專利名稱:乏燃料貯存裝置的制作方法
技術領域：
[0001 ] 本發明涉及一種乏燃料貯存裝置。
背景技術：
民用核電站中已使用過的乏燃料組件，由于還具有一定的放射性，不能直接作為廢燃料處理，還需要在乏燃料貯存水池中存放一段時間，待乏燃料組件的半衰期完成，達到廢燃料掩埋標準后，才能最終處理，因此，需要制作一個布置于乏燃料貯存水池中的乏燃料貯存裝置進行存放。
通常的乏燃料貯存裝置，如中國專利200910150807. 2 “用于存儲核燃料元件的存儲架”，包括通道結構和支承板，通道結構包括接納燃料元件的多個豎直通道，豎直通道彼此緊鄰布置且具有壁部，豎直通道的壁部由中子吸收材料制成或包含中子吸收材料。存在的不足是由于一些中子吸收材料譬如鎘遇水會逐漸分解，并在分解過程中產生毒性，這樣就不能保證鎘泄露部位的中子被屏蔽，而文中并未涉及中子吸收材料的密封措施；再者，緊鄰布置且具有壁部的豎直通道，其側面和底面是隔水的，不具備使冷卻水流通的出口，貯存裝置浸于水池中后，冷卻水從豎直通道的上端開口進入，但卻無法順暢地流出，流通不暢會影響冷卻效果；另外，豎直通道的進料口往往與通道同徑，在進料時缺乏擴口的導向件，容易出現乏燃料組件不落進豎直通道內，而是落于貯存裝置上端或者水池與貯存裝置之間等進料事故。
發明內容
為了解決現有的乏燃料貯存裝置存在的中子吸收材料的密封性不佳、冷卻水流通不暢影響冷卻效果、容易出現進料事故的不足，本發明提出了一種中子吸收材料的密封性好、冷卻水流通順暢、冷卻效果好、不易出現進料事故的乏燃料貯存裝置。
本發明采用以下的技術方案
乏燃料貯存裝置，包括格架和多個貯存套管，所述格架內具有容納各貯存套管的貯存腔，所述貯存腔底部設有供冷卻水流通的第一通水口 ；所述貯存套管包括側壁與支承乏燃料組件的底壁，所述側壁由起強度支撐作用的里層鋼管、起屏蔽作用的夾層鎘管、起保護作用的外層鋼管疊置構成，所述的夾層鎘管焊封于里層鋼管與外層鋼管之中，夾層鎘管的位置和長度可保證覆蓋乏燃料組件的活性段；所述貯存套管的進料端擴口成帶錐度的導向段，貯存套管的底部設有與第一通水口相通的第二通水口 ；所述的貯存腔與貯存套管之間設置有定位件。
優選的，所述貯存套管的主體為方管段，貯存套管的導向段設置成方錐形口。所述的方錐形口的作用是為進料提供導向。
進一步，所述的格架包括上支承板、下支承板、固定在上、下支承板外圍的圍板，所述上支承接板上設有供貯存套管伸入的開口，所述下支承板上設有對貯存套管定位的定位座，所述的開口與定位座之間的空間形成所述的貯存腔。[0009]進一步，所述的定位件包括設置在所述貯存套管外側面的第一凸臺以及設置于所述貯存腔內壁上的第二凸臺，第一凸臺與第二凸臺搭接匹配。
優選的，所述的第一凸臺布置在貯存套管的方管段的外壁上，所述第二凸臺配合布置在上支承板的內壁上。
優選的，所述的第一通水口和第二通水口均有多個，分別環繞狀布置在貯存腔、貯存套管底壁上。這樣，方便冷卻水的均勻流通，有利于乏燃料組件的冷卻。另外，當格架和貯存套管吊起檢修時，格 架和貯存套管內也不會存水。
進一步，所述的外層鋼管和里層鋼管為對接焊管，夾層鎘管為搭接焊管，所述外層鋼管的對接縱縫、夾層鎘管的搭接縱縫、里層鋼管的對接縱縫錯開布置。
優選的，所述的里層鋼管上布置有一圈用于定位夾層鎘管的定位板，所述夾層鎘管置于所述定位板上。
更進一步，所述的乏燃料貯存裝置還包括可調整格架高度的平面微調裝置，所述的平面微調裝置包括設置于格架底端的調整螺桿，連接于調整螺桿下端的墊板，所述下支承板上穿設有螺套，所述調整螺桿與螺套螺紋連接；所述貯存套管底壁上設有供所述螺套穿越的開孔，螺套上端連接有將貯存套管與格架固定的螺母。
優選的，所述調整螺桿的下端設置有球頭，墊板上設置有球面凹座，調整螺桿通過球頭與球面凹座的配合鉸接于墊板內。這樣便于調節墊板的垂直度。
本發明的技術構思在于由于鎘遇水會逐漸分解，并在分解過程中產生毒性，這樣就不能保證鎘泄露部位的中子被屏蔽，本發明貯存套管采用三層結構，通過將夾層鎘管包裹在外層鋼管與里層鋼管之間，兩端以連續焊縫密封，使得鎘密封良好不易泄露，從而保證良好的屏蔽性能；再者，通過在貯存腔和貯存套管底部布置第一、第二通水口，使得乏燃料組件周圍流經的冷卻水可從貯存套管的底部流出，流動通暢的冷卻水可以及時帶走乏燃料組件的熱量，冷卻效果好；另外，貯存套管進料口外擴成帶錐度的導向段，便于乏燃料的安全進料，避免出現乏燃料落于貯存裝置上端或者水池與貯存裝置之間等進料事故。
本發明的有益效果在于(I)貯存套管采用三層結構，夾層鎘管密封性好，不易泄露，中子屏蔽性能好；(2)冷卻水流通順暢，冷卻效果好；(3)貯存套管進料口有導向段，可避免出現進料事故。
圖I是本發明實施例的整體結構示意圖。
圖2是圖I的俯視圖。
圖3是圖I的A部放大示意圖。
圖4是本發明實施例的貯存套管的示意圖。
圖5是圖4的B部放大示意圖。
圖6是圖4的C部放大示意圖。
圖7是圖4的俯視圖。
圖8是格架的上支承板的示意圖。
圖9是格架的下支承板的示意圖。
具體實施方式
參照圖1-9 :乏燃料貯存裝置，包括格架I和多個貯存套管2，所述格架I內具有容納各貯存套管2的貯存腔11，所述貯存腔11底部設有供冷卻水流通的第一通水口 12 ;所述貯存套管2包括側壁21與支承乏燃料組件的底壁22，所述側壁21由起強度支撐作用的里層鋼管211、起屏蔽作用的夾層鎘管212、起保護作用的外層鋼管213疊置構成，所述的夾層鎘212管焊封于里層鋼管211與外層鋼管213之中，夾層鎘管212的位置和長度可保證覆蓋乏燃料組件的活性段；所述貯存套管2的進料端擴口成帶錐度的導向段23，貯存套管2的底部設有與第一通水口 12相通的第二通水口 24 ;所述的貯存腔11與貯存套管2之間設置有定位件。由于鎘遇水會逐漸分解，并在分解過程中產生毒性，這樣就不能保證鎘泄露部位的中子被屏蔽，本發明貯存套管2采用三層結構，通過將夾層鎘管212包裹在外層鋼管213與里層鋼管211之間，兩端以連續焊縫密封，使得鎘密封良好不易泄露，從而保證良好的屏蔽性能。
本實施例中，所述貯存套管2的主體為方管段，貯存套管2的導向段23設置成方 錐形口，方管段與導向管23段通過圓角平滑過渡。所述的方錐形口的作用是為進料提供導向。導向段23也可以擴口成圓錐口，只要能與貯存腔配合實現導向進料即可。貯存套管2的內腔高度高于乏燃料組件的長度，以保證乏燃料組件貯存時不受外界的碰撞。
所述的格架I包括上支承板13、下支承板14、固定在上、下支承板外圍的圍板16，所述上支承接板13上設有供貯存套管2伸入的開口，所述下支承板14上設有對貯存套管2定位的定位座，所述的開口與定位座之間的空間形成所述的貯存腔11。
所述的定位件包括設置在所述貯存套管2外側面的第一凸臺31以及設置于所述貯存腔11內壁上的第二凸臺32，第一凸臺31與第二凸臺32搭接匹配。所述的第一凸臺31布置在貯存套管2的方管段的外壁上，所述第二凸臺32配合布置在格架I的上支承板13的內壁上，方錐形口高出于格架上端面，便于安全進料。本實施例中，貯存套管2的方管段的各側壁上外向壓出的兩個半球面凸臺，形成第一凸臺31，格架I的上支承板13的各內壁上配合地設置有兩個第二凸臺32。
本實施例中，所述的第一通水口 12為環繞狀布置在貯存腔11底壁上的四個梯形孔，四個梯形孔中間為穿設螺套的第一中心孔15 ;第二通水口 24為環繞狀布置在貯存套管2底壁上的四個梯形孔，四個梯形孔中間為穿設螺套43的第二中心孔25。環繞狀布置相通的第一通水口 12、第二通水口 24是為了方便冷卻水的均勻流通，有利于乏燃料組件的冷卻。另外，當格架I和貯存套管2吊起檢修時，格架和貯存套管內也不會存水。
所述的乏燃料貯存裝置還包括可調整格架I高度的平面微調裝置4。所述的平面微調裝置4為設置于格架I底端的支腿，所述支腿包括調整螺桿41，連接于調整螺桿41下端的墊板42，墊板42直接座落在乏燃料貯存水池底面上，所述下支承板14上穿設并固定有有螺套43，所述調整螺桿41與螺套43螺紋連接；所述貯存套管2底壁上設有供所述螺套43穿越的開孔，螺套43上端連接有將貯存套管2與格架I固定的螺母44。
所述調整螺桿41的下端設置有球頭，墊板42上設置有球面凹座46，調整螺桿41通過球頭與球面凹座46的配合鉸接于墊板42內。這樣便于調節墊板的垂直度。
所述的里層鋼管211上布置有一圈用于定位夾層鎘管的定位板，所述夾層鎘管212擱置在定位板上。本實施例中，里層鋼管211和外層鋼管213為對接焊管，夾層鎘管212為搭接焊管。套管的制作方法為先用鋼板卷焊成里層鋼管211，然后將鎘板包裹在里層鋼管211上并等距離點焊牢固，套上外層鋼管213后用漲方設備將三層管整體漲壓成方形管，再用擴口漲窩設備將方管一端擴成方錐形口，為保證貯存套管2以后在組裝時與格架I之間能正確定位，在擴成方錐形口的同時，在貯存套管2的方管段的四個面上各頂兩個半球面凸臺，作為第一凸臺31，所述貯存腔11內壁上設置有與上述第一凸臺31搭接匹配的第二凸臺32。所述外層鋼管213的對接縱縫、夾層鎘管212的對接縱縫、里層鋼管211的對接縱縫錯開布置。也即，三者的縱縫不位于同一平面上，這樣可防止乏燃料從卷縫處泄露。
本實施例中，乏燃料貯存裝置包括36根用于存放乏燃料組件的貯存套管，分別位于36個貯存腔內，為了屏蔽乏燃料組件的放射性物質，套管夾層使用了純金屬鎘板作為屏蔽材料；上/下支承板用于排列和固定貯存套管，保證36根貯存套管的中心距，并保證貯存套管整體軸線的垂直；圍板包裹在由上下支承板和貯存套管組成的框架外面，用于保護整個框架不受外力的破壞。
本實施例的原理由于鎘遇水會逐漸分解，并在分解過程中產生毒性，這樣就不能 保證鎘泄露部位的中子被屏蔽，本發明貯存套管采用三層結構，通過將夾層鎘管包裹在外層鋼管與里層鋼管之間，兩端以連續焊縫密封，使得鎘密封良好不易泄露，從而保證良好的屏蔽性能；再者，通過在貯存腔和貯存套管底部布置第一、第二通水口，使得乏燃料組件周圍流經的冷卻水可從貯存套管的底部流出，流動通暢的冷卻水可以及時帶走乏燃料組件的熱量，冷卻效果好；另外，貯存套管進料口外擴成帶錐度的導向段，便于乏燃料的安全進料，避免出現乏燃料落于貯存裝置上端或者水池與貯存裝置之間等進料事故。
權利要求
1.乏燃料貯存裝置，包括格架(I)和多個貯存套管(2)，所述格架(I)內具有容納各貯存套管(2)的貯存腔(11)，其特征在于所述貯存腔(11)底部設有供冷卻水流通的第一通水口(12);所述貯存套管(2)包括側壁(21)與支承乏燃料組件的底壁(22)，所述側壁(21)由起強度支撐作用的里層鋼管(211)、起屏蔽作用的夾層鎘管(212)、起保護作用的外層鋼管(213)疊置構成，所述的夾層鎘管(212)焊封于里層鋼管(211)與外層鋼管(213)之中，夾層鎘管(212)的位置和長度可保證覆蓋乏燃料組件的活性段；所述貯存套管(2)的進料端擴口成帶錐度的導向段(23)，貯存套管(2)的底部設有與第一通水口相通的第二通水口(24);所述的貯存腔(11)與貯存套管(2)之間設置有定位件；所述的外層鋼管(213)和里層鋼管(211)為對接焊管，夾層鎘管(212)為搭接焊管，所述外層鋼管(213)的對接縱縫、夾層鎘管(212)的搭接縱縫、里層鋼管(211)的對接縱縫錯開布置。
2.如權利要求
I所述的乏燃料貯存裝置，其特征在于所述貯存套管(2)的主體為方管段，貯存套管(2)的導向段(23)設置成方錐形口。
3.如權利要求
2所述的乏燃料貯存裝置，其特征在于所述的格架(I)包括上支承板(13 )、下支承板(14 )、固定在上、下支承板外圍的圍板(16 )，所述上支承板(13 )上設有供貯存套管(2)伸入的開口，所述下支承板(14)上設有對貯存套管(2)定位的定位座，所述的開口與定位座之間的空間形成所述的貯存腔(11)。
4.如權利要求
3所述的乏燃料貯存裝置，其特征在于所述的定位件包括設置在所述貯存套管外側面的第一凸臺(31)以及設置于所述貯存腔內壁上的第二凸臺(32)，第一凸臺(31)與第二凸臺(32)搭接匹配。
5.如權利要求
4所述的乏燃料貯存裝置，其特征在于所述的第一凸臺(31)布置在貯存套管(2)的方管段的外壁上，所述第二凸臺(32)配合布置在上支承板(13)的內壁上。
6.如權利要求
3-5之一所述的乏燃料貯存裝置，其特征在于所述的第一通水口(12)和第二通水口(24)均有多個，分別環繞狀布置在貯存腔(11)、貯存套管(2)底壁上。
7.如權利要求
6所述的乏燃料貯存裝置，其特征在于所述的里層鋼管(211)上布置有一圈用于定位夾層鎘管(212)的定位板，所述夾層鎘管(212)置于定位板上。
8.如權利要求
7所述的乏燃料貯存裝置，其特征在于所述的乏燃料貯存裝置還包括可調整格架高度的平面微調裝置(4)，所述的平面微調裝置(4)包括設置于格架底端的調整螺桿(41)，連接于調整螺桿(41)下端的墊板(42)，所述下支承板(14)上穿設有螺套(43)，所述調整螺桿(41)與螺套(43)螺紋連接；所述貯存套管(2)底壁上設有供所述螺套(43)穿越的開孔，螺套(43)上端連接有將貯存套管(2)與格架(I)固定的螺母(44)。
9.如權利要求
8所述的乏燃料貯存裝置，其特征在于所述調整螺桿(41)的下端設置有球頭，墊板(42 )上設置有球面凹座(46 )，調整螺桿(41)通過球頭與球面凹座(41)的配合鉸接于墊板(42)內。
專利摘要
本發明涉及一種乏燃料貯存裝置，包括格架和多個貯存套管，所述格架內具有容納各貯存套管的貯存腔，所述貯存腔底部設有供冷卻水流通的第一通水口；所述貯存套管包括側壁與支承乏燃料組件的底壁，所述側壁由起強度支撐作用的里層鋼管、起屏蔽作用的夾層鎘管、起保護作用的外層鋼管疊置構成，所述的夾層鎘管焊封于里層鋼管與外層鋼管之中，夾層鎘管的位置和長度可保證覆蓋乏燃料組件的活性段；所述貯存套管的進料端擴口成帶錐度的導向段，貯存套管的底部設有與第一通水口相通的第二通水口；所述的貯存腔與貯存套管之間設置有定位件。本發明的乏燃料貯存裝置具有密封性好、冷卻水流通順暢、冷卻效果好、不易出現進料事故等優點。
文檔編號G21C19/06GKCN101916602SQ201010226266
公開日2012年8月22日 申請日期2010年7月13日
發明者戴平, 蘇麗 申請人:浙江博凡動力裝備有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (1),