用于乏燃料密集贮存的网状夹层结构贮存腔及其贮存格架
阅读说明：本技术 用于乏燃料密集贮存的网状夹层结构贮存腔及其贮存格架 (Netted sandwich structure storage cavity for dense spent fuel storage and storage grillwork thereof ) 是由 李雷 朱自强 黄然 邵长磊 刘建文 孙贺 任文俊 贺小明 党哈雷 于 2021-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了用于乏燃料密集贮存的网状夹层结构贮存腔及其贮存格架,所述贮存腔为两层或多层中子吸收板(4)之间放置网状支撑(2),并整体放置于中子吸收包壳(1)及贮存腔(3)焊接组成的空腔内,所述网状支撑(2)保证各层所述中子吸收板(4)间的水隙。采用具有网状支撑结构的网状夹层结构式中子吸收板的中子吸收板布置方案,使燃料贮存格架能够实现更密集的燃料贮存,同时网状支撑结构可以承受垂直于中子吸收板的压力,具有更高的临界安全性、更好的水池布置适应性以及相对较低的中子吸收材料用量及制造成本。(The invention discloses a net-shaped sandwich structure storage cavity for dense storage of spent fuel and a storage framework thereof, wherein a net-shaped support (2) is arranged between two or more layers of neutron absorption plates (4) and is integrally arranged in a cavity formed by welding a neutron absorption cladding (1) and the storage cavity (3), and the net-shaped support (2) ensures water gaps among the neutron absorption plates (4) of each layer. The neutron absorption plate arrangement scheme of the mesh sandwich structure type neutron absorption plate with the mesh support structure is adopted, so that the fuel storage grillwork can realize more dense fuel storage, and meanwhile, the mesh support structure can bear the pressure perpendicular to the neutron absorption plate, so that the fuel storage grillwork has higher critical safety, better pool arrangement adaptability, lower neutron absorption material consumption and lower manufacturing cost.)
技术领域
本发明属于乏燃料技术领域，特别涉及一种乏燃料贮存或后处理技术领域。
背景技术
乏燃料贮存格架用于存放已辐照的燃料组件，并保证对于核电站寿期内所有可能的运行或事故工况，存放的燃料组件均能满足次临界的要求。从堆芯卸出的乏燃料组件具有很强的放射性并将持续释放热量，需要在乏燃料水池中贮存一定年限(一般为10年)后才能外运进行干式贮存或后处理。而目前国内的燃料干式贮存及后处理设施还不完善，对乏燃料主要依赖于厂内湿式贮存。
核电厂内乏燃料池的贮存空间有限，为减轻日益增加的乏燃料贮存压力，增加乏燃料组件贮存量，新建核电厂内普遍采用密集型贮存方式，即：尽可能减小燃料贮存格架贮存腔之间的间距。而为防止乏燃料组件的临界，还需要在相邻贮存腔间放置中子吸收材料。
在国内现有的临界安全标准下，要实现在乏燃料的密集贮存，也即在限定空间内尽可能多的布置贮腔，缩小贮腔间距，其主要方式由提高中子吸收材料的吸收性能及优化布置方式，本发明立足于布置方式的优化。
本发明采用的一种用于乏燃料密集贮存的网状夹层结构贮存腔及其贮存格架，是通过以网状支撑结构为特征的结构布置优化设计,保证复合结构中水隙的一种中子吸收体结构，利用双重或多重中子吸收截面增强中子吸收效果。采用本特征的乏燃料贮存格架，可以保持其自身的紧凑结构，从而实现在同样尺寸条件下实现尽可能小的贮腔设计间距，实现乏燃料密集贮存，满足临界安全要求的同时，提高了乏燃料贮存容量，并且减少了中子吸收材料用量较少，经济性高。
发明内容
本发明提出一种用于乏燃料密集贮存的网状夹层结构贮存腔及其贮存格架，即在燃料贮存格架的各贮存腔四周的每一面布置两块或多块中子吸收板，各块中子吸收板间夹有水层，水层间采用网状结构支撑。采用该中子吸收板布置方案的燃料贮存格架能够实现更密集的燃料贮存，具有更高的临界安全性以及相对较低的制造成本。
所述用于乏燃料密集贮存的网状夹层结构贮存腔为两层或多层中子吸收板(4)之间放置网状支撑(2)，并整体放置于中子吸收包壳(1)及贮存腔(3)焊接组成的空腔内，所述网状支撑(2)保证各层所述中子吸收板(4)间的水隙。
用于乏燃料密集贮存的网状夹层结构贮存格架由若干个所述的用于乏燃料密集贮存的网状夹层结构贮存腔组成，所述用于乏燃料密集贮存的网状夹层结构贮存腔(8)采用棋盘式间隔布置，所述贮存格架边缘间隔放置具有网状支撑结构的网状夹层结构式中子吸收板的边腔(7)，所述具有网状支撑结构的网状夹层结构式中子吸收板的边腔(7)和所述用于乏燃料密集贮存的网状夹层结构贮存腔(8)分别与格架底板(9)焊接连接，所述具有网状支撑结构的网状夹层结构式中子吸收板的边腔(7)和所述用于乏燃料密集贮存的网状夹层结构贮存腔(8)之间采用连接板(10)固定，所述格架底板(9)及所述连接板(10)焊接组成。
本发明相对于现有技术具有如下技术特点：
1)采用水隙复合板结构，中间层为充水的网状支撑结构层；
2)中间层两侧为中子吸收材料层，利用中子吸收材料与网状结构水隙层的多重界面，可以有效利用中子吸收材料吸收能力最强的表层厚度及水的慢化效果；
3)可通过调整水隙厚度、中子吸收板厚度及数量(层数)适应各种富集度、燃耗深度的燃料组件贮存；
4)在相同贮存间距下可减少中子吸收材料用量，在提升燃料贮存容量的同时仍具有较高经济性；
5)采用本结构的格架可实现燃料组件全池存放且无需额外操作管控措施。
附图说明
图1为本发明实施例的具有网状支撑结构的网状夹层结构式中子吸收板布置示意图；
图2为本发明实施例的具有网状支撑结构的网状夹层结构式中子吸收板剖面图；
其中，1-中子吸收板包壳、2-网状支撑、3-贮存腔、4-中子吸收板；
图3为典型的具有网状支撑结构的网状夹层结构式中子吸收板结构的贮存腔主视图；
图4为典型的具有网状支撑结构的网状夹层结构式中子吸收板结构的贮存腔俯视图；
其中，5-燃料贮存腔、6-中子吸收板及包壳；
图5为采用本发明具有网状支撑结构的网状夹层结构式中子吸收板的燃料贮存格架局部平面图；
其中，7-具有网状支撑结构的网状夹层结构式中子吸收板的边腔、8-用于乏燃料密集贮存的网状夹层结构贮存腔、9-格架底板、10-连接板。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明中的具有网状支撑结构的网状夹层结构式中子吸收板结构由两层或多层中子吸收板4、网状支撑2、中子吸收板包壳1及贮存腔3组成。将两层或多层中子吸收板之间放置网状支撑，并整体放置于中子吸收包壳及贮存腔焊接组成的空腔内，由网状支撑保证各层中子吸收板间的水隙。
如图2及图3所示，典型的具有网状支撑结构的网状夹层结构式中子吸收板的贮存腔由燃料贮存腔5与4个带有网状支撑结构的网状夹层结构的中子吸收板及包壳6组成，中子吸收板及包壳6与燃料贮存腔5焊接。
燃料贮存格架则由若干个所述的用于乏燃料密集贮存的网状夹层结构贮存腔组成，所述用于乏燃料密集贮存的网状夹层结构贮存腔8采用棋盘式间隔布置，所述贮存格架边缘间隔放置具有网状支撑结构的网状夹层结构式中子吸收板的边腔7，所述具有网状支撑结构的网状夹层结构式中子吸收板的边腔7和所述用于乏燃料密集贮存的网状夹层结构贮存腔8分别与格架底板9焊接连接，所述具有网状支撑结构的网状夹层结构式中子吸收板的边腔7和所述用于乏燃料密集贮存的网状夹层结构贮存腔8之间采用连接板10固定，所述格架底板9及所述连接板10焊接组成。
本发明中采用具有网状支撑结构的网状夹层结构式中子吸收板的中子吸收板布置方案，使燃料贮存格架能够实现更密集的燃料贮存，同时网状支撑结构可以承受垂直于中子吸收板的压力，具有更高的临界安全性、更好的水池布置适应性以及相对较低的中子吸收材料用量及制造成本。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。上述实施例或实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。