能够为乏燃料贮存腔提供充分通风的在地下贮存多个容置有高放
废物的废料罐的系统和方法。一方面，本发明专利技术涉及一种系统，其包括：
进气管壳，其形成大体上竖直的进气腔；多个贮存管壳，每个贮存管壳
均形成大体上竖直的贮存腔；密封废料罐，其用于保持高放废物并定位
在一个或多个贮存腔内，使得在贮存管壳和废料罐之间存在间隙，每个
贮存腔的水平截面均容纳不超过一个废料罐；可拆卸盖，其定位在每个
贮存管壳的顶部上从而形成盖-管壳界面，每个盖均包括在周围环境和
贮存腔之间形成通道的出风口；以及管道网络，其在进气腔的底部和每
个贮存腔的底部之间形成通道。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及贮存高放废物的领域，具体而言，涉及用于在竖直通风模块内贮存乏核燃料的系统和方法，该竖直通风模块采用被动式对流冷却的方式。
技术介绍
在核反应堆的操作中，通常在燃料组件的能量耗至预定水平后将其移除。在移除燃料组件时，这种乏核燃料仍然是高放射性的并产生大量的热，在其包装、运输、以及贮存的过程中需要格外当心。为了保护环境不受辐射，首先将乏核燃料放置于可运输的废料罐内。在1999年4月27日授权给Krishna Singh的美国专利第5，898，747号中披露一种用于运输并最终贮存乏核燃料的典型废料罐示例。此种废料罐在本领域内通常称为多用途废料罐(“multi-purpose canister, MPC”)，并能够以密封方式对乏核燃料进行干燥忙存。一旦废料罐装载有乏核燃料，该已装载的废料罐便被运输并贮存在称为屏蔽罐的大型圆筒形容器内。转移式屏蔽罐用于将乏核燃料从一个地方运输到另一个地方，而贮存式屏蔽罐用于将乏核燃料贮存预定时间。在典型的核电站中，首先将敞开的空废料罐放置于敞开的转移式屏蔽罐内。然后将转移式屏蔽罐和空废料罐浸没于水池内。将乏核燃料装载进废料罐内，同时废料罐和转移式屏蔽罐保持浸没在水池内。一旦装满乏核燃料，典型地在水池内将盖子置于废料罐顶部。然后将转移式屏蔽罐和废料罐从水池中移出，将废料罐的盖子焊接其上，并且在转移式屏蔽罐上安装盖子。然后对废料罐进行适当地脱水并用惰性气体回填。然后密封废料罐。将转移式屏蔽罐(其容纳有已装载和密封的废料罐)运输到贮存式屏蔽罐所处的位置。然后将废料罐从转移式屏蔽罐转移到贮存式屏蔽罐，以便长期贮存。在从转移式屏蔽罐向贮存式屏蔽罐转移的过程中，必不可少的是已装载的废料罐不可暴露于周围环境。一类忙存式屏蔽罐是通风的竖直包装结构(“ventilated verticaloverpack,VVO”)。VVO是主要由钢和混凝土制成的大型结构，用于贮存装载有乏核燃料的废料罐。现有的VVO竖立在地面上，并典型地呈圆筒形且极其笨重，重量超过150吨且高度经常大于16英尺。VVO典型地具有平坦的底部、圆筒形本体、和可拆卸的顶盖，该圆筒形本体具有容纳装有乏核燃料罐的空腔。在使用VVO贮存乏核燃料时，将装有乏核燃料的废料罐放置于VVO的圆筒形本体的腔内。因为将乏核燃料放置在WO内贮存时，乏核燃料仍产生大量的热，所以这些热能必需能够从VVO腔逸出。通过利用自然对流力使VVO腔被动地通风，将该热能从废料罐的外表面移除。在使VVO腔被动通风时，冷空气通过底部通风管进入VVO腔，向上流经已装载的废料罐，并以升高的温度通过顶部通风管从VVO排出。现有VVO的底部通风管和顶部通风管分别沿周向设置在WO的圆筒形本体的底部和顶部附近，如图I所示。尽管VVO腔必需通风以便热能够从废料罐逸出，但是VVO提供足够的辐射屏蔽、以及乏核燃料不应该直接暴露于外部环境也是必不可少的。位于包装结构(overpack)底部附近的进气管对于安全和监管人员来说是特别易受损害的辐射暴露源，为了监视已装载的包装结构，安全和监管人员必须在短时间内位于所述导管附近。另外，当装载有乏核燃料的废料罐从转移式屏蔽罐转移到贮存VVO时，转移式屏蔽罐堆置在贮存VVO顶部，使得废料罐能够被降入贮存VVO腔内。大部分屏蔽罐是非常大的结构且能够重达250，000磅，并且具有16英尺或更高的高度。将转移式屏蔽罐堆置在贮存VVO/屏蔽罐顶部，需要很大的空间、大型高架起重机，可能还需要用于保持稳定的约束系统。在核电站内经常没有此种空间。最后，竖立的地上贮存VVO至少高出地面16英尺，因此，成为恐怖分子的重要攻击目标。图I示出传统现有技术的VV01。现有技术的VVOl包括平底7、圆筒体2、和盖4。盖4通过多个螺栓8固定到圆筒体2。如果现有技术的VVOl翻倒，螺栓8用于防止盖4与本体2分开。圆筒体2具有多个顶部通风管道5和多个底部通风管道6。顶部通风管道5位于圆筒体2的顶部或顶部附近，而底部通风管道6位于圆筒体2的底部或底部附近。底部通风管道6和顶部通风管道5都绕圆筒体2的周缘设置。现有技术的VVOl整体位于地上，因此具有上述很多缺点，而本专利技术能够弥补这些缺点。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供用于贮存诸如乏核燃料等高放废物的系统和方法，其在转移废料罐的过程中减小了堆叠组件的高度。本专利技术的再一目的是提供用于贮存诸如乏核燃料等高放废物的系统和方法，其需要较少的竖直空间。本专利技术的又一目的是提供用于贮存诸如乏核燃料等高放废物的系统和方法，其在贮存过程中利用地基的辐射屏蔽特性同时为高放废物提供充分地被动通风。本专利技术的另一目的是提供用于贮存诸如乏核燃料等高放废物的系统和方法，其提供与经过完全认证的核电站结构中所具有的操作防护相同或更高水平的操作防护。本专利技术的又一目的是提供用于贮存诸如乏核燃料等高放废物的系统和方法，其减少地震和其他灾难性事件所带来的危险、以及基本消除世贸中心或五角大楼式的攻击对所贮存的废料罐的潜在损害。本专利技术的另一目的是提供用于贮存诸如乏核燃料等高放废物的系统和方法，其使高放废物能够以符合人机工程学的方式从转移式屏蔽罐转移到贮存VV0。本专利技术的又一目的是提供一种用于在地下贮存诸如乏核燃料等高放废物的系统和方法。本专利技术的另一目的是提供用于贮存诸如乏核燃料等高放废物的系统和方法，其减少放射到环境中的辐射量。本专利技术的又一目的是提供一种在分离的地下腔内贮存多个容置高放废物的废料罐的系统和方法，其便利于每个废料罐充分地被动通风冷却。这些以及其他目的由本专利技术实现，一方面，本专利技术是一种用于贮存散发热负荷的高放废物的系统，其包括进气管壳，其形成大体上竖直的进气腔；多个贮存管壳，每个贮存管壳形成大体上竖直的贮存腔；密封废料罐，其用于保持高放废物并定位在每个所述贮存腔内，使得在该贮存管壳和该废料罐之间存在间隙，每个贮存腔的水平截面容纳不超过一个的废料罐；可拆卸盖，其定位在每个所述贮存管壳的顶部从而形成盖-管壳界面，所述盖包括在周围环境与该贮存腔之间形成通道的出风口 ；以及管道网络，其在该进气腔的底部和每个所述贮存腔的底部之间形成通道。优选地，本专利技术的系统用于在地下环境中贮存乏核燃料。在这种实施方式中，所述贮存管壳定位成使得贮存管壳的高度的至少主要部分定位在地下(亦即，地平面以下)。管道网络也定位在地下，而位于贮存管壳顶部的盖定位在地上。辐射吸收材料优选地围绕贮存管壳并覆盖管道网络。辐射吸收材料能够是混凝土、设计回填、土壤和/或其组合。还优选的是，贮存管壳、进气管壳、管道网络、以及它们之间的所有连接都以密封方式构造从而防止地下液体流入。进气管壳、贮存管壳、以及管道网络优选地由金属或合金制成。所有连接都能够通过焊接或其他产生一体密封结构的合适工序实现。 在这种系统的地下实施方式中，进气腔在地上空气和管道网络之间形成空气通道。相似地，定位在贮存管壳顶部的盖内的出风口在贮存腔与地上空气之间形成通道。由于这种设计，当密封废料罐(其装载有热的高放废物)被装载入贮存腔内时，周围冷空气将进入进气腔，穿过管道网络，并进入贮存腔的底部。来自废料罐内的高放废物的热将加热冷空气，从而使其上升穿过贮存管壳与废料罐之间的间隙。在继续上升时，热空气将经由盖内的出风口排本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：克里什纳·P·辛格，
申请(专利权)人：好泰克国际有限公司，
类型：发明
国别省市：
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