至乏燃料池之前將反應堆容器中不再使用的乏燃料儲存到反應堆安全殼22內(nèi)達一 個完整的燃料周期來完成。由于乏燃料池中的衰變熱水平降低，卸載的乏燃料儲存在安全 殼內(nèi)達一個燃料周期而所需的乏燃料池、鉛罐裝料坑（cask loading pit)、和燃料傳輸槽 中的水具有充足的熱容量，以延長應對時間（將水蒸發(fā)并且暴露出儲存的乏燃料之前的時 間）。儲存在安全殼內(nèi)的乏燃料的衰變熱將不會對事故之后的安全殼峰值壓力產(chǎn)生影響，因 為如將在下面解釋的那樣，該燃料在貢獻給安全殼主體和能量之前必須首先加熱安全殼內(nèi) 換料用水儲存罐中的水。同樣地，來自儲存在安全殼內(nèi)的乏燃料的額外衰變熱將對長期被 動式安全殼冷卻系統(tǒng)的性能只具有很小的影響（理想情況下，被動式安全殼冷卻水儲存罐 32的排放速率能夠調(diào)節(jié)為負責儲存在安全殼內(nèi)的乏燃料的額外衰變熱，但是這種調(diào)節(jié)將僅 僅大約為7克/兆瓦額外衰變熱）。
[0040] 本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例是使已輻照的燃料從反應堆容器10中移出并儲存在安 全殼內(nèi)的一個"罐"中，所述"罐"位于換料腔層的98英尺1英寸高度之下（如在圖4中示 意性地示出的那樣）。優(yōu)選地，設置有兩個"罐":一個罐用于將不會返回至反應堆容器的乏 燃料（在圖4至圖8中顯示為用附圖標記50表示的長期儲存罐），并且一個罐用于將返回 至反應堆容器中并且在隨后的燃料周期中使用的已輻照的燃料組件（在圖4至圖8中顯示 為短期儲存罐52)。在該實施例中，這些罐中的第一個罐位于堆芯的下部內(nèi)部件儲存支架 的下方。調(diào)整下部內(nèi)部件儲存支架，使得當/如果下部內(nèi)部件需要從反應堆容器10中移開 時，下部內(nèi)部件儲存支架能夠放置在長期儲存罐的封罩56的頂部（如圖6和圖8所示）。 下部內(nèi)部件儲存支架54通常將被儲存在換料腔的外部。上部內(nèi)部件儲存支架在圖8中示 出為毗鄰燃料傳輸機76和長期儲存罐50。優(yōu)選地，罐的頂部將在98英尺1英寸的高度處， 并且將具有閉合蓋56、58 (如圖6所示），并且將足夠深以容納14英尺長的AP丨(M)O _燃 料組件，并且在燃料上方提供充足的水用于屏蔽；這導致罐的底部處于大約76英尺的高度 處。罐50、52裝備有附接至或延伸至罐底部的進水管和安裝在頂部的排水管線。罐設計成 使得水通過乏燃料衰變熱驅動能夠從罐的底部連接部自然循環(huán)至罐的頂部連接部。短期儲 存罐52設置用于換料期間暫時從反應堆容器移出的已輻照的燃料。罐50、52中的每一個 均分別具有燃料格架62、64,所述燃料格架具有用于每個燃料組件的單獨單元，所述燃料格 架維持組件之間的間隔。由于短期儲存燃料組件被卸載并且之后必須被重新裝載到反應堆 容器10中，因此期望給短期儲存罐52裝備能夠容易打開和關閉的閉合頂蓋。期望的是，這 包括在每一個燃料格架64單元上方的永久安裝的蓋子，燃料格架的單元中的每一個單元 均具有用于每個燃料組件的各自的、小的封罩60或艙蓋。
[0041] 罐的底部管路和頂部管路66、68均包含閥，所述閥能夠定位成使得底部入口管和 頂部排出管在換料操作期間均與換料腔70中的水對準，或者當換料腔在停機期間或正常 發(fā)電操作期間被排空時與安全殼內(nèi)換料用水儲存罐48中的水對準。閥72位于閥室74中， 優(yōu)選位于安全殼內(nèi)換料用水儲存罐之下，并且能夠從鄰近的環(huán)路隔室或者經(jīng)由豎直的進入 隧道接近（以防止涌出并且不影響當前的安全殼涌出水位）。在圖6、圖7和圖8中，長期罐 50示出為具有可密封蓋子的圓筒形罐，所述可密封蓋子設計成抵抗來自安全殼內(nèi)換料用水 儲存罐的靜水壓；而短期罐示出為具有襯墊的拱形罐。
[0042] 將從反應堆容器10中最新卸載的燃料保持在安全殼內(nèi)、并且在一個完整的燃料 周期內(nèi)不將乏燃料傳輸至乏燃料池，這極大地降低了乏燃料池的衰變熱載荷，從而極大地 延長了應對時間（需要加熱并且煮沸完乏燃料池中的乏燃料上方的可用水的時間），并且 如果通過空氣冷卻乏燃料池的話則能夠進一步延長應對時間，如與此一起同時提交的同時 待審的申請序列號No._(代理人案號NPP 2012-003)所解釋的那樣。安全殼內(nèi)的乏燃 料能夠根據(jù)情況利用先前描述的現(xiàn)有被動式安全殼冷卻系統(tǒng)，以利用水輔助蒸發(fā)或僅靠空 氣冷卻來提供排熱。
[0043] 還應當理解的是，只在安全殼內(nèi)采用長期儲存罐50而不采用短期罐能夠延長APItGO @電站的應對時間。在這種情況下，在1E常操作期間，最新卸載的堆&將保持在安 全殼內(nèi)，因此降低了乏燃料池中的衰變熱載荷。在卸載全部堆芯期間，將被重新裝載到反應 堆容器中的燃料組件暫時放置在乏燃料池中。在此期間，被動式安全殼冷卻水儲存罐能夠 與乏燃料池對準，以延長其應對時間；同時來自長期儲存罐50中的被卸載的燃料組件的衰 變熱能夠通過僅冷卻安全殼殼體28的空氣而傳遞到環(huán)境中。
[0044] 下面將描述作為換料操作一部分的使用兩個罐的方法。在移開反應堆容器的頂 蓋12并且用水填充換料腔70之后，乏燃料長期儲存罐50的下部入口 66和上部排水管線 68與換料腔70對準，從而將通過所述罐自然循環(huán)的冷卻水從安全殼內(nèi)換料用水儲藏罐的 水切換至換料腔的水。相同的操作將應用于乏燃料短期儲存罐52。然后，打開當前用于 主動冷卻換料腔中水的裝置，并且關閉對安全殼內(nèi)換料用水儲藏罐中的水的主動冷卻。當 移開反應堆容器的上部內(nèi)部件并且開始換料時，打開長期儲存罐50 (儲存來自之前換料停 機（outage)的乏燃料）的封罩56,并且通過燃料傳輸機76移出長期儲存罐中的乏燃料并 且通過燃料傳輸管78將長期儲存罐中的乏燃料傳輸?shù)饺鐖D1示意性地示出的乏燃料池24 中。然后，開始執(zhí)行取出反應堆容器10中的燃料的操作，并且將在下一燃料周期中不再使 用的燃料放置在長期儲存罐50內(nèi)，并且復位和緊固長期儲存罐的蓋子56。然后，如果要卸 載整個堆芯，那么將移出反應堆容器10中的剩余燃料，并且將所述剩余燃料放置到燃料短 期儲存罐52中。在停役期間，當換料腔被排空時以及如果換料腔被排空，則在排空換料腔 之前將來自燃料短期儲存罐52的燃料移動到乏燃料池24中。長期儲存罐50再次與安全 殼內(nèi)換料用水儲存罐對準，從而將自然循環(huán)的冷卻水流從換料腔切換到安全殼內(nèi)換料用水 儲存罐。還將打開主動冷卻安全殼內(nèi)換料用水儲存罐中的水的裝置，并且將關閉換料腔中 的水的主動冷卻。當開始對容器換料時，所述罐與反應堆換料腔再次對準，如在反應堆換料 腔填充水時那樣。然后，來自已輻照燃料短期儲存罐52的燃料將被再次裝載到反應堆容器 10中，并且來自乏燃料池的新燃料將被添加到反應堆容器中。在對反應堆容器10換料之后 并且當換料腔70中的水被傳輸?shù)桨踩珰?nèi)換料用水儲存罐48中時，對準乏燃料長期儲存 罐50，使得冷卻流從安全殼內(nèi)換料用水儲存罐48自然地循環(huán)、或者自然地循環(huán)至安全殼內(nèi) 換料用水儲存罐48。還將關閉主動冷卻換料腔中的水的裝置，并且將打開安全殼內(nèi)換料用 水儲存罐中的水的主動冷卻。
[0045] 另外，當已輻照燃料長期儲存罐50和/或燃料短期儲存罐52處于自然循環(huán)至換 料腔或安全殼內(nèi)換料用水儲存罐以冷卻乏燃料的操作時，換料腔或安全殼內(nèi)換料用水儲存 罐中的水應該被冷卻并且保持在100 °F (37. 8°C )處或之下，以最小化安全殼內(nèi)的蒸發(fā)和/ 或霧化。在反應堆容器的下部內(nèi)部件需要被移開（在已經(jīng)移開反應堆容器中的所有燃料之 后）的情況下，下部內(nèi)部件儲存支架54將放置在乏燃料長期儲存罐50上，并且正常地儲存 下部內(nèi)部件。
[0046] 由于來自乏燃料的大量熱量（所述熱量將會添加到換料腔或安全殼內(nèi)換料用水 儲存罐），因此需要為每個水體（water body)提供栗送冷卻。優(yōu)選地，栗利用剛剛位于正 常水位之下的抽吸管線從這些罐的頂部進行抽吸，并且冷卻回流管線應該具有虹吸中斷裝 置，以在發(fā)生管線破裂的情況下避免排空換料腔或安全殼內(nèi)換料用水儲存罐的可能性（類 似于當前的乏燃料池抽吸和回流管線）。該抽吸管線的位置在不首先加熱整個水體積的情 況下使加熱的水能夠從換料腔或安全殼內(nèi)換料用水儲存罐中吸出。由于栗的抽吸管線應 該分別位于換料腔或安全殼內(nèi)換料用水儲存罐的正常滿水位82、80附近，并且由于換料腔 70或安全殼內(nèi)換料用水儲存罐48的冷卻是連續(xù)操作（在大部分換料期間和在正常操作期 間），因此應該提供與乏燃料系統(tǒng)和正常余熱移除系統(tǒng)的栗和換熱裝置分開的栗和換熱裝 置。
[0047] 盡管已經(jīng)詳細地描述了本發(fā)明的具體實施例，但是本領域的技術人員將理解，根 據(jù)本公開的總體教導能夠對那些細節(jié)做出各種修改和替換。因此，公開的特定實施例僅用 于闡述目的并且不限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍將由所述權利要求及其任何和全部等 同物全面地給定。
【主權項】
1. 一種具有核反應堆一次冷卻劑環(huán)路（20)的核蒸汽供應系統(tǒng)，所述核反應堆一次冷 卻劑環(huán)路包封在氣密密封的安全殼（22)內(nèi)，所述安全殼包括： 核反應堆容器（10)，所述核反應堆容器用于將多個核燃料組件支撐和容納在堆芯 (14)中，所述核反應堆容器被支撐在安全殼（22)內(nèi)且作為核反應堆一次冷卻劑環(huán)路（20) 的一部分； 換料腔（70)，所述換料腔在安全殼（22)