技術領域

本發明屬于核電站乏燃料貯存技術領域，具體涉及一種滿足臨界安全要求的雙層乏燃料貯存系統。

背景技術

隨著我國核電機組逐步投產，乏燃料組件的數量也在成倍增長。我國核燃料循環的政策是對乏燃料進行后處理，乏燃料在核電站貯存水池短期貯存后就需要運輸至后處理廠或中間貯存設施，以便今后進行乏燃料后處理。目前我國大陸在役運行的電廠已產生四千余根乏燃料組件，這一數字隨著今后我國核電裝機總容量的增大將繼續大幅增加，一臺百萬千瓦級的核電機組每年約產生25噸左右的乏燃料組件。當前各不同機型其乏燃料貯存設施基本均是按照滿足核電廠10年至20年的貯存量進行設計的，而機組的設計壽命通常為40年甚至達到60年，在我國后處理廠的建設建成時間和建成后的后處理能力還不能滿足要求的情況下，大量的乏燃料組件將面臨長期的中間貯存，因此在有限的廠址中提高乏燃料組件的貯存能力是對經濟性和安全性提出的要求。乏燃料貯存從早期的不使用中子毒物進行臨界安全控制的方式進行貯存，到目前廣泛采用的使用一定形式和布置的中子毒物進行臨界安全控制而達到密集貯存的目的，以及研究燃耗信任制方法在乏燃料貯存中的應用而達到更為密集貯存的目標，各國均對乏燃料貯存的改進設計投入了大量的研究和實踐。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種滿足臨界安全要求的雙層乏燃料貯存系統，該貯存結構可以利用有效的空間，提高貯存水池內乏燃料貯存能力的目的；且上下兩層乏燃料組件的中子耦合效應幾乎為零，滿足貯存的臨界安全要求。

為達到以上目的，本發明采用的技術方案是：提供一種滿足臨界安全要求的雙層乏燃料貯存系統，該貯存系統包括貯存格架，所述貯存格架內設有多個的貯存套管，每個所述貯存套管內設置雙層乏燃料組件，每個所述乏燃料組件通過吊籃設置在所述貯存套管中。

進一步，所述雙層乏燃料組件活性段之間設有大于或等于30cm厚的水層。

進一步，所述貯存套管的高度為兩個吊籃的高度。

本發明的有益技術效果在于：

(1)采用本發明的貯存系統，能夠利用有效的貯存空間，提高乏燃料貯存水池的貯存能力；

(2)該貯存系統，能夠確保上下兩側貯存的乏燃料組件的中子耦合效應幾乎為零的安全距離，滿足貯存的臨界安全要求；

(3)該貯存系統，多個貯存套管之間的中心距不會因為設置雙層乏燃料組件而改變，所以雙層布置的乏燃料組件比單層布置的乏燃料組件單位面積上貯存能力增加。

附圖說明

圖1是本發明雙層乏燃料貯存系統的結構示意圖；

圖2是現有技術中單層乏燃料貯存系統的結構示意圖。

圖中：

1-貯存格架?2-乏燃料組件?3-貯存套管?4-吊籃?5-中子毒物

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明的具體實施方式作進一步詳細的描述。

如圖1所示，是本發明提供的能夠滿足臨界安全要求的雙層乏燃料貯存系統，該貯存系統應用于ACP100小堆乏燃料貯存水池內。

該貯存系統包括貯存格架1，貯存格架1內設有多個貯存套管3，每個貯存套管3內設置雙層乏燃料組件2，每個乏燃料組件2通過吊籃4設置在貯存套管3中，吊籃4內設中子毒物5以滿足密集貯存間距下的臨界安全要求。這樣，在有限的單位面積內提高了乏燃料貯存水池的貯存能力，解決了乏燃料貯存水池容量有限的問題。

為了滿足貯存的臨界安全要求，雙層乏燃料組件2活性段之間設有大于30cm的水層。

為了節約空間，貯存格架1的高度為兩個吊籃4的高度，即貯存格架1內的貯存套管3剛好能夠容納兩個乏燃料組件2。

本發明的貯存系統，將乏燃料組件2首先放置在吊籃4中，將吊籃4連同乏燃料組件2一同放置在乏燃料貯存格架1的貯存套管3內。其中，貯存格架1中的貯存套管3的高度以及用于裝載乏燃料組件的吊籃4的高度通過臨界安全分析計算確定。吊籃4的高度設計將使得上下放置的兩個乏燃料組件之間幾乎沒有中子耦合作用，例如兩個乏燃料組件活性段之間設有大于30cm厚的水層。經過計算驗證，當吊籃4高度滿足使上下放置的兩個乏燃料組件間無中子耦合作用時，貯存套管的中心距也滿足臨界安全要求。由此，貯存系統中相鄰貯存套管之間不會由于上下兩層布置而需要增加間距，即雙層乏燃料組件的設計與單層乏燃料組件的設計中，貯存套管之間的中心距相同。