核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器，其包括筒體、設(shè)在筒體上端面的頂蓋和設(shè)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(jié)構(gòu)，包括內(nèi)筒壁、外筒壁和由內(nèi)外筒壁圍成的內(nèi)腔，內(nèi)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(shè)中殼壁進(jìn)行分隔；含硼樹脂板層中設(shè)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(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器具有可靠中子屏蔽功能及優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，因此可以在裝載燃料貯罐期間為燃料貯罐提供結(jié)構(gòu)保護(hù)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(zhuǎn)運容器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于核電廠乏燃料干式貯存領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器。
【背景技術(shù)】
[0002]乏燃料從核電廠反應(yīng)堆堆芯卸出后需先放置在核電廠內(nèi)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(jìn)行干式貯存。在進(jìn)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(jié)構(gòu)，因此需將燃料貯罐裝載進(jìn)起屏蔽功能的轉(zhuǎn)運容器中進(jìn)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(zhuǎn)運容器轉(zhuǎn)運至貯存場，再將燃料貯罐從轉(zhuǎn)運容器轉(zhuǎn)移至混凝土貯存容器內(nèi)，實現(xiàn)燃料貯罐的最終貯存。轉(zhuǎn)運容器一般需要具備如下四個功能:一，提供燃料貯罐的結(jié)構(gòu)保護(hù)；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(jìn)行燃料轉(zhuǎn)載、密封及容器轉(zhuǎn)換等操作。因此，轉(zhuǎn)運容器在滿足屏蔽功能的同時，還需要根據(jù)燃料貯罐和混凝土貯存容器的結(jié)構(gòu)，確定轉(zhuǎn)運容器與之接口的結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)運容器的筒體外側(cè)一般包裹一圈水夾套層，內(nèi)部充滿一定厚度的水層，用于吸收屏蔽中子。但是，該種設(shè)計會導(dǎo)致轉(zhuǎn)運容器的整體強度較低，而且，在轉(zhuǎn)運容器發(fā)生傾覆或者跌落等事故工況下，水夾套可能破損，導(dǎo)致轉(zhuǎn)運容器部分屏蔽功能失效。另外，由于水的導(dǎo)熱系數(shù)較低，水夾套內(nèi)的水層也無法形成有效的自然對流，因此其導(dǎo)熱能力也較弱。
[0004]鑒于已公開轉(zhuǎn)運容器在中子屏蔽和導(dǎo)出熱負(fù)荷方面的缺點，有必要設(shè)計一種具有可靠中子屏蔽功能及優(yōu)良導(dǎo)熱性能的核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:提供一種具有可靠中子屏蔽功能及優(yōu)良導(dǎo)熱性能的核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器，其包括筒體、設(shè)在筒體上端面的頂蓋和設(shè)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(jié)構(gòu)，包括內(nèi)筒壁、外筒壁和由內(nèi)外筒壁圍成的內(nèi)腔，內(nèi)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(shè)中殼壁進(jìn)行分隔；含硼樹脂板層中設(shè)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(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的一種改進(jìn)，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(nèi)。
[0008]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的一種改進(jìn)，所述波形傳熱板的材質(zhì)為純銅。
[0009]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的一種改進(jìn)，所述底蓋和頂蓋也均為具有內(nèi)腔的中空夾層結(jié)構(gòu);底蓋的內(nèi)腔從上到下依次填充有鉛層和含硼樹脂板層;頂蓋的內(nèi)腔從上到下依次填充有含硼樹脂板層和鉛層。
[0010]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的一種改進(jìn)，所述底蓋上開有通孔，通孔處設(shè)有可開合的封蓋。
[0011]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的一種改進(jìn)，所述封蓋為密封的中空夾層結(jié)構(gòu)，封蓋的內(nèi)腔中填充有鉛層。
[0012]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的一種改進(jìn)，所述筒體的上部對稱設(shè)有兩個上部吊耳、下部對稱設(shè)有兩個下部吊耳，吊耳用于對筒體進(jìn)行吊裝。
[0013]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的一種改進(jìn)，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(cè)開有螺紋孔；吊軸的內(nèi)端設(shè)有外螺紋并旋入到承重塊的螺紋孔內(nèi)固定，軸向限位板固定在吊軸的外端。
[0014]作為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的一種改進(jìn)，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(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的一種改進(jìn)，所述頂蓋與筒體的可拆卸連接的結(jié)構(gòu)為:筒體的頂端端面設(shè)有法蘭，法蘭上設(shè)有螺紋孔，頂蓋在與法蘭螺紋孔對應(yīng)的位置開有通孔，頂蓋通過螺釘與法蘭固定連接。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器具有可靠中子屏蔽功能及優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，因此可以在裝載燃料貯罐期間為燃料貯罐提供結(jié)構(gòu)保護(hù)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(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器及其有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]圖1為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的立體示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的筒體的部分剖視示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的底蓋的剖面圖。
[0021]圖4為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的筒體的水平剖示圖。
[0022]圖5為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的波形傳熱板與周邊部件的配合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖6為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的波形傳熱板的立體示意圖。
[0024]圖7為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的頂蓋的局部剖視圖。
[0025]圖8為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的吊耳的部分剖視圖。
[0026]圖9為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的法蘭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖10為本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器的封蓋的剖視圖。
【具體實施方式】
[0028]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益技術(shù)效果更加清晰明白，以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明進(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【具體實施方式】僅僅是為了解釋本發(fā)明，并不是為了限定本發(fā)明。
[0029]請參閱圖1，本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器包括筒體2、設(shè)在筒體2上端面的頂蓋I和設(shè)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(jié)構(gòu)，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(nèi)腔中則都填充有鉛層和含硼樹脂板層。轉(zhuǎn)運乏燃料時，先將乏燃料裝載在燃料貯罐內(nèi)，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(zhuǎn)運容器筒體內(nèi)，利用轉(zhuǎn)運容器對乏燃料進(jìn)行水平轉(zhuǎn)移。由于筒體2與頂蓋I及底蓋3的連接方式均可采用現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)，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(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)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(jié)構(gòu)。筒體2的筒壁21包括內(nèi)筒壁、外筒壁和由內(nèi)外筒壁圍成的內(nèi)腔，內(nèi)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(jìn)行分隔。底蓋3的內(nèi)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(tài)板體，其具有優(yōu)異的屏蔽中子性能，而且不存在液體屏蔽層的缺點。本發(fā)明將筒體2的筒壁21以及底蓋3設(shè)計為密封的中空夾層結(jié)構(gòu)，并在內(nèi)腔內(nèi)填充鉛層和含硼樹脂板層，因此轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)安全可靠，不會出現(xiàn)轉(zhuǎn)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(shè)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(nèi)。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(jié)構(gòu)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(nèi)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(nèi)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(shè)有可開合的封蓋34。頂蓋I為密封的中空夾層結(jié)構(gòu)，頂蓋內(nèi)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(nèi)即可對頂蓋I進(jìn)行吊裝。
[0033]請參考圖8，筒體2的上部對稱設(shè)有兩個上部吊耳25、下部對稱設(shè)有兩個下部吊耳25，吊耳用于對筒體進(jìn)行吊裝，上部吊耳與下部吊耳結(jié)構(gòu)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(cè)開有螺紋孔，吊軸252的內(nèi)端設(shè)有外螺紋并旋入到承重塊251的螺紋孔內(nèi)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(jìn)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(jié)構(gòu)為:筒體2頂端端面設(shè)有法蘭27，法蘭27上設(shè)有螺紋孔271，頂蓋2在與法蘭螺紋孔271對應(yīng)位置開有通孔(未標(biāo)示)，頂蓋2通過螺釘15與法蘭27固定連接。上述結(jié)構(gòu)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?qū)崿F(xiàn)的可拆卸連接方式。法蘭27在與鉛層對應(yīng)位置處開有灌鉛孔272，以方便向筒體2的內(nèi)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(jié)構(gòu)，封蓋34的內(nèi)腔中填充有鉛層341。封蓋34包括插裝在底蓋通孔33內(nèi)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(nèi)腔為中空夾層結(jié)構(gòu)，鉛層341填充在內(nèi)腔內(nèi)以實現(xiàn)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(yīng)的位置設(shè)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(cè)設(shè)有密封圈344，以進(jìn)一步提高封蓋34的密封性能。
[0036]在使用本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器時，先將乏燃料裝載在燃料貯罐內(nèi)，然后打開轉(zhuǎn)運容器的頂蓋I，將燃料貯罐放在轉(zhuǎn)運容器的筒體2內(nèi)，然后蓋好頂蓋I，將燃料貯罐轉(zhuǎn)移到混凝土貯存容器處。在轉(zhuǎn)運容器向混凝土貯存容器內(nèi)轉(zhuǎn)移燃料貯罐前，先卸下轉(zhuǎn)運容器的頂蓋I和底部的封蓋34，將轉(zhuǎn)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(tài)下進(jìn)行對接，然后將液壓臂從轉(zhuǎn)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(jìn)到混凝土貯存容器中，從而完成轉(zhuǎn)移。
[0037]綜上所述，本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(xiàn)因轉(zhuǎn)運容器損壞而發(fā)生輻射泄露的現(xiàn)象。
[0038]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器至少具有以下優(yōu)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(nèi)腔中采用鉛層和固態(tài)的含硼樹脂板作為中子屏蔽層，因此整體結(jié)構(gòu)安全可靠，不會出現(xiàn)轉(zhuǎn)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(shè)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(chǎn)生的熱量導(dǎo)出。
[0041]根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施例進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實施例，對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(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，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【主權(quán)項】
1.一種核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器，其包括筒體、設(shè)在筒體上端面的頂蓋和設(shè)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(jié)構(gòu)，包括內(nèi)筒壁、外筒壁和由內(nèi)外筒壁圍成的內(nèi)腔，內(nèi)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(shè)中殼壁進(jìn)行分隔;含硼樹脂板層中設(shè)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(jù)權(quán)利要求1所述的核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)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(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器，其特征在于:所述波形傳熱板的材質(zhì)為純銅。4.根據(jù)權(quán)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(zhuǎn)運容器，其特征在于:所述底蓋和頂蓋也均為具有內(nèi)腔的中空夾層結(jié)構(gòu)；底蓋的內(nèi)腔從上到下依次填充有鉛層和含硼樹脂板層;頂蓋的內(nèi)腔從上到下依次填充有含硼樹脂板層和鉛層。5.根據(jù)權(quán)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(zhuǎn)運容器，其特征在于:所述底蓋上開有通孔，通孔處設(shè)有可開合的封蓋。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)運容器，其特征在于:所述封蓋為密封的中空夾層結(jié)構(gòu)，封蓋的內(nèi)腔中填充有鉛層。7.根據(jù)權(quán)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(zhuǎn)運容器，其特征在于:所述筒體的上部對稱設(shè)有兩個上部吊耳、下部對稱設(shè)有兩個下部吊耳，吊耳用于對筒體進(jìn)行吊裝。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的核電廠乏燃料干式貯存用轉(zhuǎn)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(cè)開有螺紋孔；吊軸的內(nèi)端設(shè)有外螺紋并旋入到承重塊的螺紋孔內(nèi)固定，軸向限位板固定在吊軸的外端。9.根據(jù)權(quán)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(zhuǎn)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(jù)權(quán)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(zhuǎn)運容器，其特征在于:所述頂蓋與筒體的可拆卸連接的結(jié)構(gòu)為:筒體的頂端端面設(shè)有法蘭，法蘭上設(shè)有螺紋孔，頂蓋在與法蘭螺紋孔對應(yīng)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(fā)明人】劉翠波
【申請人】中廣核工程有限公司, 中國廣核集團(tuán)有限公司