核電廠乏燃料干式貯存用混凝土筒倉的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及核電廠乏燃料干式貯存領域，更具體地說，本發明涉及一種乏燃料干式貯存用混凝土筒倉。
【背景技術】
[0002]在核電廠中，混凝土筒倉的功能是用于貯存裝載有乏燃料組件的燃料貯罐，對燃料貯罐進行物理隔離，并屏蔽燃料貯罐的輻射，另外還需要和燃料貯罐之間形成對流通道，以排出燃料貯罐的釋熱，使乏燃料組件的溫度保持在安全溫度值之下。
[0003]目前，國際上貯存乏燃料組件的混凝土筒倉一般為鋼筋混凝土結構，該種結構的混凝土筒倉將鋼筋澆筑在混凝土中，混凝土外側則無包裹，直接裸露在大氣環境中。但是，由于混凝土筒倉的設計壽命一般在40年以上，且一般在室外進行存放，上述結構的混凝土筒倉在長期貯存情況下，裸露的混凝土將和周邊環境交互作用，受周邊大氣環境、雨水、風雪的影響，混凝土較易退化而在表面形成微裂縫，再加上混凝土和鋼筋的膨脹系數的差異也可能引起二者之間形成縫隙，最終會使得混凝土筒倉的結構強度和屏蔽能力大大降低。另外，當出現地震時，由于混凝土外側無包裹，極易出現局部破損、脫落等現象，以致間接影響了乏燃料組件貯存的安全可靠性。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于:提供一種結構強度滿足要求、且可以對混凝土材料進行良好保護的燃料干式貯存用混凝土筒倉，以實現燃料貯罐的安全可靠貯存。
[0005]為了實現上述發明目的，本發明提供了一種核電廠乏燃料干式貯存用混凝土筒倉，其包括頂蓋、環形筒倉和底座，所述頂蓋、環形筒倉和底座均包括鋼制殼體和填充在鋼制殼體內的混凝土；底座固定在環形筒倉的底部，頂蓋可拆卸地固定在環形筒倉的頂部，頂蓋、環形筒倉和底座共同圍成用于貯存燃料貯罐的中空腔室。
[0006]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用混凝土筒倉的一種改進，所述混凝土筒倉還包括均布焊接在環形筒倉內壁的燃料貯罐支撐件，燃料貯罐支撐件用于對貯存在混凝土筒倉中的燃料貯罐進行限位，并在混凝土筒倉發生傾覆事故時緩解燃料貯罐的沖擊載荷。
[0007]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用混凝土筒倉的一種改進，所述燃料貯罐支撐件的橫截面為“C”形。
[0008]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用混凝土筒倉的一種改進，所述頂蓋通過螺栓固定在環形筒倉的頂部。
[0009]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用混凝土筒倉的一種改進，所述頂蓋和底座的鋼制殼體均包括底板、環板和蓋板，蓋板通過環板焊接固定在底板上方，蓋板、環板與底板共同圍成一個圓餅形的混凝土腔室，混凝土澆筑填充在混凝土腔室內而被完全包覆住。
[0010]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用混凝土筒倉的一種改進，所述頂蓋還包括鑲塊和封堵螺母；鑲塊收容在混凝土腔室內，并焊接固定在頂蓋底板上；鑲塊頂部開有用于頂蓋起吊操作的螺紋孔，封堵螺母緊固封堵在鑲塊的螺紋孔中。
[0011]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用混凝土筒倉的一種改進，所述環形筒倉的鋼制殼體包括內筒、外筒和封板；內筒和外筒同心套疊而圍成環形空腔，兩塊封板分別焊接在環形空腔的頂部和底部；混凝土澆筑填充在環形筒倉的環形空腔內而被完全包覆住。
[0012]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用混凝土筒倉的一種改進，所述環形筒倉的環形空腔頂部均布有多塊提升筋板，提升筋板與內筒和外筒分別焊接連接；每一提升筋板的頂部均開設有用于與頂蓋固定連接的螺紋孔；所述提升筋板的下端設置有加強筋板，加強筋板與內筒和外筒分別焊接連接。
[0013]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用混凝土筒倉的一種改進，所述環形筒倉還包括焊接在環形空腔底部的進氣通道和焊接在環形空腔頂部的排氣通道，內筒和外筒的頂部和底部均開設有與排氣通道和進氣通道對應的通氣缺口 ；混凝土筒倉的中空腔室通過進氣通道和排氣通道與外部大氣連通，從而在內筒和燃料貯罐之間形成沿中空腔室軸向流動的非能動自然對流通道。
[0014]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用混凝土筒倉的一種改進，所述排氣通道和進氣通道均為Z形通道。
[0015]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用混凝土筒倉的一種改進，所述焊接在環形空腔頂部和底部的兩塊封板分別對應進氣通道或出氣通道開設缺口。
[0016]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用混凝土筒倉的一種改進，所述底座通過鋼制殼體的底板與環形筒倉焊接固定，底座的底板對應進氣通道的位置開設缺口。
[0017]與現有技術相比，本發明核電廠乏燃料干式貯存用混凝土筒倉利用鋼板包覆混凝土，既滿足了混凝土筒倉物理隔離和輻射屏蔽的功能要求，又可以實現對混凝土材料的保護，減少其退化、開裂等風險，有效提高了燃料貯罐長期貯存的安全可靠性。
【附圖說明】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本發明核電廠乏燃料干式貯存用混凝土筒倉及其有益效果進行詳細說明。
[0019]圖1為本發明核電廠乏燃料干式貯存用混凝土筒倉的部分剖視示意圖。
[0020]圖2為圖1中頂蓋的部分剖視示意圖。
[0021]圖3為圖1中環形筒倉的部分剖視示意圖。
[0022]圖4為圖1中環形筒倉去除外筒和頂部封板后的結構示意圖。
[0023]圖5為圖4中進氣通道/排氣通道的結構示意圖。
[0024]圖6為圖1中底座的部分剖視示意圖。
[0025]圖7為圖1中燃料貯罐支撐件與環形筒倉的內筒組合后的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為了使本發明的目的、技術方案及其有益技術效果更加清晰，以下結合附圖和【具體實施方式】，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的【具體實施方式】僅僅是為了解釋本發明，并非為了限定本發明。
[0027]請參閱圖1，本發明核電廠乏燃料干式貯存用混凝土筒倉為一中空的圓柱形筒體結構，其內部的中空腔室用于貯存燃料貯罐。該混凝土筒倉包括頂蓋11、環形筒倉12、底座13和燃料貯罐支撐件14。頂蓋11、環形筒倉12和底座13均包括鋼制殼體和填充在鋼制殼體內的混凝土。其中，底座13焊接固定在環形筒倉12的底部，燃料貯罐支撐件14焊接在環形筒倉12的內壁，頂蓋11可拆卸地固定在環形筒倉12的頂部。
[0028]請參閱圖2，頂蓋11包括頂蓋底板111、固定螺母112、頂蓋混凝土 113、頂蓋環板114、頂蓋蓋板115、鑲塊116和封堵螺母117。頂蓋底板111為厚度約50mm的厚壁圓板，其在靠近外邊緣處均勻開設有一圈8個通孔，因此可以通過8個固定螺母112和螺栓的配合實現與環形筒倉12的固定連接。頂蓋環板114的外徑和頂蓋蓋板115的直徑基本相同，且均小于頂蓋底板111的直徑。頂蓋環板114以同心方式焊接固定在頂蓋底板111的上表面中部，頂蓋蓋板115焊接固定在頂蓋環板114的上方，使得頂蓋環板114、頂蓋蓋板115與頂蓋底板111共同圍成一個圓餅形的混凝土腔室；頂蓋混凝土 113澆筑填充在混凝土腔室內。四個鑲塊116對稱地收容在混凝土腔室內，并焊接固定在頂蓋底板111上。每一鑲塊116頂部均開有用于頂蓋11起吊操作的螺紋孔。在混凝土筒倉貯存燃料貯罐后，鑲塊116的螺紋孔由封堵螺母117緊固封堵。
[0029]請參閱圖3、圖4和圖5，環形筒倉12包括內筒121、外筒122、封板123、排氣通道124、進氣通道125、提升筋板126、加強筋板127和筒倉混凝土。內筒121和外筒122同心套疊，從而在二者的中間圍成環形空腔。排氣通道124和進氣通道125均為連接在內筒121和外筒122之間的Z形通道。8個排氣通道124均布焊接在環形空腔的頂部；8個進氣通道125均布焊接在環形空腔的底部，并且與排氣通道124垂直對齊。內筒121和外筒122的頂部和底部均在與排氣通道124和進氣通道125對應位置處開設通氣缺口，使得內筒121內的中空腔室通過進氣通道125和排氣通道124與環形筒倉12外部的大氣連通，進氣通道125和排氣通道124設為Z形是為了保證燃料貯罐的射線不會直線溢出。8塊提升筋板126均布在環形空腔的頂部，并與內筒121、外筒122分別焊接連接。每一提升筋板12