核电厂乏燃料贮罐制造技术

本发明专利技术公开了一种核电厂乏燃料贮罐，其包括顶盖、筒体、上隔板、下隔板和支撑底座，顶盖包括椭圆形上封头，筒体包括环形壳体和底部椭圆形下封头，上隔板固定在筒体内部上端，下隔板设置于筒体的内下部，顶盖上设置有具有排水孔的排水组件和具有充气孔的充气组件，支撑底座固定连接在筒体的底部，顶盖固定连接在筒体的顶部。相对于现有技术，本发明专利技术核电厂乏燃料贮罐可承受中高压环境、对流换热效果好，同时可实现双重冗余密封，保证结构和密封安全。

Spent fuel tank in nuclear power plant

The invention discloses a nuclear power plant spent fuel storage tank, which includes a top cover, a barrel, an upper baffle plate, a lower baffle plate and a supporting base. The top cover includes an oval head, a cylinder body including a ring shell and a bottom oval lower seal head. The upper baffle is fixed on the upper end of the cylinder body, the lower partition board is placed in the inner part of the barrel and the top is set on the top. A drainage assembly with a drainage hole and an inflatable component with a filling hole are provided. The support base is fixed at the bottom of the cylinder, and the top is fixed to the top of the barrel. Compared with the existing technology, the spent fuel storage tank of the nuclear power plant can bear medium and high pressure environment, convection heat transfer effect is good, and double redundant seal can be realized, so as to ensure the safety of structure and seal.

【技术实现步骤摘要】
核电厂乏燃料贮罐
本专利技术属于核电厂乏燃料干式贮存领域，更具体地说，本专利技术涉及一种核电厂乏燃料贮罐。
技术介绍
目前国际上广泛应用的混凝土式乏燃料干式贮存设备可分为卧式、立式贮存两种方案，主要由两个独立子设备组成，一个是位于内部装载乏燃料的单层薄壁金属贮罐，另一个是置于燃料贮罐外部承担结构、屏蔽保护功能的混凝土环形壳体，两个子设备之间形成空气流道，通过自然通风实现衰变热非能动导出。乏燃料贮罐的主要功能是：1)提供密封，包容放射性物质，防止正常、异常和事故工况下放射性物质泄漏；2)为乏燃料组件提供结构支撑，保证燃料贮罐不发生塑性变形和破损，使得贮罐内乏燃料组件可回取；3)提供屏蔽功能，满足操作运行辐射防护要求。但是，现有乏燃料贮罐的上端和下端顶盖均采用平底设计，正常工况下，贮罐内部设计压力限值仅为1bar-7bar，由于贮罐可承受压力较低，在事故工况乏燃料组件温度过高导致贮罐内部压力超过设计限值时，乏燃料贮罐可能出现破损并导致放射性气体泄漏，直接影响电厂运行人员和周边公众安全；此外，乏燃料内部贮存格架与贮罐底板间距较小，贮罐外部与混凝土环形壳体之间间距较小，导致贮罐内、外气体流流通阻力大，进而影响乏燃料贮存系统热工安全。有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题的核电厂乏燃料贮罐。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种可承受中高压环境、对流换热效果好、结构和密封安全的核电厂乏燃料贮罐。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种核电厂乏燃料贮罐，包括顶盖、筒体、上隔板、下隔板和支撑底座，所述顶盖包括椭圆形上封头，所述筒体包括环形壳体和底部椭圆形下封头，所述上隔板固定在筒体内部上端，所述下隔板设置于筒体的内下部，所述顶盖上设置有具有排水孔的排水组件和具有充气孔的充气组件，所述支撑底座固定连接在筒体的底部，所述顶盖固定连接在筒体的顶部。作为本专利技术核电厂乏燃料贮罐的一种改进，所述顶盖下部设置有向内侧倾斜的坡口，所述筒体的上部设置有向外倾斜的坡口，所述顶盖固定在筒体上后，筒体上部的坡口与顶盖下部的坡口相结合共同形成了水平方向的环向焊接V形坡口，并通过焊接将顶盖与筒体固定连接。作为本专利技术核电厂乏燃料贮罐的一种改进，所述核电厂乏燃料贮罐还包括竖向密封环，所述竖向密封环嵌套于顶盖和筒体之间的环向焊接V形坡口焊材区外侧，同时在竖直方向上，竖向密封环的上下两端分别与顶盖下端和筒体上端焊接连接，从而实现顶盖与筒体之间的双重冗余密封。作为本专利技术核电厂乏燃料贮罐的一种改进，所述顶盖内侧下端设置有固定套环，所述固定套环嵌套于筒体内部，并坐落在上隔板上，优选地，所述固定套环下端外侧设置有30°～60°倒圆角。作为本专利技术核电厂乏燃料贮罐的一种改进，所述上隔板的下部设置有卡槽，所述筒体内部上端设置有支撑上隔板的吊耳，所述上隔板通过卡槽卡塞在筒体的吊耳上。作为本专利技术核电厂乏燃料贮罐的一种改进，所述上隔板上还设置有通风孔。作为本专利技术核电厂乏燃料贮罐的一种改进，所述筒体内壁设置有下隔板固定卡板，所述下隔板设置有卡槽和吊耳缺口，下隔板通过卡槽卡塞在下隔板固定卡板上。作为本专利技术核电厂乏燃料贮罐的一种改进，所述下隔板还设置有通风孔。作为本专利技术核电厂乏燃料贮罐的一种改进，所述排水组件包括排水主套管、排水快速接头、排水内部套管、排水外层盖板和排水内层盖板，所述排水主套管内部设置有贯通的排水孔，所述排水孔为台阶结构，所述排水外层盖板、排水内层盖板、排水快速接头和排水内部套管从上至下分别固定在排水主套管内部排水孔的台阶结构上，所述排水外层盖板和排水内层盖板位于排水主套管的顶部，用于对排水主套管内部排水孔进行双重冗余密封。作为本专利技术核电厂乏燃料贮罐的一种改进，所述排水组件连接有排水管，所述排水管为形结构，包括竖向上端子管、水平横向子管和竖向下端子管，所述上端子管的顶部插入排水组件排水内部套管的底部，与排水组件构成了相互联通的排水管路，所述横向子管位于下隔板的下端，所述筒体底部设置有集水坑，所述下端子管底部延伸至筒体底部的集水坑。作为本专利技术核电厂乏燃料贮罐的一种改进，所述充气组件包括充气主套管、充气快速接头、充气外层盖板和充气内层盖板，所述充气主套管内部设置有贯通的充气孔，所述充气孔为台阶结构，所述充气外层盖板、充气内层盖板和充气快速接头从上至下分别固定在充气主套管内部充气孔的台阶结构上，所述充气外层盖板和充气内层盖板位于充气主套管的顶部，用于对充气主套管内部充气孔进行双重冗余密封。作为本专利技术核电厂乏燃料贮罐的一种改进，所述支撑底座包括支撑肋板和底板，支撑肋板的上端为椭圆形，与筒体下端的椭圆形下封头形状吻合，并与筒体通过焊接连接作为本专利技术核电厂乏燃料贮罐的一种改进，所述筒体内壁上还设置有固定基板，所述固定基板设置有固定孔，所述排水管插入设置在固定基板的固定孔中。作为本专利技术核电厂乏燃料贮罐的一种改进，所述筒体内部还设置有下隔板支撑环，所述下隔板外边缘搭接在下隔板支撑环上。相对于现有技术，本专利技术核电厂乏燃料贮罐具有以下技术效果：1)结构安全方面，通过采用双端椭圆形封头结构设计，使得乏燃料贮罐事故工况下可承受压力显著提升，防止贮罐自身结构破损导致放射性物质泄漏，同时增加贮罐自身安全裕度，使得事故工况下非人为干预时间变长，事故应急缓解准备时间更为充裕；2)密封安全方面，乏燃料贮罐顶盖与筒体、充气和排水组件采取了相互独立的双重冗余焊接密封，保证乏燃料贮罐密封安全；3)热工安全方面，通过采用双端椭圆形封头和筒体内上下隔板多孔对流通风结构设计，贮罐内腔空气对流空间显著增大，同时，椭圆形的流线型结构使得内腔上下端实现了低阻力流线型对流循环，此外，对于乏燃料贮罐外部而言，流线型的双端结构设计同样可以降低乏燃料贮罐与混凝土环形壳体之间的空气流通阻力，有效提升乏燃料贮罐的通风换热效率和热工安全裕度；4)运行操作方面，由于筒体底部为椭圆形封头结构，可保证在最短时间内排空贮罐滞留水，缩短排水和抽真空干燥操作时间，避免长周期真空干燥带来的乏燃料组件温度高和运行效率低的问题；5)本专利技术核电厂乏燃料贮罐与配套燃料吊篮相互独立，无结构连接，可灵活搭配使用不同结构形式的燃料吊篮。附图说明下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术核电厂乏燃料贮罐进行详细说明，其中：图1为本专利技术核电厂乏燃料贮罐的结构示意图。图2为本专利技术核电厂乏燃料贮罐的俯视图。图3为本专利技术核电厂乏燃料贮罐的部分剖视示意图。图4为本专利技术核电厂乏燃料贮罐移除顶盖后的俯视图。图5为本专利技术核电厂乏燃料贮罐移除顶盖和上隔板后的俯视图。图6为本专利技术核电厂乏燃料贮罐顶盖的结构示意图。图7为本专利技术核电厂乏燃料贮罐顶盖的部分剖视示意图。图8为本专利技术核电厂乏燃料贮罐固定套环安装就位示意图。图9为本专利技术核电厂乏燃料贮罐排水组件的结构示意图。图10为本专利技术核电厂乏燃料贮罐排水组件排水主套管的剖视图。图11为本专利技术核电厂乏燃料贮罐排水组件排水内部套管的结构示意图。图12为本专利技术核电厂乏燃料贮罐充气组件的结构示意图。图13为本专利技术核电厂乏燃料贮罐筒体剖开1/4的结构示意图。图14为本专利技术核电厂乏燃料贮罐筒体剖开1/2的结构示意图。图15为本专利技术核电厂乏燃料贮罐筒体底部结构示意图。图16为本专利技术核电厂乏燃料贮罐密封环的结构示意图。图17为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核电厂乏燃料贮罐，其特征在于，包括顶盖、筒体、上隔板、下隔板和支撑底座，所述顶盖包括椭圆形上封头，所述筒体包括环形壳体和底部椭圆形下封头，所述上隔板固定在筒体内部上端，所述下隔板设置于筒体的内下部，所述顶盖上设置有具有排水孔的排水组件和具有充气孔的充气组件，所述支撑底座固定连接在筒体的底部，所述顶盖固定连接在筒体的顶部。

【技术特征摘要】
1.一种核电厂乏燃料贮罐，其特征在于，包括顶盖、筒体、上隔板、下隔板和支撑底座，所述顶盖包括椭圆形上封头，所述筒体包括环形壳体和底部椭圆形下封头，所述上隔板固定在筒体内部上端，所述下隔板设置于筒体的内下部，所述顶盖上设置有具有排水孔的排水组件和具有充气孔的充气组件，所述支撑底座固定连接在筒体的底部，所述顶盖固定连接在筒体的顶部。2.根据权利要求1所述的核电厂乏燃料贮罐，其特征在于，所述顶盖下部设置有向内侧倾斜的坡口，所述筒体的上部设置有向外倾斜的坡口，所述顶盖固定在筒体上后，筒体上部的坡口与顶盖下部的坡口相结合共同形成了水平方向的环向焊接V形坡口，并通过焊接将顶盖与筒体固定连接。3.根据权利要求2所述的核电厂乏燃料贮罐，其特征在于，所述核电厂乏燃料贮罐还包括竖向密封环，所述竖向密封环嵌套于顶盖和筒体之间的环向焊接V形坡口焊材区外侧，同时在竖直方向上，竖向密封环的上下两端分别与顶盖下端和筒体上端焊接连接，从而实现顶盖与筒体之间的双重冗余密封。4.根据权利要求1所述的核电厂乏燃料贮罐，其特征在于，所述顶盖内侧下端设置有固定套环，所述固定套环嵌套于筒体内部，并坐落在上隔板上，优选地，所述固定套环下端外侧设置有30°～60°倒圆角。5.根据权利要求4所述的核电厂乏燃料贮罐，其特征在于，所述上隔板的下部设置有卡槽，所述筒体内部上端设置有支撑上隔板的吊耳，所述上隔板通过卡槽卡塞在筒体的吊耳上。6.根据权利要求5所述的核电厂乏燃料贮罐，其特征在于，所述上隔板上还设置有通风孔。7.根据权利要求5所述的核电厂乏燃料贮罐，其特征在于，所述筒体内壁设置有下隔板固定卡板，所述下隔板设置有卡槽和吊耳缺...

【专利技术属性】
技术研发人员：程呈，张学岭，
申请(专利权)人：中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44