核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓制造技术

技术编号:20548269 阅读:23 留言:0更新日期:2019-03-09 20:50
本发明专利技术公开了一种核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓,其包括:底板;中空圆筒状筒体内衬里,固定连接于底板上,筒体内衬里底部设有进风口;混凝土筒,围绕筒体内衬里设置;以及出风口环座和顶盖,安装于混凝土筒上;其中,混凝土筒仓还设有进风管廊,进风管廊包括设置于乏燃料组件燃料棒顶部非活性段区域的水平段和沿着混凝土筒高度方向延伸的竖直段,外部自然环境空气沿水平方向进入进风管廊的水平段,然后沿着进风管廊竖直向下流动,最后通过开设在内衬里底部的进风口进入乏燃料贮罐与筒仓内衬里构成的环腔区域,并经出风口环座流出。

【技术实现步骤摘要】
核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓
本专利技术属于核电
,更具体地说,本专利技术涉及一种核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓。
技术介绍
核电站乏燃料干式贮存混凝土筒仓用于存放和保护密封装载乏燃料组件的燃料贮罐。作为核安全的重要物项,乏燃料干式贮存混凝土筒仓在长期贮存过程中执行核安全功能包括:提供乏燃料贮罐结构保护和辐射屏蔽,提供空气对流通道,利用空气自然循环带走乏燃料组件衰变热,使乏燃料贮罐得到充分冷却。目前,国际上广泛应用的乏燃料混凝土筒仓总体为内部中空的一体化立式圆柱,用于存放乏燃料贮罐,主要由顶盖、筒体和底座组成。在混凝土筒仓底部局部区域设置了对外敞开的进风口,在混凝土筒仓顶盖设置对外敞开的出风口,冷空气从底部水平方向进入进风口,然后进入乏燃料贮罐与筒仓之间的环腔带走乏燃料组件衰变热后成为热空气,最后从顶盖出风口排走。对于贮存的乏燃料组件而言,目前核电站压水堆乏燃料组件每根燃料棒内并非100%填充UO2芯块,即:为了在单根燃料棒内对燃料芯块进行紧固,在棒内顶部设置了压紧弹簧,压紧弹簧占用空间高度约为15cm左右。该区域由于无填充芯块,相对剂量水平在径向剂量曲线分布上最低。在压紧弹簧以下装载燃料芯块,该区域发生裂变反应产生中子和伽马射线,属于活性段区域,辐射剂量水平相对最高。但是,现有技术的乏燃料混凝土筒仓至少存在以下缺陷:首先,进风口位于设备底部,处于燃料组件活性段区域,辐照剂量高:现有立式筒仓的进风口均位于筒仓的底部,底部属于乏燃料组件“活性段”对应的区域。在该区域,辐射剂量水平较高,为乏燃料组件和γ射线提供了辐射通道,在进行乏燃料贮存工艺操作和日常巡检过程中,工作人员受照射剂量高。其次,进风口位于设备底部,易遭受恐怖攻击成为核安保隐患:由于乏燃料贮罐内部存放的是高放射性乏燃料组件,从核安保角度而言,由于通风口位置较低,容易遭受外部攻击(外来异物也可能较易进入),容易成为实体安全的薄弱环节和安全隐患。最后,出风口为对外敞开排风结构设计,属于人员辐照高剂量区:现有立式筒仓设备出风口均对外敞开设置,难以避免乏燃料组件和γ射线对贮存区域辐射照射,该区域同样属于辐射剂量水平较高区域。在进行乏燃料贮存工艺操作和设备日常巡检过程中,同样会导致运行维护人员在出风口区域受照射剂量相对较高。有鉴于此,确有必要提供一种整体辐射屏蔽效果好,且能有效应对乏燃料贮罐实体安全的核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于:克服现有技术的不足,提供一种整体辐射屏蔽效果好,且能有效应对乏燃料贮罐实体安全的核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓。为了实现上述专利技术目的,本专利技术提供了一种核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓,其包括:底板;中空圆筒状筒体内衬里,固定连接于底板上,筒体内衬里底部设有进风口;混凝土筒,围绕筒体内衬里设置;以及出风口环座和顶盖,安装于混凝土筒上;其中,混凝土筒仓还设有进风管廊,进风管廊包括设置于乏燃料组件燃料棒顶部非活性段区域的水平段和沿着混凝土筒高度方向延伸的竖直段,外部自然环境空气沿水平方向进入进风管廊的水平段,然后沿着进风管廊竖直向下流动,最后通过开设在内衬里底部的进风口进入乏燃料贮罐与筒仓内衬里构成的环腔区域,并经出风口环座流出。作为本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓的一种改进,所述出风口环座内侧壁设有凹陷部,所述顶盖设有裙边,裙边延伸入凹陷部中并呈间隔设置,将出风口环座上下两层通风流道进行隔离。作为本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓的一种改进,进风口设置于乏燃料组件上端的压紧弹簧非活性段区域,混凝土筒仓进风口宽度不超过乏燃料组件上端的压紧弹簧非活性段区域。作为本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓的一种改进,混凝土筒通过一体化浇筑成型且对乏燃料组件全范围屏蔽。作为本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓的一种改进,所述出风口环座设有立式“凹型”迷宫式通风流道,出风口均位于环座的内侧,采取面对面布置形式,通过内部隐藏式通风和面对面布置。作为本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓的一种改进,所述进风管廊包括水平进风管、嵌套于水平进风管内部的格栅板和竖向进风槽,水平进风管和竖向进风槽通过焊接固定连接,水平进风管与筒体内衬里通过焊接固定连接,竖向进风槽与筒体内衬里和底板通过焊接固定连接,形成进风流道。作为本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓的一种改进,围绕所述筒体内衬里设有多个彼此独立且进风流道,各个进风流道围绕筒体内衬里均匀分布。作为本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓的一种改进,所述筒仓顶盖设有圆锥型棱台形导风台,导风台的圆锥面与底部平面之间的夹角为30°至60°。作为本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓的一种改进,所述筒体内衬里设有楔形固定支撑,楔形固定支撑包括两块楔形侧板和连接板,楔形侧板的顶部夹角≤30°。作为本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓的一种改进,所述筒体内衬里设有多个楔形固定支撑,楔形固定支撑沿着筒体内衬里的内表面均匀分布。相对于现有技术,本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓至少具有以下技术效果:辐射屏蔽方面:充分结合了乏燃料组件竖向“非活性段”和“活性段”辐射剂量率分布固有特性,通过将进风口设置在乏燃料组件燃料棒顶部“非活性段”对应的高度范围内,实现了出风口区域辐射剂量水平最小化。对于乏燃料组件燃料棒其他“活性段”区域,通过厚壁混凝土进行全范围屏蔽,实现了辐射屏蔽效果最大化。基于上述辐射屏蔽结构设计,可最大程度的降低混凝土筒仓周边区域辐射剂量水平,有效降低混凝土筒仓底部工作区辐射剂量水平,使得在进行乏燃料贮存工艺操作和日常巡检过程中,工作人员受照射剂量大幅降低。此外,由于出风口流道采取“凹型”迷宫设计,同时出风口采取全遮蔽的内侧面对面通风设计,最大程度降低混凝土筒仓顶部出风口区域中子和γ射线的天空散射和对乏燃料贮存工艺操作和日常巡检工作人员的辐射照射。核安保方面:由于进风口位于设备高位区域,消除了现有混凝土筒仓低位进风容易遭受外部袭击破坏,从而影响高放射性类核材料(乏燃料组件)实体保卫安全隐患。结构安全方面:由于混凝土筒仓内衬里设置了环向固定支撑,实现了对乏燃料贮罐水平方向位移约束,防止现有乏燃料贮罐在地震事故工况无约束模式下与筒仓碰撞可能导致的贮罐变形破损。附图说明下面结合附图和具体实施方式,对本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓进行详细说明,其中:图1为本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓的结构示意图。图2为本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓的俯视图。图3为本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓的侧视图。图4为本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓中乏燃料贮罐的结构示意图。图5为本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓的混凝土筒仓辐射屏蔽设计示意图。图6为本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓的乏燃料贮罐通风结构示意图。图7为本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓中出风口环座的正面结构示意图。图8为本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓中出风口环座的背面结构示意图。图9为本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓中出风口环座的俯视示意图。图10为本专利技术核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓中出风口环座的仰视示意图。图11为本专利技术核电站乏燃料干法本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓,其特征在于,包括:底板;中空圆筒状筒体内衬里,固定连接于底板上,筒体内衬里底部设有进风口;混凝土筒,围绕筒体内衬里设置;以及出风口环座和顶盖,安装于混凝土筒上;其中,混凝土筒仓还设有进风管廊,进风管廊包括设置于乏燃料组件燃料棒顶部非活性段区域的水平段和沿着混凝土筒高度方向延伸的竖直段,外部自然环境空气沿水平方向进入进风管廊的水平段,然后沿着进风管廊竖直向下流动,最后通过开设在内衬里底部的进风口进入乏燃料贮罐与筒仓内衬里构成的环腔区域,并经出风口环座流出。

【技术特征摘要】
1.一种核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓,其特征在于,包括:底板;中空圆筒状筒体内衬里,固定连接于底板上,筒体内衬里底部设有进风口;混凝土筒,围绕筒体内衬里设置;以及出风口环座和顶盖,安装于混凝土筒上;其中,混凝土筒仓还设有进风管廊,进风管廊包括设置于乏燃料组件燃料棒顶部非活性段区域的水平段和沿着混凝土筒高度方向延伸的竖直段,外部自然环境空气沿水平方向进入进风管廊的水平段,然后沿着进风管廊竖直向下流动,最后通过开设在内衬里底部的进风口进入乏燃料贮罐与筒仓内衬里构成的环腔区域,并经出风口环座流出。2.根据权利要求1所述的核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓,其特征在于,所述出风口环座内侧壁设有凹陷部,所述顶盖设有裙边,裙边延伸入凹陷部中并呈间隔设置,将出风口环座上下两层通风流道进行隔离。3.根据权利要求1所述的核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓,其特征在于,进风口设置于乏燃料组件上端的压紧弹簧非活性段区域,混凝土筒仓进风口宽度不超过乏燃料组件上端的压紧弹簧非活性段区域。4.根据权利要求1所述的核电站乏燃料干法贮存用混凝土筒仓,其特征在于,混凝土筒通过一体化浇筑成型且对乏燃料组件全范围屏蔽。5.根据权利要求1所述的核电站乏燃料干法贮存用混凝土...

【专利技术属性】
技术研发人员:程呈杨寿海唐琼辉张学岭陈丽
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中国广核电力股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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