯存系統(tǒng)，中子吸收材料以內(nèi)插件形式插入燃料組件的儀表導(dǎo)向管中，乏燃料貯存格架燃料貯存腔四周不含中子吸收板，該乏燃料貯存系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更密集的乏燃料貯存，具有更高的臨界安全性以及較低的制造成本，同時可對中子吸收材料進行更換。燃料貯存腔之間的間距更小，乏燃料貯存格架的貯存容量大；中子吸收材料直接插入到燃料組件的儀表導(dǎo)向管中，臨界安全性更高；乏燃料貯存格架與中子吸收材料采用裝配結(jié)構(gòu)，便于中子吸收材料的監(jiān)測與更換；乏燃料貯存格架的制造難度降低；內(nèi)插式中子吸收裝置可以隨乏燃料組件一塊外運，乏燃料運輸容器無需額外安裝中子吸收材料。
[0022]雖然已經(jīng)附圖全面描述例子，但各種示圖可示出本公開的示例架構(gòu)或其他配置，其用來幫助理解可在本公開中包括的特征和功能。本公開不限于示出的示例性架構(gòu)或配置，而是可用各種替代性架構(gòu)和配置被實現(xiàn)。另外，雖然以上關(guān)于各種例子和實現(xiàn)描述了本公開，但應(yīng)理解，在例子中的一個或更多個描述的各種特征和功能在它們的適用性方面不限于描述它們的特定例子。而是，對于本公開的其他例子中的一個或更多了，它們可單獨地或者以某種組合被應(yīng)用，不管這樣的例子是否被描述，并且不管這樣的特征作為描述的例子的一部分被該處。再次，本公開的范圍不應(yīng)被上述例子的任一個限制。
[0023]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的系統(tǒng)而言，由于與實施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。
[0024]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認為超出本發(fā)明的范圍。
[0025]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種乏燃料貯存系統(tǒng)，其特征在于，包括具有儀表導(dǎo)向管的燃料組件、用于貯存所述燃料組件的乏燃料貯存格架、中子吸收裝置，所述中子吸收裝置插入在所述燃料組件的儀表導(dǎo)向管中。2.如權(quán)利要求1所述的乏燃料貯存系統(tǒng)，其特征在于，所述乏燃料貯存格架不含有中子吸收材料。3.如權(quán)利要求1所述的乏燃料貯存系統(tǒng)，其特征在于，所述乏燃料貯存格架包括底板、圍板、用于貯存燃料組件的燃料貯存腔。4.如權(quán)利要求1所述的乏燃料貯存系統(tǒng)，其特征在于，所述乏燃料貯存格架包括支撐所述乏燃料貯存格架的底板的支座。5.如權(quán)利要求1所述的乏燃料貯存系統(tǒng)，其特征在于，所述中子吸收裝置包括連接柄、中子吸收棒，所述中子吸收棒與連接柄通過鎖緊螺母連接。6.如權(quán)利要求1所述的乏燃料貯存系統(tǒng)，其特征在于，所述中子吸收棒的總長度覆蓋所述燃料組件的活性區(qū)域。7.如權(quán)利要求1所述的乏燃料貯存系統(tǒng)，其特征在于，所述中子吸收棒的中子吸收材料包括碳化硼、碳化硼顆粒增強鋁基復(fù)合材料、硼不銹鋼、鎘不銹鋼中的一種或多種。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有內(nèi)插式中子吸收裝置的乏燃料貯存系統(tǒng)，包括具有儀表導(dǎo)向管的燃料組件、用于貯存所述燃料組件的乏燃料貯存格架、中子吸收裝置，所述中子吸收裝置插入在所述燃料組件的儀表導(dǎo)向管中。本發(fā)明公開的乏燃料貯存系統(tǒng)，該乏燃料貯存格架方案能夠?qū)崿F(xiàn)更密集的乏燃料貯存，具有更高的臨界安全性以及較低的制造成本，同時可對中子吸收材料進行更換。燃料貯存腔之間的間距更小。
【IPC分類】G21C19/07, G21C19/06
【公開號】CN105070337
【申請?zhí)枴緾N201510548475
【發(fā)明人】賀小明, 邵長磊, 朱自強, 景益, 李崗, 劉鑫, 奚梅英, 曹艷芳, 黃然, 劉建文, 李雷, 王志勇, 高雷, 黨哈雷, 劉家正, 崔士鋼, 湯春桃, 錢浩, 謝永誠, 李晨
【申請人】上海核工程研究設(shè)計院
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月31日