專利名稱:一種乏燃料水池冷卻及凈化系統的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于乏燃料貯存技術領域：
，具體涉及一種乏燃料水池冷卻及凈化系統。
背景技術：
乏燃料貯存是核燃料循環(huán)的重要階段，核電廠在整個壽期內需不斷更換新的核燃料并卸出已使用過的乏燃料。乏燃料具有持續(xù)放出衰變熱、放射性以及在特定情況下可能重返臨界等特點，因此，對于任何形式的核電廠，乏燃料的貯存安全都是無法回避的問題。乏燃料貯存的主要工藝過程包括水的冷卻、過濾及除鹽。在以往商用核電系統的設計中，這些過程通常都在乏燃料水池的外部完成，即通過泵將乏燃料水池中的水抽出，經過冷卻、過濾及除鹽后再排回乏燃料水池。這種工作方式的好處在于原理簡單直接、功能實現對設備的要求較低以及系統的功能余量較大；缺點在于系統管道復雜，設備較多，且分置于不同房間甚至電廠不同區(qū)域內，冷卻劑在遷移循環(huán)過程中可能損失，危及貯存燃料的安全，另夕卜，放射性雜質也可能因為冷卻劑的遷移循環(huán)、濾芯及樹脂的更換對環(huán)境造成污染。

發(fā)明內容
針對現有技術中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種便于實現乏燃料貯存的主要工藝過程、便于維修和維護且安全性、經濟性較高的乏燃料水池冷卻及凈化系統。
為達到以上目的，本發(fā)明采用的技術方案是一種乏燃料水池冷卻及凈化系統，該系統設在乏燃料水池中，該系統包括設在乏燃料水池上部的冷卻結構，所述冷卻結構與池壁的豎直方向相平行。
進一步，乏燃料水池的池壁敷有金屬面，池壁金屬面整體形成立方體形水體容器，冷卻結構分布在水體容器的上部四周；冷卻結構的下方設有上部敞口、底部開孔的立方體形導流裝置，貯存乏燃料的燃料格架設在導流裝置中。
再進一步，導流裝置和池壁金屬面之間形成水體循環(huán)通道；水體循環(huán)通道位于水體容器底部的流道趨于水平。
更進一步，該系統還包括設在水體循環(huán)通道內的潛水過濾器，潛水過濾器的兩端分別設有用于流體進入或排出的端口。
再更進一步，潛水過濾器內設有防水電動泵I和過濾模塊。優(yōu)選地，潛水過濾器內還設有用于隔離過濾模塊的隔離模塊I。
進一步，該系統還包括設在水體循環(huán)通道內的潛水除鹽器，潛水除鹽器的兩端分別設有用于流體進入或排出的端口。
再進一步，潛水除鹽器上用于流體進入的端口設有除鹽器進口過濾器，用于流體排出的端口設有除鹽器出口樹脂捕集器。
進一步，潛水除鹽器上還設有用于隔離潛水除鹽器的隔離模塊II。
再進一步，潛水除鹽器內設有防水電動泵II。
本發(fā)明的有益效果在于[0014]第一、根據本發(fā)明所提供的乏燃料水池冷卻及凈化系統，乏燃料貯存的所有主要工藝過程及維護維修操作均可在乏燃料水池內完成，無需對乏燃料水池內的水體進行遷移和循環(huán)，從而降低放射性物質擴散及貯存燃料失去冷卻的風險。
第二、采用本發(fā)明提供的系統，可根據電廠的實際情況，選擇在乏燃料水池內部采取強制循環(huán)冷卻或自然循環(huán)冷卻、選擇持續(xù)過濾或間歇過濾、選擇持續(xù)除鹽或間歇除鹽以及選擇過濾與除鹽工藝的配合運行，從而提高乏燃料貯存的安全性和經濟性。
第三、采用本發(fā)明提供的系統，不再需要單獨設置乏池(乏燃料水池)表面撇沫功能，系統利用潛水除鹽器或潛水過濾器增強乏燃料水池自然循環(huán)時，乏池表面撇沫功能可同時實現。


圖1是本發(fā)明所提供的一種乏燃料水池冷卻及凈化系統的主視圖；
圖2是圖1沿A-A向的剖面圖；
圖3是本發(fā)明所提供的乏燃料水池冷卻及凈化系統的俯視圖；
圖4是圖3沿對角線方向的剖視圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步描述。
如圖1-4所示，本發(fā)明所提供的一種乏燃料水池冷卻及凈化系統設在乏燃料水池中，所有主要設備位于操作平面I以下，該系統包括設在乏燃料水池上部的冷卻結構5，所述冷卻結構5與池壁的豎直方向相平行。
如圖2所示，乏燃料水池的內壁敷有金屬面，池壁金屬面2整體形成立方體形水體容器，冷卻結構5分布在水體容器的上部四周，由支撐結構12、13、14所支撐。
冷卻結構5可以由多個U形的冷卻管并排串聯而成，也可以采用U形的冷卻管分組串聯再并聯而成，這些U形冷卻管可以都位于一個與池壁平行的平面，也可分布于多個與池壁平行的平面形成立體換熱結構；冷卻管內流通著由電廠其他系統通過冷卻劑供給管線6供給的冷卻劑。系統內的熱量通過冷卻結構5的換熱面所形成的水冷壁導出。冷卻劑與乏燃料水池內的水體通過冷卻結構5的換熱面完全隔離。
優(yōu)選地，冷卻結構5的下方設有上部敞口、底部開孔的立方體形導流裝置3，貯存乏燃料的燃料格架4設在導流裝置3中。導流裝置3由設在水體容器底部的支撐結構19所支撐，從而使導流裝置3的底部與水體容器的底部不相接觸。
圖2所示虛線(即導流裝置3的上沿)以上的水體為系統加熱水體9 ;圖2所示虛線以下的水體為系統冷卻水體10。在圖2所示虛線以下，導流裝置3和池壁金屬面2之間形成水體循環(huán)通道11。另外，水體容器下部靠近底面的部分以及導流裝置3下部靠近底面的部分均形成截面減縮的結構，從而使得水體循環(huán)通道11位于水體容器底部的流道趨于水平。系統冷卻水體10和系統加熱水體9通過水體循環(huán)通道11以及導流裝置3底部的孔實現循環(huán)。
在優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明提供的系統還包括設在水體循環(huán)通道11內的潛水過濾器7，潛水過濾器7由支撐結構17、18所支撐。潛水過濾器7的兩端分別設有用于流體進入或排出的端口。系統對乏燃料水池內水體的過濾通過潛水過濾器7即可在乏燃料水池內部完成，即水從潛水過濾器7的一個端口被吸入，過濾后即通過潛水過濾器7的另一個端口被排回乏燃料水池。潛水過濾器7的兩個端口可互換，從而可以實現兩個流體方向上的工作。
潛水過濾器7內設有防水電動泵I和過濾模塊，過濾模塊的濾芯的更換、壓縮及暫時貯存均可在乏燃料水池內完成。優(yōu)選地，潛水過濾器7內還設有用于隔離過濾模塊的隔離模塊I，利用隔離模塊I將過濾模塊隔離后，潛水過濾器7可以單純作為乏燃料水池內部的循環(huán)栗使用。
在更優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明提供的系統還包括設在水體循環(huán)通道11內的潛水除鹽器8，潛水除鹽器8由支撐結構17、18所支撐。潛水除鹽器8的兩端分別設有用于流體進入或排出的端口。系統對乏燃料水池內水體的除鹽通過潛水除鹽器8即可在乏燃料水池內部完成，即水從潛水除鹽器8的一個端口被吸入，除鹽后即通過潛水除鹽器8的另一個端口被排回乏燃料水池。
潛水除鹽器8上用于流體進入的端口設有除鹽器進口過濾器，用于流體排出的端口設有除鹽器出口樹脂捕集器。潛水除鹽器8中設有一個獨立的混床除鹽器，除鹽器進口過濾器和除鹽器出口樹脂捕集器與之串聯，設在混床除鹽器中的樹脂的更換、壓縮及暫時貯存均可在乏燃料水池內完成。優(yōu)選地，潛水除鹽器8上還設有用于隔離潛水除鹽器8的隔離模塊II，利用隔離模塊II將潛水除鹽器8隔離后，潛水除鹽器8可以單純作為乏燃料水池內部的循環(huán)泵使用。潛水除鹽器8內還設有防水電動泵II。
從圖3中可以看出，本發(fā)明中提供的系統中可以在乏燃料水池的不同標高處設置若干潛水過濾器7、潛水除鹽器8，可以根據電廠實際情況選擇使用，同時也能防止某一潛水過濾器或潛水除鹽器發(fā)生故障而導致系統無法正確運行。
上述實施例只是對本發(fā)明的舉例說明，本發(fā)明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式實施，而不偏離本發(fā)明的要旨或本質特征。因此，描述的實施方式從任何方面來看均應視為說明性而非限定性的。本發(fā)明的范圍應由附加的權利要求
說明，任何與權利要求
的意圖和范圍等效的變化也應包含在本發(fā)明的范圍內。
權利要求
1.一種乏燃料水池冷卻及凈化系統，其特征在于，該系統設在乏燃料水池中，該系統包括設在乏燃料水池上部的冷卻結構(5 )，所述冷卻結構(5 )與池壁的豎直方向相平行。
2.根據權利要求
1所述的一種乏燃料水池冷卻及凈化系統，其特征在于，乏燃料水池的池壁敷有金屬面，池壁金屬面(2)整體形成立方體形水體容器，冷卻結構(5)分布在水體容器的上部四周；冷卻結構(5)的下方設有上部敞口、底部開孔的立方體形導流裝置(3)，貯存乏燃料的燃料格架(4)設在導流裝置(3)中。
3.根據權利要求
2所述的一種乏燃料水池冷卻及凈化系統，其特征在于，導流裝置(3)和池壁金屬面(2 )之間形成水體循環(huán)通道(11);水體循環(huán)通道(11)位于水體容器底部的通道為水平通道。
4.根據權利要求
3所述的一種乏燃料水池冷卻及凈化系統，其特征在于，該系統還包括設在水體循環(huán)通道(11)內的潛水過濾器(7)，潛水過濾器(7)的兩端分別設有用于流體進入或排出的端口。
5.根據權利要求
4所述的一種乏燃料水池冷卻及凈化系統，其特征在于，潛水過濾器(7)內設有防水電動泵I和過濾模塊。
6.根據權利要求
5所述的一種乏燃料水池冷卻及凈化系統，其特征在于，潛水過濾器(7)內還設有用于隔離過濾模塊的隔離模塊I。
7.根據權利要求
4所述的一種乏燃料水池冷卻及凈化系統，其特征在于，該系統還包括設在水體循環(huán)通道(11)內的潛水除鹽器(8)，潛水除鹽器(8)的兩端分別設有用于流體進入或排出的端口。
8.根據權利要求
7所述的一種乏燃料水池冷卻及凈化系統，其特征在于，潛水除鹽器(8)上用于流體進入的端口設有除鹽器進口過濾器，用于流體排出的端口設有除鹽器出口樹脂捕集器。
9.根據權利要求
8所述的一種乏燃料水池冷卻及凈化系統，其特征在于，潛水除鹽器(8 )上還設有用于隔離潛水除鹽器(8 )的隔離模塊II。
10.根據權利要求
7-9所述的一種乏燃料水池冷卻及凈化系統，其特征在于，潛水除鹽器(8)內設有防水電動泵II。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種乏燃料水池冷卻及凈化系統，該系統設在乏燃料水池中，該系統包括設在乏燃料水池上部的冷卻結構(5)，所述冷卻結構(5)與池壁的豎直方向相平行。根據本發(fā)明所提供的系統，乏燃料貯存的所有主要工藝過程及維護維修操作均可在乏燃料水池內完成，無需對乏燃料水池內的水體進行遷移和循環(huán)，從而降低放射性物質擴散及貯存燃料失去冷卻的風險，可大大提高乏燃料貯存的安全性和經濟性；另外，該系統能同時實現乏池表面撇沫功能。
文檔編號G21F9/00GKCN103021487SQ201210491112
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月27日
發(fā)明者韓旭, 李軍, 邢繼, 劉江, 毛喜道 申請人:中國核電工程有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan