核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核電廠乏燃料干式貯存領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種乏燃料干式貯存用燃料貯罐。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)際上主流的乏燃料干式貯存方案為混凝土筒倉(cāng)型貯存方案，其基本容器包括兩個(gè)，分別是燃料貯罐和混凝土筒倉(cāng)。其中，燃料貯罐用于裝載乏燃料組件并包容放射性，其一般為鋼制密封容器，內(nèi)部充有一定壓力的惰性氣體，為乏燃料組件提供惰性貯存環(huán)境；混凝土筒倉(cāng)用于貯存燃料貯罐，提供屏蔽和物理隔離的功能，并通過非能動(dòng)的方式來導(dǎo)出燃料貯罐內(nèi)部的釋熱。
[0003]由于燃料貯罐的主要功能是:1)提供密封，包容放射性物質(zhì)；2)為乏燃料組件提供結(jié)構(gòu)支撐，維持乏燃料組件的次臨界狀態(tài)；3)提供一定的輻射屏蔽功能。因此，燃料貯罐一般有一個(gè)厚頂蓋，當(dāng)燃料貯罐裝載乏燃料組件后，需要將其頂蓋落下與燃料貯罐筒體閉合。目前世界上的燃料貯罐頂蓋和筒體之間的連接方式均為焊接密封結(jié)構(gòu)，且為了保證密封的冗余性，一般設(shè)置至少兩道焊縫。圖1所示是一種典型的焊接型燃料貯罐密封結(jié)構(gòu)圖，其通過三道焊縫50、51、52來保證頂蓋54和筒體55焊接密封的有效性。
[0004]采用焊接方式密封燃料貯罐雖然可以實(shí)現(xiàn)良好的密封性能，但是卻依然存在以下三大問題:1)在燃料貯罐裝載乏燃料組件后，頂蓋54和筒體55需要進(jìn)行焊接操作，人員在焊接頂蓋54時(shí)所受的輻射劑量較大；2)當(dāng)燃料貯罐在混凝土筒倉(cāng)中貯存一定年限后，需要對(duì)乏燃料組件進(jìn)行后處理，此時(shí)需要使用專用切割工具對(duì)燃料貯罐的焊縫進(jìn)行切割，取下頂蓋54后才能回取乏燃料組件，切割操作同樣會(huì)使操作人員承受較大的輻射劑量；3)燃料貯罐被切割后，由于其焊接處的局部結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，同時(shí)帶有一定的放射性，以致難以重新加工焊接坡口，因此燃料貯罐無(wú)法重復(fù)利用，使用一次后就只能做為放射性廢物進(jìn)行處理。
[0005]有鑒于此，確有必要一種提供能夠解決上述問題的核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于:提供一種無(wú)需焊接、拆裝方便的乏燃料干式貯存用燃料貯罐，以降低操作人員的受輻照劑量，并實(shí)現(xiàn)燃料貯罐的重復(fù)利用。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐，其包括貯罐罐體和固定在貯罐罐體外圍的貯罐支撐結(jié)構(gòu)，所述貯罐罐體包括筒體、外頂蓋、內(nèi)頂蓋、法蘭盤和底板；底板固定連接在筒體的底部，法蘭盤固定連接在筒體的頂部；法蘭盤的頂部設(shè)有階梯密封面，內(nèi)頂蓋和外頂蓋分別通過螺栓連接在法蘭盤的階梯密封面的不同臺(tái)階上。
[0008]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述法蘭盤的階梯密封面包括直徑較小的內(nèi)密封面和直徑較大的外密封面，且內(nèi)密封面的高度低于外密封面的高度，內(nèi)密封面和外密封面上都開設(shè)有螺紋孔；內(nèi)頂蓋通過螺栓固定在內(nèi)密封面上，外頂蓋通過螺栓固定在外密封面上。
[0009]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述內(nèi)頂蓋和外頂蓋中的一個(gè)或兩個(gè)通過兩個(gè)金屬0型圈與法蘭盤的階梯密封面進(jìn)行冗余密封。
[0010]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述外頂蓋包括屏蔽外蓋、檢測(cè)用的快速接頭、檢測(cè)孔封蓋和檢測(cè)孔封蓋螺栓；屏蔽外蓋為厚壁圓形鋼板，其通過螺栓固定在法蘭盤的外密封面上；屏蔽外蓋開設(shè)有檢測(cè)孔，快速接頭焊接在檢測(cè)孔內(nèi)；檢測(cè)孔不用時(shí)，利用檢測(cè)孔封蓋螺栓將檢測(cè)孔封蓋固定在檢測(cè)孔中進(jìn)行封堵。
[0011]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述屏蔽外蓋的上表面還開設(shè)有吊裝用螺紋孔。
[0012]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述內(nèi)頂蓋包括屏蔽內(nèi)蓋、進(jìn)氣排水快速接頭、進(jìn)氣孔排水孔封蓋和進(jìn)氣排水孔封蓋螺栓；屏蔽內(nèi)蓋為厚壁圓形鋼板，其通過螺栓固定在法蘭盤的內(nèi)密封面上；屏蔽內(nèi)蓋開設(shè)有進(jìn)氣孔和排水孔，進(jìn)氣孔和排水孔內(nèi)均焊接有進(jìn)氣排水快速接頭；進(jìn)氣孔和排水孔不用時(shí)，利用進(jìn)氣排水孔封蓋螺栓將進(jìn)氣孔排水孔封蓋固定在孔中進(jìn)行封堵。
[0013]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述內(nèi)頂蓋還包括進(jìn)氣屏蔽塊、排水孔屏蔽塊和排水管；進(jìn)氣屏蔽塊焊接在屏蔽內(nèi)蓋下表面的進(jìn)氣孔處，用于進(jìn)氣孔的補(bǔ)充屏蔽；排水孔屏蔽塊內(nèi)部挖有迷宮結(jié)構(gòu)的迷宮通孔，其焊接在屏蔽內(nèi)蓋下表面的排水孔處，用于排水孔的補(bǔ)充屏蔽；排水管的一端焊接在排水孔屏蔽塊下方并與迷宮通孔連通，另一端則直通燃料貯罐的底板處，使得燃料貯罐內(nèi)的水能夠在壓力作用下，流經(jīng)排水管、排水孔屏蔽塊、進(jìn)氣排水快速接頭，最終排出到燃料貯罐外；所述貯罐罐體還包括固定在筒體內(nèi)壁的排水管支撐組件，排水管支撐組件用于對(duì)內(nèi)頂蓋的排水管進(jìn)行定位和導(dǎo)向。
[0014]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述貯罐罐體還包括燃料籃和燃料籃支撐；燃料籃收容在筒體內(nèi)，其內(nèi)部設(shè)有排列成蜂窩狀結(jié)構(gòu)的貯存腔室；燃料籃支撐固定連接在筒體的內(nèi)壁，用于支撐約束燃料籃。
[0015]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述燃料籃的基本框架由方管、角鋼拼接而成；貯存腔室的部分室壁上設(shè)置有中子吸收體，使得任意兩個(gè)相鄰貯存腔室之間都有中子吸收體隔離；中子吸收體的長(zhǎng)度覆蓋乏燃料組件的全部活性段。
[0016]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述每一中子吸收體均由包覆板包覆，且每一中子吸收體頂端位置處的貯存腔室室壁上均設(shè)置有對(duì)乏燃料組件進(jìn)行導(dǎo)向的楔形導(dǎo)向塊。
[0017]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述貯存腔室在室壁的頂部和底部均開設(shè)有半圓的通氣孔，以使燃料籃周邊的氣體能夠進(jìn)行充分地對(duì)流，導(dǎo)出乏燃料組件釋熱。
[0018]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述燃料籃支撐為撓性支撐結(jié)構(gòu)，其分組均布固定在筒體的內(nèi)壁，以便在正常運(yùn)輸、貯存和事故傾覆時(shí)對(duì)燃料籃進(jìn)行保護(hù)。
[0019]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述每組燃料籃支撐都包括兩個(gè)較矮的第一支撐件和一個(gè)較高的第二支撐件，第二支撐件設(shè)在兩個(gè)第一支撐件之間，在筒體內(nèi)壁的弧度與支撐件高度差互相抵消后，三個(gè)支撐件的頂部基本平齊而位于同一平面上；燃料籃支撐的頂部與燃料籃之間保留一定間隙，以便為燃料籃留出適當(dāng)?shù)氖軣崤蛎浛臻g。
[0020]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述貯罐罐體還包括乏燃料組件上支撐和乏燃料組件下支撐；乏燃料組件上支撐固定在內(nèi)頂蓋的下表面，乏燃料組件下支撐固定在底板的上表面；乏燃料組件上支撐和乏燃料組件下支撐分別與燃料籃的貯存腔室同心，以在軸向方向?qū)Ψθ剂辖M件進(jìn)行約束。
[0021]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述乏燃料組件上支撐和乏燃料組件下支撐均為中空結(jié)構(gòu)體，且在側(cè)面以及朝向貯存腔室的一面分別開設(shè)有利于空氣自然對(duì)流的通氣孔。
[0022]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述貯罐支撐結(jié)構(gòu)包括環(huán)向支撐板、徑向支撐板、軸向支撐板和墊板；環(huán)向支撐板有彼此分離的至少兩個(gè)，徑向支撐板和軸向支撐板分別焊接在環(huán)向支撐板的內(nèi)壁，軸向支撐板因?yàn)榕c不同的環(huán)向支撐板焊接而將它們連接為一體；墊板為弧形板，且其弧度與筒體外壁的弧度一致；徑向支撐板和軸向支撐板通過墊板焊接在筒體的外壁。
[0023]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述法蘭盤的外周壁突出于筒體的外壁，軸向支撐板的上端自環(huán)向支撐板伸出并與法蘭盤連接，使得貯罐罐體的法蘭盤和外頂蓋處、貯罐支撐結(jié)構(gòu)的兩個(gè)環(huán)向支撐板處共同形成三個(gè)等間距的支撐位置，為水平放置的燃料貯罐提供穩(wěn)固支撐。
[0024]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述徑向支撐板上開設(shè)有便于在貯罐罐體周邊形成自然對(duì)流通道的矩形通道。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐采用法蘭式頂蓋結(jié)構(gòu)，因此在保證燃料貯罐頂蓋密封性能的同時(shí)，降低了密封的操作難度，可以快速裝入和回取乏燃料組件，并實(shí)現(xiàn)了燃料貯罐的重復(fù)利用。
【附圖說明】
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐及其有益效果進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]圖1為一種已公開的焊接型燃料貯罐的密封結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖2為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用燃料貯罐的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖3為圖2中燃料貯罐罐體的部分剖視示意圖。
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