本發(fā)明涉及核電站燃料技術領域，具體而言涉及一種乏燃料貯存格架。

背景技術：

乏燃料貯存格架是核燃料循環(huán)中的核心設備，廣泛應用于乏燃料在堆貯存、中間離堆貯存以及后處理廠貯存。其主要功能是安全地貯存燃料組件，具體包括從反應堆卸出的已輻照的暫存倒料組件、不再入堆的乏燃料組件、破損燃料組件以及新燃料組件(未輻照的)。所貯存的燃料組件富集度和在堆內運行工況的不同，對貯存格架的結構形式、柵距以及中子吸收體材料的含量都提出了不同的要求。隨著我國核電行業(yè)的快速發(fā)展，乏核燃料貯存格架市場需求巨大。

目前國內在核電廠使用的乏燃料貯存格架貯存套管大多采用硼不銹鋼管，整體結構笨重，采用生根結構(即與水池底板焊接在一起)，大量的工作要在現場進行(安裝、組焊、調整、試驗、檢測等)，且貯存量低，不論是中子吸收能力和貯存能力都已不能滿足國家核安全的新規(guī)定。同時，隨著乏燃料貯存格架的應用，對格架在地震工況下的要求越來越高，現有格架在地震中往往造成格架損壞和對水池結構的破壞。

為此，有必要提出一種新的乏燃料貯存格架。

技術實現要素：

在發(fā)明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發(fā)明的發(fā)明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

本發(fā)明提供了一種乏燃料貯存格架，所述格架包括：

貯存套管，所述貯存套管包括多個獨立且結構一致的貯存室；

底板，所述底板與所述貯存套管底部固定連接；

支撐板，所述支撐板包括與所述貯存套管頂部固定連接的上支撐板；以及，

外圍板，所述外圍板包覆于所述貯存套管外側；

其中，所述格架上還設置有抗震結構，所述抗震結構位于所述貯存套管、所述底板、所述支撐板以及所述外圍板中的一個或多個之上。

示例性地，所述抗震結構包括設置于所述外圍板內壁上的加強筋，所述加強筋設置有與所述底板、支撐板相配合的凹槽。

示例性地，所述抗震結構包括設置在所述支撐板上的多個具有所述貯存室截面形狀的中空結構，從而穿過相鄰貯存室。

示例性地，所述支撐板還包括設置于所述貯存套管頂部和底部之間的中間支撐板。

示例性地，所述抗震結構還包括設置在所述中間支撐板上，位于所述貯存室和所述中間支撐板之間的塞塊，所述塞塊的外側具有與所述中間支撐板的所述中空結構相配合的形狀，所述塞塊的內側具有與所述貯存室外側相配合的形狀。

示例性地，所述貯存室包括貯存管、中子吸收板、包覆板和貯存室底板，其中，所述貯存室底板與所述底板固定連接，和/或所述貯存室頂部與所述上支撐板固定連接。

示例性地，所述貯存室底板與所述底板的固定連接采用螺栓連接。

示例性地，所述貯存室頂部與所述上支撐板的固定連接采用焊接。

示例性地，所述貯存管設置為截面至少為六邊形的貯存管。

示例性地，所述中子吸收板設置在所述貯存管的側壁和包覆板之間。

示例性地，所述中子吸收板為b4c/al中子吸收板。

示例性地，所述格架還包括調整支腿。

示例性地，所述格架還包括位于所述貯存室頂部的導向塊，所述導向塊頂部具有傾斜的斜面。

根據本發(fā)明的乏燃料貯存格架，一方面貯存套管采用獨立且結構同一的貯存室，可模塊化設計與制作，同時可在加工廠完成格架全部的制造、安裝、組焊、檢驗、試驗而不需要在現場進行運抵現場直接投入使用，且格架可根據需要進行任意數量貯存室的組合，具有互換性，從而適用于各種不同水池的尺寸，同時可自由平移；另一方面，格架設置有抗震結構增加了格架結構的穩(wěn)定性，提升了抗震性能，減少了地震中格架相互碰撞以及格架與水池之間碰撞的幾率。

附圖說明

本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。

附圖中：

圖1為根據本發(fā)明的一個實施例的乏燃料貯存格架結構示意圖；

圖2a和2b為根據本發(fā)明的一個實施例的乏燃料貯存格架的支撐板以及塞塊的結構示意圖；

圖3a和3b為根據本發(fā)明的一個實施例的乏燃料貯存格架的圍板以及加強筋的結構示意圖；

圖4a和4b為根據本發(fā)明的一個實施例的乏燃料貯存格架的貯存室及其底板的結構示意圖；

圖5為根據本發(fā)明的一個實施例的乏燃料貯存格架的底板的結構示意圖；

圖6為根據本發(fā)明的一個實施例的乏燃料貯存格架的調整支腿的結構示意圖；

圖7為根據本發(fā)明的一個實施例的乏燃料貯存格架的導向塊的結構示意圖。

具體實施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領域技術人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領域公知的一些技術特征未進行描述。

為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細的描述，以說明本發(fā)明所述乏燃料格架。顯然，本發(fā)明的施行并不限于核電領域的技術人員所熟習的特殊細節(jié)。本發(fā)明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。

應予以注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述具體實施例，而非意圖限制根據本發(fā)明的示例性實施例。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括復數形式。此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。

現在，將參照附圖更詳細地描述根據本發(fā)明的示例性實施例。然而，這些示例性實施例可以多種不同的形式來實施，并且不應當被解釋為只限于這里所闡述的實施例。應當理解的是，提供這些實施例是為了使得本發(fā)明的公開徹底且完整，并且將這些示例性實施例的構思充分傳達給本領域普通技術人員。在附圖中，為了清楚起見，夸大了層和區(qū)域的厚度，并且使用相同的附圖標記表示相同的元件，因而將省略對它們的描述。

目前國內在核電廠使用的乏燃料貯存格架貯存套管采用硼不銹鋼管，整體結構笨重，采用生根結構(即與水池底板焊接在一起)，大量的工作要在現場進行(安裝、組焊、調整、試驗、檢測等)，且貯存量低，不論是中子吸收能力和貯存能力都已不能滿足國家核安全的新規(guī)定。同時，隨著乏燃料貯存格架的應用，對格架在地震工況下的要求越來越高，現有格架在地震中往往造成格架損壞和對水池結構的破壞。

為此，本發(fā)明提供了一種乏燃料貯存格架，所述格架包括：

貯存套管，所述貯存套管包括多個獨立且結構一致的貯存室；

底板，所述底板與所述貯存套管底部固定連接；

支撐板，所述支撐板包括與所述貯存套管頂部固定連接的上支撐板；以及，

外圍板，所述外圍板包覆于所述貯存套管外側；

其中，所述抗震結構位于所述貯存套管、所述底板、所述支撐板以及所述外圍板中的一個或多個之上。

根據本發(fā)明的乏燃料貯存格架，一方面貯存套管采用獨立且結構同一的貯存室，可模塊化設計與制作，同時可在加工廠完成格架全部的制造、安裝、組焊、檢驗、試驗而不需要在現場進行運抵現場直接投入使用，且格架可根據需要進行任意數量貯存室的組合，具有互換性，從而適用于各種不同水池的尺寸，同時可自由平移；另一方面，格架設置了抗震結構，增加了格架結構的穩(wěn)定性，提升了抗震性能，減少了地震中格架相互碰撞以及格架與水池之間碰撞的幾率。

下面參看附圖對本發(fā)明的乏燃料貯存格架進行示例性說明。其中圖1為根據本發(fā)明的一個實施例的乏燃料貯存格架結構示意圖；圖2a和2b為根據本發(fā)明的一個實施例的乏燃料貯存格架的支撐板以及塞塊的結構示意圖；圖3a和3b為根據本發(fā)明的一個實施例的乏燃料貯存格架的圍板以及加強筋的結構示意圖；圖4a和4b為根據本發(fā)明的一個實施例的乏燃料貯存格架的貯存室及其底板的結構示意圖；圖5為根據本發(fā)明的一個實施例的乏燃料貯存格架的底板的結構示意圖；圖6為根據本發(fā)明的一個實施例的乏燃料貯存格架的調整支腿的結構示意圖；圖7為根據本發(fā)明的一個實施例的乏燃料貯存格架的導向塊的結構示意圖。

參看圖1，乏燃料貯存格架包括貯存套管1，底板2，支撐板3，以及外圍板4。所述貯存套管1包括多個獨立且結構一致的貯存室5，所述多個獨立且結構一致的貯存室使得所述貯存套管便于模塊化設計與制造，使得所貯存格架可在加工廠完成全部的制造、安裝、組焊、檢測等工序，而不需要現場進行，運抵現場直接投入使用，且格架可自由平移；且格架可根據需要進行任意數量的組合，具有互換性，從而適用于各種不同水池的尺寸，同時可自由平移。所述支撐3包括上支撐板6，所述貯存套管1頂部與所述上支撐板6與固定連接。繼續(xù)參看圖1，所述外圍板4包覆于所述貯存套管1的外側。所述格架還包括抗震結構，所述抗震結構位于所述貯存套管、所述底板、所述支撐板以及所述外圍板中的一個或多個之上，用以固定所述貯存套管、所述底板、所述支撐板以及所述外圍板中的一個或多個以構成整體結構，提升了格架的整體穩(wěn)定性，從而提升格架的抗震性能，減少了地震中格架相互碰撞以及格架與水池之間碰撞的幾率。

示例性地，所述抗震結構包括設置在所述支撐板上的多個具有所述貯存室截面形狀的中空結構，從而穿過相鄰貯存室，參看圖2，示出了根據本發(fā)明的一個實施例的支撐板的結構示意圖，所述支撐板上3設置有多個中空結構3-1，從而穿過相鄰貯存室5與所述貯存套管1固定連接。所述支撐板設置為具有多個所述貯存管截面形狀的中空結構的支撐板，從而可穿過相鄰的貯存室，從而將單個獨立的貯存室固定成一個整體的貯存套管，提升格架的整體性和穩(wěn)定性，減少地震中相鄰貯存室之間的碰撞幾率，從而提升格架的抗震性能。需要理解的是，本實施例所示出的支撐板的形狀和機構僅僅是示例性地，任何支撐板可與貯存室頂部固定連接，均可適用于本發(fā)明。

示例性地，所述抗震結構包括設置在所述外圍板內壁的加強筋，所述加強筋設置有與所述底板、支撐板相配合的凹槽。參看圖3a，示出了根據本發(fā)明的一個實施例的外圍板的展開示意圖，其中外圍板4上設置有加強筋4-1。所述加強筋4-1設置有與所述底板、支撐板相配合的凹槽。如圖3b中示出的加強筋截面的示意圖，所述加強筋4-1截面設置有凹槽4-2，所述凹槽4-2用以與支撐板3和底板2相配合。一方面，進一步對所述貯存套管的模塊化結構加強固定，進一步，提升抗震能力；另一方面，加強筋設計在外圍板的內表面，保證格架結構外表面光滑平整，減少了地震中格架相互碰撞以及格架與水池之間碰撞的幾率。

示例性地，所述支撐板還包括設置于所述貯存套管頂部和底部之間的中間支撐板。繼續(xù)參看圖1和圖2a，所述支撐板3還包括設置于所述貯存套管1頂部和底部之間的中間支撐板7。所述中間支撐板7穿過相鄰貯存室5將所述貯存套管1的頂部和頂部之間的部位進一步固定，從而進一步穩(wěn)定貯存套管的整體模塊化結構，增強抗震性能。示例性地，所述抗震結構還包括設置在所述中間支撐板上，位于所述貯存室和所述中間支撐板之間的塞塊，所述塞塊的外側具有與所述中間支撐板的所述中空結構相配合的形狀，所述塞塊的內側具有與所述貯存室外側相配合的形狀。參看圖2b，圖2b中示出了在中間支撐板7中設置于貯存室5和中空結構3-1之間設置的塞塊7-1的形狀，所述塞塊7-1的外側7-1-1與所述中空結構3-1相配合，所述塞塊7-1的內側7-1-2與貯存室5的外側相配合，從而所述塞塊7-1能卡和至所述貯存室與所述中間支撐板之間，用以減少貯存室和中間支撐板之間的縫隙，對所述貯存室套管進行進一步整體性，也進一步避免了地震工況中貯存室與中間支撐板之間的碰撞，避免地震加速度造成的沖擊，增強了抗震性能。

示例性地，所述貯存室包括貯存管、中子吸收板、包覆板和貯存室底板，其中所述貯存室底板與所述底板固定連接，所述貯存室頂部與上支撐板固定連接。示例性地，所述貯存管設置截面至少為六邊形的貯存管。貯存室設置截面至少為六邊形的貯存管，相較于截面為四方形的貯存管具有更穩(wěn)定的結構，同時，相鄰貯存室之間至少有兩個相鄰的相對面，使得貯存室組合成模塊化的貯存套管后具有穩(wěn)定的結構，減少相鄰格架間相對滑移，進一步增加抗震性能。示例性地，所述中子吸收板采用為b4c/al中子吸收板。相較于斷裂韌性低、難以燒結致密的單一碳化硼陶瓷吸收材料，將碳化硼和鋁或鋁合金做成b4c/al中子吸收板，從而兼具有金屬鋁的良好塑性和韌性與碳化硼陶瓷高強度、高剛度、良好中子吸收效果的優(yōu)點。需要理解的是，所述采用b4c/al中子吸收板作為示例對本發(fā)明進行解釋僅僅是示例性的，任何中子吸收板，均適用于本發(fā)明。

下面以貯存管設置為截面為六邊形的貯存管為示例進行說明。需要理解的是，所述貯存管設置為截面為六邊形，僅僅是示例性的貯存管。

參看圖4a，示出了根據本發(fā)明的一個實施例的貯存室的示意圖。所述貯存室5包括貯存管5-1，包覆板5-2和貯存室底板5-3，所述貯存室底板5-3與底板2固定連接，所述貯存室5的頂部與上支撐板固定連接，通過每一貯存室與底板和上支撐板的固定連接，形成每一貯存室的固定連接，同時進一步穩(wěn)定貯存套管的結構，進一步提升了抗震能力。示例性地，所述貯存室底板5-3通過螺栓與所述底板2固定連接，相較于采用焊接方式將貯存室底板與底板進行固定連接，所述采用螺栓與所述底板固定連接的方式更穩(wěn)定，不易變性，同時也方便安裝拆卸。繼續(xù)參看圖4b，圖4b中貯存室底板的示意圖中貯存室底板5-3通過螺栓孔5-3-1與底板2固定連接。示例性地，所述貯存室底板上開有通水孔，繼續(xù)參看圖4b，所述貯存室底板5-3上還開設有通水孔5-3-2，所述通水孔為梯形，均勻圍繞分布在所述螺栓孔5-3-1四周。所述通水孔用以從格架底部通入冷水以對所述貯存室中的燃料進行冷卻。所述貯存室底板上設置通水孔僅僅是示例性地，在具備多個貯存室的格架結構中，可以僅在部分貯存室的底板上設置通水孔。示例性地，所述貯存室頂部通過焊接的方式與所述上支撐板進行固定連接，從而在格架頂部形成連續(xù)無縫結構，保證貯存套管的穩(wěn)定性，以及進一步防止在地震工況下貯存室之間的相對滑移。圖5示出了根據本發(fā)明的一個實施例的格架底板的示意圖。從圖5中可以看出，所述底板5-3可以通過不同的螺栓孔5-3-1的形式與所述底板2固定連接。

示例性地，所述中子吸收板設置在所述貯存管的側壁和包覆板之間。繼續(xù)參看圖4a，在貯存室5中，中子板5-4設置在貯存管5-1的側壁和包覆板5-2之間，所述貯存管設置為截面至少為六邊形的貯存管時，從而每一個貯存管具有至少六個中子吸收板，提高了中子吸收板設置數量，相較于四貯存管大大提高了中子吸收能力。

示例性地，參看圖1，所述格架還包括調整支腿8，所述調整支腿8固定在所述格架的底板2上。所述調整支腿用于在現場安裝時對所述格架整體結構的平衡進行微調，進一步保證格架結構的穩(wěn)定性和抗震性能。參看圖6，示出了根據本發(fā)明的一個實施例的調整支腿的結構示意圖。所述調整支腿8包括卡環(huán)8-1、底座8-2、螺柱8-3和螺套8-4，從而通過調整螺柱和螺栓的配合，以對所述格架的整體結構進行微調，卡環(huán)用于進一步固定螺柱。需要理解的是，本實施例中所提出的調整支腿的結構僅僅是示例性地，任何可用于對所述格架整體結構的平衡進行調整的調整支腿結構，均適用于本發(fā)明。

示例性地，所述格架還包括支柱角鋼。如圖1所示，所述格架還包括支柱角鋼9，用以進一步固定貯存室。示例性地，所述支柱角鋼為l型。

示例性地，所述格架還包括導向塊，用以為燃料進入貯存室提供導向，參看圖7，示出了根據本發(fā)明的一個實施例的導向塊的結構示意圖。所述導向塊10由具有傾斜側壁的上部10-1和具有與貯存室相卡和的下部10-2兩部分構成。上部設置成具有傾斜的斜面，示例性地，所述傾斜的斜面與中垂線具有10～30度夾角，示例性地，為15°。從而使燃料進行存儲室前通過平滑過渡，以為燃料的進入提供導向。下部10-2設置成與所述貯存室頂部的厚度相配合的形狀，用以將所述導向塊固定在所述貯存室頂部。示例性地，所述導向塊的下部10-2包括與所述貯存室相配合的內壁10-2-1，以及與上支撐板相配合的外壁10-2-2，從而起到雙重配合的效果，使導向塊在貯存室上的卡和更加穩(wěn)固。需要理解的是，本實施例中所提出的導向塊的結構僅僅是示例性地，任何導向塊，可用于將燃料導向組成室中，均適用于本發(fā)明。

綜上所述，根據本發(fā)明的乏燃料貯存格架，一方面貯存套管采用獨立且結構同一的貯存室，可模塊化設計與制作，同時可在加工廠完成格架全部的制造、安裝、組焊、檢驗、試驗而不需要在現場進行運抵現場直接投入使用，且格架可根據需要進行任意數量貯存室的組合，具有互換性，從而適用于各種不同水池的尺寸，同時可自由平移；另一方面，格架設置有抗震結構，增加了格架結構的穩(wěn)定性，提升了抗震性能，減少了地震中格架相互碰撞以及格架與水池之間碰撞的幾率。

本發(fā)明已經通過上述實施例進行了說明，但應當理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內。此外本領域技術人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據本發(fā)明的教導還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護的范圍以內。本發(fā)明的保護范圍由附屬的權利要求書及其等效范圍所界定。