核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器，其包括筒體、設在筒體上端面的頂蓋和設在筒體下端面的底蓋，頂蓋與筒體可拆卸固定連接；所述筒體的筒壁為中空夾層結構，包括內筒壁、外筒壁和由內外筒壁圍成的內腔，內腔從里到外依次填充有鉛層和含硼樹脂板層，鉛層和含硼樹脂板層之間設中殼壁進行分隔；含硼樹脂板層中設有波形傳熱板，波形傳熱板與外筒壁及中殼壁均為面接觸。與現有技術相比，本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器具有可靠中子屏蔽功能及優良的導熱性能，因此可以在裝載燃料貯罐期間為燃料貯罐提供結構保護和輻射屏蔽，并可以滿足燃料貯罐向混凝土貯存容器的傳送功能。
【專利說明】
核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器
技術領域
[0001]本發明屬于核電廠乏燃料干式貯存領域，更具體地說，本發明涉及一種核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器。
【背景技術】
[0002]乏燃料從核電廠反應堆堆芯卸出后需先放置在核電廠內的配套貯存水池中貯存，待乏燃料放射性和衰變熱降低到可允許條件下才能進行干式貯存。在進行干式貯存時，乏燃料組件首先需要裝載入燃料貯罐中，燃料貯罐一般為薄壁結構，因此需將燃料貯罐裝載進起屏蔽功能的轉運容器中進行乏燃料的裝載，在乏燃料組件裝載完畢后，燃料貯罐被焊接密封，并隨轉運容器轉運至貯存場，再將燃料貯罐從轉運容器轉移至混凝土貯存容器內，實現燃料貯罐的最終貯存。轉運容器一般需要具備如下四個功能:一，提供燃料貯罐的結構保護；二，提供燃料貯罐操作過程中的輻射屏蔽;三，提供燃料貯罐與混凝土筒倉之間的傳送功能；四，用于裝載燃料貯罐進行燃料轉載、密封及容器轉換等操作。因此，轉運容器在滿足屏蔽功能的同時，還需要根據燃料貯罐和混凝土貯存容器的結構，確定轉運容器與之接口的結構和尺寸，滿足工藝操作要求，保證乏燃料組件的安全和操作人員的輻射安全。
[0003]目前，已公開核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的筒體外側一般包裹一圈水夾套層，內部充滿一定厚度的水層，用于吸收屏蔽中子。但是，該種設計會導致轉運容器的整體強度較低，而且，在轉運容器發生傾覆或者跌落等事故工況下，水夾套可能破損，導致轉運容器部分屏蔽功能失效。另外，由于水的導熱系數較低，水夾套內的水層也無法形成有效的自然對流，因此其導熱能力也較弱。
[0004]鑒于已公開轉運容器在中子屏蔽和導出熱負荷方面的缺點，有必要設計一種具有可靠中子屏蔽功能及優良導熱性能的核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于:提供一種具有可靠中子屏蔽功能及優良導熱性能的核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器。
[0006]為了實現上述目的，本發明提供了一種核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器，其包括筒體、設在筒體上端面的頂蓋和設在筒體下端面的底蓋，頂蓋與筒體可拆卸固定連接;所述筒體的筒壁為中空夾層結構，包括內筒壁、外筒壁和由內外筒壁圍成的內腔，內腔從里到外依次填充有鉛層和含硼樹脂板層，鉛層和含硼樹脂板層之間設中殼壁進行分隔；含硼樹脂板層中設有波形傳熱板，波形傳熱板與外筒壁及中殼壁均為面接觸。
[0007]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的一種改進，所述含硼樹脂板層包括多塊彼此獨立的含硼樹脂板，含硼樹脂板分別以適配的方式插入波形傳熱板與外筒壁、中殼壁圍成的腔室內。
[0008]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的一種改進，所述波形傳熱板的材質為純銅。
[0009]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的一種改進，所述底蓋和頂蓋也均為具有內腔的中空夾層結構;底蓋的內腔從上到下依次填充有鉛層和含硼樹脂板層;頂蓋的內腔從上到下依次填充有含硼樹脂板層和鉛層。
[0010]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的一種改進，所述底蓋上開有通孔，通孔處設有可開合的封蓋。
[0011]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的一種改進，所述封蓋為密封的中空夾層結構，封蓋的內腔中填充有鉛層。
[0012]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的一種改進，所述筒體的上部對稱設有兩個上部吊耳、下部對稱設有兩個下部吊耳，吊耳用于對筒體進行吊裝。
[0013]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的一種改進，每一吊耳均包括承重塊、吊軸及軸向限位板;承重塊固定插裝在筒體上，承重塊外側開有螺紋孔；吊軸的內端設有外螺紋并旋入到承重塊的螺紋孔內固定，軸向限位板固定在吊軸的外端。
[0014]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的一種改進，所述頂蓋包括頂面，其頂面在一圓周方向上均勻鑲嵌有若干個固定塊，每一固定塊上均開有用于吊裝頂蓋的螺紋孔。
[0015]作為本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的一種改進，所述頂蓋與筒體的可拆卸連接的結構為:筒體的頂端端面設有法蘭，法蘭上設有螺紋孔，頂蓋在與法蘭螺紋孔對應的位置開有通孔，頂蓋通過螺釘與法蘭固定連接。
[0016]與現有技術相比，本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器具有可靠中子屏蔽功能及優良的導熱性能，因此可以在裝載燃料貯罐期間為燃料貯罐提供結構保護和輻射屏蔽，并可以滿足燃料貯罐向混凝土貯存容器的傳送功能。
【附圖說明】
[0017]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轉運容器及其有益技術效果進行詳細說明。
[0018]圖1為本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的立體示意圖。
[0019]圖2為本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的筒體的部分剖視示意圖。
[0020]圖3為本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的底蓋的剖面圖。
[0021]圖4為本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的筒體的水平剖示圖。
[0022]圖5為本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的波形傳熱板與周邊部件的配合結構示意圖。
[0023]圖6為本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的波形傳熱板的立體示意圖。
[0024]圖7為本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的頂蓋的局部剖視圖。
[0025]圖8為本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的吊耳的部分剖視圖。
[0026]圖9為本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的法蘭的結構示意圖。
[0027]圖10為本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器的封蓋的剖視圖。
【具體實施方式】
[0028]為了使本發明的目的、技術方案和有益技術效果更加清晰明白，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，并不是為了限定本發明。
[0029]請參閱圖1，本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器包括筒體2、設在筒體2上端面的頂蓋I和設在筒體2下端面的底蓋3。頂蓋3與筒體2可拆卸固定連接。筒體2的筒壁21、頂蓋I以及底蓋3均為中空夾層結構，它們的外殼均采用鋼材料制成，也可以采用其他金屬材料制成，內腔中則都填充有鉛層和含硼樹脂板層。轉運乏燃料時，先將乏燃料裝載在燃料貯罐內，然后將燃料貯罐放置在具有吸收伽馬和中子輻射功能的轉運容器筒體內，利用轉運容器對乏燃料進行水平轉移。由于筒體2與頂蓋I及底蓋3的連接方式均可采用現有技術實現，此處不再贅述，以下僅對筒體2、頂蓋I以及底蓋3的具體結構進行詳細說明。
[0030]請參閱圖2及圖3，筒體2的筒壁21和底蓋3為密封的中空夾層結構。筒體2的筒壁21包括內筒壁、外筒壁和由內外筒壁圍成的內腔，內腔從里到外依次填充有鉛層22和含硼樹脂板層23，鉛層22和含硼樹脂板層23之間由中殼壁24進行分隔。底蓋3的內腔從上到下依次填充有鉛層31和含硼樹脂板層32。含硼樹脂板層23、32的含硼樹脂板為固態板體，其具有優異的屏蔽中子性能，而且不存在液體屏蔽層的缺點。本發明將筒體2的筒壁21以及底蓋3設計為密封的中空夾層結構，并在內腔內填充鉛層和含硼樹脂板層，因此轉運容器能夠屏蔽伽馬和中子在徑向及軸向的輻射，而且頂蓋I和底蓋3的外殼以及筒體2的筒壁21都采用鋼材料制成，整體結構安全可靠，不會出現轉運容器損壞的情況，具有可靠的中子屏蔽功能。
[0031]請參閱圖4至圖6，含硼樹脂板層23中設有波形傳熱板26，波形傳熱板26與筒體2的外筒壁及中殼壁24均為面接觸。含硼樹脂板層包括多塊彼此獨立的含硼樹脂板;每一含硼樹脂板的截面為梯形或近似梯形，其以適配的方式插入波形傳熱板26與外筒壁、中殼壁24圍成的梯形腔室內。波形傳熱板26可以提高筒壁21的徑向傳熱性能，其和含硼樹脂板層23的交錯結構又可以保證乏燃料的徑向輻射不會從兩者之間的裝配間隙內溢出。波形傳熱板26為由純銅制成的管狀波形板，其高度與筒體2內腔的高度一致。
[0032]請參考圖3和圖7，底蓋3上開有通孔33，通孔33處設有可開合的封蓋34。頂蓋I為密封的中空夾層結構，頂蓋內腔從上到下依次填充有含硼樹脂板層11和鉛層12，使得頂蓋I可以屏蔽乏燃料軸向伽馬輻射以及吸收乏燃料軸向擴散的中子。為了方便吊裝頂蓋，頂蓋I的頂面在一圓周方向上均勻鑲嵌有若干個固定塊13，固定塊13上開有用于吊裝頂蓋I的螺紋孔14。在吊裝時，將帶有外螺紋的吊耳旋入螺紋孔14內即可對頂蓋I進行吊裝。
[0033]請參考圖8，筒體2的上部對稱設有兩個上部吊耳25、下部對稱設有兩個下部吊耳25，吊耳用于對筒體進行吊裝，上部吊耳與下部吊耳結構相同。其中，吊耳25包括承重塊251、吊軸252及軸向限位板253，承重塊251固定插裝在筒體筒壁21上，并通過焊接與筒體筒壁21以及中殼壁24固定連接。承重塊251外側開有螺紋孔，吊軸252的內端設有外螺紋并旋入到承重塊251的螺紋孔內固定，軸向限位板253固定在吊軸252的外端。承重塊251通過鑲嵌并焊接的方式固定于筒體2，使得吊耳25更加堅固不會輕易斷裂;軸向限位板253可以通過螺釘254固定在吊軸252的外端端面處。軸向限位板253的外徑比吊軸252的外徑大，對筒體2進行吊裝時，將吊繩套在吊軸252上，軸向限位板253能夠限制吊繩向外滑出。
[0034]請參考圖1、2、7、9，在本實施例中頂蓋I與筒體2的可拆卸連接結構為:筒體2頂端端面設有法蘭27，法蘭27上設有螺紋孔271，頂蓋2在與法蘭螺紋孔271對應位置開有通孔(未標示)，頂蓋2通過螺釘15與法蘭27固定連接。上述結構只是頂蓋I與筒體2可拆卸連接方式的其中一種方式，也可以變更為其他能夠實現的可拆卸連接方式。法蘭27在與鉛層對應位置處開有灌鉛孔272，以方便向筒體2的內腔中灌鉛。
[0035]請參考圖3及圖10，底蓋3的封蓋34為密封的中空夾層結構，封蓋34的內腔中填充有鉛層341。封蓋34包括插裝在底蓋通孔33內緊密配合的突出部分342、以及固定在突出部分342的一端的蓋板343。突出部分342的內腔為中空夾層結構，鉛層341填充在內腔內以實現伽馬輻射屏蔽。蓋板343的外圓周上開有通孔，底蓋3在與通孔對應的位置設有螺紋孔，蓋板343通過螺釘345與底蓋3固定連接。蓋板343在與底蓋3接觸一側設有密封圈344，以進一步提高封蓋34的密封性能。
[0036]在使用本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器時，先將乏燃料裝載在燃料貯罐內，然后打開轉運容器的頂蓋I，將燃料貯罐放在轉運容器的筒體2內，然后蓋好頂蓋I，將燃料貯罐轉移到混凝土貯存容器處。在轉運容器向混凝土貯存容器內轉移燃料貯罐前，先卸下轉運容器的頂蓋I和底部的封蓋34，將轉運容器的筒體2的頂端和混凝土貯存容器的入口在水平狀態下進行對接，然后將液壓臂從轉運容器的底蓋3的通孔33處伸入，利用液壓臂將燃料貯罐推進到混凝土貯存容器中，從而完成轉移。
[0037]綜上所述，本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器既能夠屏蔽伽馬和中子的徑向輻射，又能屏蔽伽馬和中子的軸向輻射，而且轉運容器的筒體、底蓋、頂蓋的外殼均采用鋼材料或者其他金屬材料制成，整體強度高，不會出現因轉運容器損壞而發生輻射泄露的現象。
[0038]與現有技術相比，本發明核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器至少具有以下優點:
[0039]I)筒體、頂蓋以及底蓋的外殼都采用鋼材料或者其他金屬材料制成，內腔中采用鉛層和固態的含硼樹脂板作為中子屏蔽層，因此整體結構安全可靠，不會出現轉運容器損壞的情況，具有可靠的中子屏蔽功能；
[0040]2)在筒體2的含硼樹脂板層中設有波形傳熱板，提高了筒體2的徑向傳熱性能，能夠高效地將乏燃料產生的熱量導出。
[0041]根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還可以對上述實施例進行適當的變更和修改。因此，本發明并不局限于上面揭示和描述的具體實施例，對本發明的一些修改和變更也應當落入本發明的權利要求的保護范圍內。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本發明構成任何限制。
【主權項】
1.一種核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器，其包括筒體、設在筒體上端面的頂蓋和設在筒體下端面的底蓋，頂蓋與筒體可拆卸固定連接;其特征在于:所述筒體的筒壁為中空夾層結構，包括內筒壁、外筒壁和由內外筒壁圍成的內腔，內腔從里到外依次填充有鉛層和含硼樹脂板層，鉛層和含硼樹脂板層之間設中殼壁進行分隔;含硼樹脂板層中設有波形傳熱板，波形傳熱板與外筒壁及中殼壁均為面接觸。2.根據權利要求1所述的核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器，其特征在于:所述含硼樹脂板層包括多塊彼此獨立的含硼樹脂板，含硼樹脂板分別以適配的方式插入波形傳熱板與外筒壁、中殼壁圍成的腔室內。3.根據權利要求1所述的核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器，其特征在于:所述波形傳熱板的材質為純銅。4.根據權利要求1至3中任一項所述的核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器，其特征在于:所述底蓋和頂蓋也均為具有內腔的中空夾層結構；底蓋的內腔從上到下依次填充有鉛層和含硼樹脂板層;頂蓋的內腔從上到下依次填充有含硼樹脂板層和鉛層。5.根據權利要求1至3中任一項所述的核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器，其特征在于:所述底蓋上開有通孔，通孔處設有可開合的封蓋。6.根據權利要求5所述的核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器，其特征在于:所述封蓋為密封的中空夾層結構，封蓋的內腔中填充有鉛層。7.根據權利要求1至3中任一項所述的核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器，其特征在于:所述筒體的上部對稱設有兩個上部吊耳、下部對稱設有兩個下部吊耳，吊耳用于對筒體進行吊裝。8.根據權利要求7所述的核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器，其特征在于:每一吊耳均包括承重塊、吊軸及軸向限位板;承重塊固定插裝在筒體上，承重塊外側開有螺紋孔；吊軸的內端設有外螺紋并旋入到承重塊的螺紋孔內固定，軸向限位板固定在吊軸的外端。9.根據權利要求1至3中任一項所述的核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器，其特征在于:所述頂蓋包括頂面，其頂面在一圓周方向上均勻鑲嵌有若干個固定塊，每一固定塊上均開有用于吊裝頂蓋的螺紋孔。10.根據權利要求1至3中任一項所述的核電廠乏燃料干式貯存用轉運容器，其特征在于:所述頂蓋與筒體的可拆卸連接的結構為:筒體的頂端端面設有法蘭，法蘭上設有螺紋孔，頂蓋在與法蘭螺紋孔對應的位置開有通孔，頂蓋通過螺釘與法蘭固定連接。
【文檔編號】G21F1/12GK106024085SQ201610421627
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月14日
【發明人】劉翠波
【申請人】中廣核工程有限公司, 中國廣核集團有限公司