本實(shí)用新型屬于核電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本實(shí)用新型涉及一種核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐。

背景技術(shù)：

核電廠乏燃料干式貯存中，常采用在混凝土臥式模塊內(nèi)水平放置、貯存已裝載有乏燃料組件的燃料貯罐，然后封堵腔室進(jìn)口進(jìn)行燃料貯罐的長(zhǎng)期貯存。

其中，燃料貯罐的主要功能是：1)提供密封，包容放射性物質(zhì)；2)為乏燃料組件提供結(jié)構(gòu)支撐，維持乏燃料組件的次臨界狀態(tài)；3)提供一定的輻射屏蔽功能。

燃料貯罐一般具有一個(gè)厚頂蓋(200mm以上)，當(dāng)燃料貯罐裝載乏燃料組件后，需要將頂蓋落下與燃料貯罐筒體閉合。厚頂蓋用于屏蔽軸向方向的輻射，防止人員在進(jìn)行頂蓋密封焊接時(shí)接受過量的輻射。另外為了排出燃料貯罐內(nèi)部的水體，需要設(shè)置一根直通燃料貯罐底部的排水管。

而目前現(xiàn)有的燃料貯罐，其排水管一般設(shè)置在頂蓋上，這樣當(dāng)燃料貯罐在水下裝滿乏燃料組件后，需要用吊車將頂蓋移到燃料貯罐的正上部，精確定位后，使頂蓋在水下慢慢向下移動(dòng)，保證排水管精確插入到燃料貯罐內(nèi)部排水管保護(hù)套管內(nèi)，因排水管外徑與排水管保護(hù)套管內(nèi)徑差別很小，因此對(duì)操作的精度要求很高，需要密切觀察排水管是否和排水管保護(hù)套管發(fā)生干涉。若不能精確定位或者操作過程中吊車有輕微移位，則可能導(dǎo)致已經(jīng)插入到排水管保護(hù)套管內(nèi)的排水管彎曲變形，因此這種方式在水下的操作難度較大。

現(xiàn)有技術(shù)中，設(shè)在燃料貯罐內(nèi)部的燃料籃一般為方管或直板拼接的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，這種燃料籃的壁厚較薄，在燃料貯罐發(fā)生諸如跌落等事故工況受到較大沖擊載荷時(shí)，可能導(dǎo)致燃料籃因沖擊力而變形，出現(xiàn)乏燃料組件無法回取的嚴(yán)重情況。另外，蜂窩狀燃料籃在貯存狀態(tài)下與燃料貯罐內(nèi)壁的接觸面積很小，因此燃料貯罐內(nèi)的乏燃料釋熱一般只能通過輻射和內(nèi)部惰性氣體的自然對(duì)流導(dǎo)出，因此燃料包殼的峰值溫度較高，距離法規(guī)要求的溫度限值較近，安全裕度較小。

有鑒于此，確有必要提供一種水下操作簡(jiǎn)單、抗沖擊能力強(qiáng)、導(dǎo)熱能力強(qiáng)的核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐，以降低操作人員的受輻照劑量，并實(shí)現(xiàn)乏燃料組件的安全可靠貯存。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于：提供一種水下操作簡(jiǎn)單、抗沖擊能力強(qiáng)、導(dǎo)熱能力強(qiáng)的核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐，以降低操作人員的受輻照劑量，并實(shí)現(xiàn)乏燃料組件的安全可靠貯存。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐，其包括筒體、上端蓋、下端蓋和設(shè)于筒體內(nèi)部的燃料籃，下端蓋固定連接在筒體的底部，上端蓋固定連接在筒體的頂部；所述筒體包括屏蔽塊和排水管，所述屏蔽塊設(shè)置在筒體頂部的內(nèi)壁上，屏蔽塊內(nèi)部設(shè)有折彎90°的通孔，通孔的上端設(shè)有封堵板，下端與排水管連通。

作為本實(shí)用新型核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述屏蔽塊分為上下兩層，上下層間形成階梯密封面，屏蔽塊通過階梯密封面與上端蓋貼合。

作為本實(shí)用新型核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述屏蔽塊內(nèi)設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱的L型通孔，兩個(gè)通孔內(nèi)都設(shè)有快速接頭；其中一個(gè)通孔的末端設(shè)有堵塊，并在該通孔的下端開設(shè)與之相連通的連接通孔，所述連接通孔與排水管連接。

作為本實(shí)用新型核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述排水管包括圓管、套置于圓管上的六角塊和墊片，排水管的頂部具有外螺紋結(jié)構(gòu)，連接通孔具有內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，連接通孔與排水管通過螺紋嚙合的方式連接。

作為本實(shí)用新型核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述筒體頂部的內(nèi)壁上還設(shè)有擋條和吊耳，擋條沿筒體內(nèi)壁環(huán)繞一周，用于放置和定位上端蓋；吊耳均勻分布在筒體的內(nèi)壁上，用于筒體的吊裝。

作為本實(shí)用新型核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述下端蓋包括底板、支撐板、位于底板和支撐板之間的下屏蔽板和安裝在底板上的抓環(huán)，支撐板和底板分別與筒體連接。

作為本實(shí)用新型核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述支撐板上設(shè)有一排水管孔和若干塊均勻分布的限位塊，燃料籃的底部置于限位塊間形成的溝槽內(nèi)，用于約束燃料籃在水平方向的位移；所述下屏蔽板為鉛板或碳鋼板。

作為本實(shí)用新型核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述上端蓋包括頂蓋、上屏蔽板和位于頂蓋和上屏蔽板之間的中間板，上端蓋的上表面與筒體的上沿平齊。

作為本實(shí)用新型核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述上屏蔽板開設(shè)有與屏蔽塊的階梯密封面相匹配的階梯缺口，所述中間板開設(shè)有與屏蔽塊上部形狀相匹配的屏蔽缺口；所述頂蓋的外表面上設(shè)有用于吊裝的螺紋孔。

作為本實(shí)用新型核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述燃料籃包括貯存套筒、上格柵板、中格柵板、下格柵板、旋緊螺柱、支撐圓柱和拉桿，所述上格柵板、中格柵板和下格柵板上開設(shè)有拉桿孔、排水管孔和放置貯存套筒的矩形孔，所述貯存套筒插入上格柵板、中格柵板和下格柵板上的矩形孔中，支撐圓柱固定于相鄰格柵板之間用于支撐定距，拉桿的頂部與旋緊螺柱連接，底部與下格柵板上的拉桿孔螺紋嚙合連接。

作為本實(shí)用新型核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述下格柵板上的拉桿孔具有內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，下格柵板的下表面在拉桿孔的對(duì)應(yīng)位置設(shè)有螺紋柱，用于加深內(nèi)螺紋的長(zhǎng)度。

作為本實(shí)用新型核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述下格柵板的下表面設(shè)有支撐條，燃料籃置于燃料貯罐內(nèi)部時(shí)，支撐條置于支撐板上限位塊形成的溝槽內(nèi)，用于約束燃料籃在水平方向的位移。

作為本實(shí)用新型核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述上格柵板上設(shè)有與吊耳形狀相匹配的缺口；所述中格柵板上還設(shè)有漏液口，用于排水過程時(shí)水體向燃料貯罐底部流動(dòng)。

作為本實(shí)用新型核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐的一種改進(jìn)，所述貯存套筒包括方管、中子吸收體板、包覆片和搭接環(huán)，所述方管四個(gè)外壁上均設(shè)有中子吸收體板，中子吸收體板的外側(cè)設(shè)有包覆片，所述包覆片的邊緣與方管連接；搭接環(huán)置于方管的底部，用于貯存套管和下格柵板的固定連接；貯存套筒分別與上格柵板和下格柵板的矩形孔邊緣固定連接。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐具有以下有益技術(shù)效果：

1)在保證燃料貯罐頂蓋密封性能的同時(shí)降低了水下蓋頂蓋的操作難度，并降低了對(duì)操作過程中人員的輻照劑量；

2)通過格柵板強(qiáng)化乏燃料釋熱的導(dǎo)出，增強(qiáng)燃料籃的強(qiáng)度和剛度，強(qiáng)化了燃料籃的抗沖擊能力，同時(shí)提高了燃料籃的導(dǎo)熱能力，使乏燃料的裝載、貯存等操作安全可靠。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐進(jìn)行詳細(xì)說明，其中：

圖1為本實(shí)用新型核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐的整體結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖2為圖1中筒體的部分剖面示意圖。

圖3為圖2中屏蔽塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3中屏蔽塊的剖面示意圖。

圖5為圖2中排水管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖1中下端蓋的垂直剖面示意圖。

圖7為圖6中支撐板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為圖1中上端蓋的垂直剖面示意圖。

圖9為圖8中頂蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為圖8中中間板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為圖8中上屏蔽板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為圖1中燃料籃的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13為圖12中旋緊螺柱和拉桿的局部放大圖。

圖14為圖12中上格柵板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖15為圖12中中格柵板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖16為圖12中下格柵板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖17為圖12中下格柵板下表面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖18為圖12中貯存套筒的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖19為圖12中貯存套筒的水平剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及其技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中描述的具體實(shí)施方式僅僅是為了解釋本實(shí)用新型，并非為了限定本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型提供了一種核電站乏燃料組件水平貯存用燃料貯罐，其包括筒體100、上端蓋200、下端蓋300和設(shè)于筒體100內(nèi)部的燃料籃400；下端蓋300固定連接在筒體100的底部，上端蓋200固定連接在筒體100的頂部；筒體100包括屏蔽塊110和排水管120，屏蔽塊110設(shè)置在筒體100頂部的內(nèi)壁上，屏蔽塊110內(nèi)部設(shè)有折彎90°的通孔111，通孔111的上端設(shè)有封堵板112，下端與排水管120連通。

請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，筒體100構(gòu)成燃料貯罐的中部，筒體100可采用不銹鋼材料，其兩端分別與上端蓋200和下端蓋300焊接連接，形成一圓柱形的燃料貯罐，其內(nèi)部承受一定壓力，起到包容放射性物質(zhì)的作用。

請(qǐng)參照?qǐng)D2和圖3所示，筒體100包括屏蔽塊110和排水管120，屏蔽塊110為梯形結(jié)構(gòu)，梯形屏蔽塊110焊接在筒體100頂部的內(nèi)壁上，梯形屏蔽塊110分為上下兩層，上層略小于下層，上下層間形成一個(gè)階梯密封面115，在燃料貯罐組裝完成后，階梯密封面115和下端蓋300密封貼合，以防止射線沿接觸縫隙直接溢出。

筒體100頂部的內(nèi)壁上還設(shè)有擋條130和吊耳140，擋條130焊接在筒體100內(nèi)壁的頂端并沿筒體100內(nèi)壁環(huán)繞一周，用于放置和定位上端蓋200，并使安裝后上端蓋200的上沿與筒體的上沿齊平；4個(gè)吊耳140均勻分布在筒體100內(nèi)壁的頂端上，用于筒體100的吊裝等操作。

請(qǐng)參照?qǐng)D4所示，梯形屏蔽塊110的內(nèi)部沿中心面對(duì)稱開設(shè)了兩個(gè)L型通孔111，兩個(gè)通孔111內(nèi)都安裝了快速接頭116；其中一個(gè)L型通孔111的末端用堵塊113封堵，在L型通孔111的下端開設(shè)一個(gè)與這個(gè)L型通孔相通的連接通孔114，連接通孔114具有內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，用于與排水管120連接進(jìn)行排水操作；另一個(gè)L型通孔111向貯罐內(nèi)部通入一定壓力惰性氣體，在乏燃料裝載完畢后，在兩個(gè)通孔111的頂端都蓋上封堵板112，進(jìn)行焊接封堵，改道焊縫構(gòu)成防止放射性物質(zhì)在上端蓋200處泄露的第一道焊縫；設(shè)置L型通孔的目的是防止燃料貯罐的內(nèi)部射線沿通孔直接向外輻照溢出。

請(qǐng)參照?qǐng)D5所示，排水管120包括圓管122、套置于圓管122上的六角塊124和墊片126，六角塊124與圓管122焊接固定，圓管122的頂端具有外螺紋結(jié)構(gòu)，在安裝時(shí)，將墊片126套置于圓管122上并位于六角塊124之上，排水管120通過圓管122頂部的外螺紋結(jié)構(gòu)與屏蔽塊110中連接通孔114的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)相嚙合連接。

請(qǐng)參照?qǐng)D6所示，下端蓋300包括底板310、支撐板320、位于底板310和支撐板320之間的下屏蔽板330和安裝在底板310上的抓環(huán)340。下端蓋300具有三層結(jié)構(gòu)，其主要功能是屏蔽燃料貯罐沿軸向方向的輻射，其中支撐板320和底板310分別與筒體100焊接固定，這樣就在放射性物質(zhì)泄漏的路徑上設(shè)置了兩道焊縫，起到“冗余密封”的效果。下屏蔽板330可選擇鉛板或碳鋼板，位于支撐板320和底板310之間，主要具有屏蔽功能；抓環(huán)340焊接在底板310的下表面，主要用于在水平狀態(tài)下將燃料貯罐推入或拉出混凝土臥式模塊。

請(qǐng)參照?qǐng)D7所示，支撐板320為一圓形鋼板，支撐板320上設(shè)有24塊均勻分布的限位塊324，限位塊324和支撐板320通過焊接固定，限位塊112的截面為一正方形，其中心與燃料籃400中貯存腔室的中心同心；限位塊324間形成溝槽，燃料籃400的底部置于溝槽內(nèi)，用于約束和限制燃料籃400在水平方向的位移；支撐板320在與排水管120對(duì)應(yīng)的位置挖一排水管孔322，排水管120插入其中，用于裝載乏燃料組件后的排水操作。

請(qǐng)參照?qǐng)D8-11所示，上端蓋200包括頂蓋210、上屏蔽板220和位于頂蓋210和上屏蔽板220之間的中間板230。上端蓋200的上沿和筒體100的上沿平齊，焊接一圈角焊縫連接，該道焊縫為防止燃料貯罐內(nèi)放射性物質(zhì)從上端蓋200處泄露的第二道焊縫。

頂蓋210為一圓形鋼板，頂蓋210的外表面上設(shè)有12個(gè)用于吊裝的螺紋孔212，用于后續(xù)燃料貯罐在裝載乏燃料組件后的吊裝操作。中間板230為一個(gè)開設(shè)梯形屏蔽缺口232的薄圓板，其圓弧部分與筒體100焊接，梯形屏蔽缺口232與梯形屏蔽塊110上層的梯形結(jié)構(gòu)相匹配契合，并進(jìn)行焊接固定。這處焊縫與梯形屏蔽塊110和封堵板112之間的焊縫共同構(gòu)成防止燃料貯罐內(nèi)放射性物質(zhì)從上端蓋200處泄露的第一道焊縫屏障。

上屏蔽板220為一開設(shè)梯形階梯缺口222的厚圓板，其材質(zhì)為碳鋼或不銹鋼。屏蔽板220的梯形階梯缺口222與梯形屏蔽塊110的階梯密封面相匹配契合，屏蔽板220置于擋條130上。

請(qǐng)參照?qǐng)D12-17所示，燃料籃400包括貯存套筒410、上格柵板420、中格柵板430、下格柵板440、旋緊螺柱450、支撐圓柱460和拉桿470。上格柵板420為一圓板，其上開設(shè)有24個(gè)均勻分布用于放置貯存套筒410的的矩形孔426，并在圓板邊緣對(duì)稱設(shè)有四個(gè)“凸”形缺口428，在燃料籃400置于燃料貯罐內(nèi)部時(shí)，吊耳140位于“凸”形缺口428的位置；上格柵板420上還開設(shè)一排水管孔424和四個(gè)拉桿孔422，排水管孔424用于穿過排水管120，四個(gè)拉桿孔422用于穿過拉桿470。

中格柵板430共19塊，相鄰格柵板之間距離相同，中格柵板430上開設(shè)有24個(gè)均勻分布用于放置貯存套筒410的矩形孔426，也具有一個(gè)排水管孔424和四個(gè)拉桿孔422，排水管孔424用于穿過排水管120，四個(gè)拉桿孔422用于穿過拉桿470，同時(shí)中格柵板430上還設(shè)有4個(gè)漏液孔432，用于排水過程時(shí)水體向燃料貯罐底部流動(dòng)。

下格柵板440上開設(shè)有24個(gè)均勻分布用于放置貯存套筒410的矩形孔426，也具有一個(gè)排水管孔424和四個(gè)拉桿孔422，排水管孔424用于穿過排水管120，下格柵板440上的拉桿孔422具有內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，用于和拉桿470相嚙合，為了保證嚙合的螺紋長(zhǎng)度，在下格柵板440下表面的拉桿孔對(duì)應(yīng)位置處設(shè)置了一個(gè)螺紋柱442，使得螺紋孔的總深度為40mm。下格柵板440下表面焊接有支撐條444，在燃料籃400置于燃料貯罐內(nèi)部時(shí)，支撐條444置于支撐板320上限位塊324形成的溝槽內(nèi)，約束和限制燃料籃在燃料貯罐內(nèi)的位移。

4根拉桿470插入上格柵板420、19塊中格柵板430和下格柵板440上的拉桿孔422內(nèi)，拉桿470的底部擰入下格柵板440的具有內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)的拉桿孔422內(nèi)，在相鄰格柵板之間插入支撐圓柱460用于支撐定距，最后將旋緊螺柱450與拉桿470的頂端旋緊，將整個(gè)格柵板框架固定。將24根貯存套筒410插入到格柵板中的矩形孔426中，并將貯存套筒410的底部和頂部分別與下格柵板440和上格柵板420的矩形孔426邊緣焊接固定。三種格柵板的尺寸規(guī)格相同，燃料籃置于燃料貯罐內(nèi)時(shí)，格柵板與筒體的內(nèi)壁具有一定的間隙。

請(qǐng)參照?qǐng)D18和圖19所示，貯存套筒410包括方管412、中子吸收體板414、包覆片416和搭接環(huán)418。方管412的四周外壁上包覆有4塊中子吸收體板414，用于吸收中子，中子吸收體板414的外側(cè)包覆一層包覆片416，包覆片416的邊緣焊接在方管412上，從而將中子吸收體板414固定在方管的周圍。搭接環(huán)418為一正方形套環(huán)，焊接在方管412的底部，用于將貯存套筒410和下格柵板440相焊接固定，方管410的頂部與上格柵板420固定焊接，從而將整個(gè)貯存套管固定在燃料籃400上。

結(jié)合以上對(duì)本實(shí)用新型的詳細(xì)描述可以看出，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型至少具有以下有益技術(shù)效果：

1)在保證燃料貯罐頂蓋密封性能的同時(shí)降低了水下蓋頂蓋的操作難度，并降低了對(duì)操作過程中人員的輻照劑量；

2)通過格柵板強(qiáng)化乏燃料釋熱的導(dǎo)出，增強(qiáng)燃料籃的強(qiáng)度和剛度，強(qiáng)化了燃料籃的抗沖擊能力，同時(shí)提高了燃料籃的導(dǎo)熱能力，使乏燃料的裝載、貯存等操作安全可靠。

根據(jù)上述原理，本實(shí)用新型還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本?shí)用新型并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成任何限制。