申请/专利权人：清华大学天津高端装备研究院;清华大学

申请日：2018-12-25

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN109830318B

主分类号：G21C19/07

分类号：G21C19/07

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2019.06.25#实质审查的生效;2019.05.31#公开

摘要：本发明提供了一种乏燃料贮存水池，包括多个能够与海域连通并且能够放置乏燃料的水池结构。水池结构包括能够与海域连通的冷却水冷池、能够与海域连通的冷却水热池、能够储存多个乏燃料的水池；冷却水冷池与水池连通，冷却水热池与水池连通，冷却水冷池内部设有控制室，控制室通过逃生通道与外部连通。本发明所述的一种乏燃料贮存水池，目前的乏燃料水池设计通常建设在核电站内部，故容积非常小，很容易饱和；且冷却系统复杂，成本较高；安全保证措施困难。

主权项：1.一种乏燃料贮存水池，其特征在于：包括多个能够与海域连通并且能够放置乏燃料的水池结构；所述水池结构包括能够与海域连通的冷却水冷池5、能够与海域连通的冷却水热池12、能够储存多个乏燃料的水池4；所述冷却水冷池5与所述水池4连通，所述冷却水热池12与所述水池4连通，所述冷却水冷池5内部设有控制室，所述控制室通过逃生通道9与外部连通；所述冷却水冷池5通过进水管6与海域连通；所述冷却水热池12通过出水管7与海域连通；所述进水管6通过抽水泵与海域连通；所述出水管7通过抽水泵与海域连通；包括地上区域和地下区域，地上部分包括装卸货区域，等待区域，余热测量，干燥区域，转运区域，人员工作区，乏燃料贮存在地下区域，乏燃料通过运输容器运抵后，在装卸货区域卸载并地上区域经过处理后，乏燃料棒进入运输电梯运至地下区域，由转运吊车吊运至水池上方，转运吊车由地上人员远程操控，沿吊车轨道将乏燃料逐步下降至其对应的储存架上。

全文数据：一种乏燃料贮存水池技术领域本发明属于核技术应用领域，尤其是涉及一种乏燃料贮存水池。背景技术核燃料在反应堆中使用时，由于易裂变核素的消耗、裂变产物及重核素的生成，引起燃料反应性的变化，最终使反应堆不再能维持临界，因此核燃料使用到一定程度必须更换。经反应堆辐射后卸下的燃料也称为乏燃料或辐照过的燃料。乏燃料具有一定强度的放射性，并且仍会产生余热，对其储存及处理需要额外谨慎。由于水是天然的中子阻断剂，并且循环水也可以带出多余热量。故利用水池储存乏燃料是一种常用方法。目前的乏燃料水池设计通常建设在核电站内部，故容积非常小，很容易饱和；且冷却系统复杂，成本较高；安全保证措施困难。发明内容有鉴于此，本发明旨在提出一种乏燃料贮存水池，乏燃料后处理设施中的储存设备，其作用是接受反应堆产出的乏燃料并临时贮存，等待进入后续的处理，解决了目前的乏燃料水池设计通常建设在核电站内部，故容积非常小，很容易饱和；且冷却系统复杂，成本较高；安全保证措施困难。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种乏燃料贮存水池，包括多个能够与海域连通并且能够放置乏燃料的水池结构。进一步的，所述水池结构包括能够与海域连通的冷却水冷池、能够与海域连通的冷却水热池、能够储存多个乏燃料的水池；所述冷却水冷池与所述水池连通，所述冷却水热池与所述水池连通，所述冷却水冷池内部设有控制室，所述控制室通过逃生通道与外部连通。进一步的，每一所述水池结构上方均设有储存架。进一步的，所述储存架上设有能够转运乏燃料的转运吊车，所述转运吊车滑动设置在所述储存架上。进一步的，所述储存架内部设有多个能够储存乏燃料的储存空间，每一所述储存空间内部均设有能够与转运吊车配合的吊车轨道。进一步的，所述冷却水冷池通过进水管与海域连通。进一步的，所述冷却水热池通过出水管与海域连通。进一步的，所述进水管通过抽水泵与海域连通。进一步的，所述出水管通过抽水泵与海域连通。相对于现有技术，本发明所述的一种乏燃料贮存水池具有以下优势：本发明所述的一种乏燃料贮存水池，通过转运吊车能够直接将乏燃料由储存架转移至水池内部，通过水池对乏燃料进行储存，进水管与海域连通，将海域中的冷水循环至水池内部，进而能够起到对水池内部乏燃料的冷却效果，通过冷却水热池将升温后的海水在出水管内，排除至海域，在对乏燃料操作过程中，如果出现转运吊车对乏燃料的意外脱离，操作人员可以通过逃生通道进行逃生，进一步加强了整体的安全效果，进而能够实现一套可应用于乏燃料临时储存设施的储存水池，可脱离核电站独立完成乏燃料的装卸货，移动，储存。具有较大容积可容纳5000吨以上，可独立接受数座核电站产生的乏燃料并进行临时储存30年以上。具有完整、高效的冷却系统和安全保障措施。附图说明构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1为本发明实施例所述的一种乏燃料贮存水池实施例示意图；图2为本发明实施例所述的一种乏燃料贮存水池结构示意图；图3为本发明实施例所述的一种乏燃料贮存水池中的水池结构示意图；图4为本发明实施例所述的一种乏燃料贮存水池中的冷却水冷池结构示意图。附图标记说明：1-地上部分；2-运输电梯；3-转运吊车；4-水池；5-冷却水冷池；6-进水管；7-出水管；8-吊车轨道；9-逃生通道；10-乏燃料水池冷却入口；11-乏燃料水池冷却出口；12-冷却水热池。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。一种乏燃料贮存水池，如图2所示，包括多个能够与海域连通并且能够放置乏燃料的水池结构。水池结构包括能够与海域连通的冷却水冷池5、能够与海域连通的冷却水热池12、能够储存多个乏燃料的水池4；冷却水冷池5与水池4连通，冷却水热池12与水池4连通，冷却水冷池5内部设有控制室，控制室通过逃生通道9与外部连通，逃生通道9连接外部运输隧道即地上设施的入口，用于紧急情况。当事故出现时，设施内人员可由该通道撤离至地面。每一水池结构上方均设有储存架。储存架上设有能够转运乏燃料的转运吊车3，转运吊车3滑动设置在储存架上。乏燃料临时储存设施不依赖任何核电站，为一处独立的设施，位置处于沿海。地上部分1包括装卸货区域，等待区域，余热测量，干燥区域，转运区域，人员工作区等，乏燃料主要贮存在地下区域。乏燃料通过运输容器运抵该设施后，在装卸货区域卸载并地上区域经过一系列处理后，乏燃料棒进入运输电梯2运至地下区域。由转运吊车3吊运至水池4上方，转运吊车3由地上人员远程操控，沿吊车轨道8将乏燃料逐步下降至其对应的储存架上。储存架内部设有多个能够储存乏燃料的储存空间，每一储存空间内部均设有能够与转运吊车3配合的吊车轨道8。水池4所在洞穴长度可超过120米，每个水池长、宽15米，深度20米。每个水池4可将储存架布置为15X15个，每个储存架为正方形截面，内部空间可存放8-12个乏燃料棒。在整个洞穴内可布置5-7个水池。海水冷却循环由进水口6进入冷却水冷池5，并通过乏燃料水池冷却入口10进入水池4储存区域，加热后的冷却水由乏燃料水池冷却出口11进入冷却水热池12，并由出水管7返回。实施过程中，冷却水冷池5通过进水管6与海域连通，能够通过进水管6通过抽水泵与海域连通，完成水池4内部水的循环。冷却水热池12通过出水管7与海域连通，或者通过出水管7通过抽水泵与海域连通，完成水池4内部水的循环。本实例的工作方式地上部分1通过运输电梯2将乏燃料运输至地下，转运吊车3沿轨道8将乏燃料运送至水池4内的相应位置，通过转运吊车3能够直接将乏燃料由储存架转移至水池4内部，通过水池4对乏燃料进行储存，进水管6与海域连通，将海域中的冷水循环制水池4内部，进而能够起到对水池4内部乏燃料的冷却效果，通过冷却水热池12将升温后的海水在出水管7内，排除至海域，在对乏燃料操作过程中，如果出现转运吊车3对乏燃料的意外脱离，操作人员可以通过逃生通道9进行逃生，进一步加强了整体的安全效果，本发明可应用于乏燃料临时储存设施，储存区域整体建立在海平面以下，规模可扩大至5个水池以上，直接利用海水进行冷却循环，并在发生泄漏事故时可直接利用海水密封。以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种乏燃料贮存水池，其特征在于：包括多个能够与海域连通并且能够放置乏燃料的水池结构。2.根据权利要求1所述的一种乏燃料贮存水池，其特征在于：所述水池结构包括能够与海域连通的冷却水冷池5、能够与海域连通的冷却水热池12、能够储存多个乏燃料的水池4；所述冷却水冷池5与所述水池4连通，所述冷却水热池12与所述水池4连通，所述冷却水冷池5内部设有控制室，所述控制室通过逃生通道9与外部连通。3.根据权利要求2所述的一种乏燃料贮存水池，其特征在于：每一所述水池结构上方均设有储存架。4.根据权利要求3所述的一种乏燃料贮存水池，其特征在于：所述储存架上设有能够转运乏燃料的转运吊车3，所述转运吊车3滑动设置在所述储存架上。5.根据权利要求4所述的一种乏燃料贮存水池，其特征在于：所述储存架内部设有多个能够储存乏燃料的储存空间，每一所述储存空间内部均设有能够与转运吊车3配合的吊车轨道8。6.根据权利要求1-5任一项所述的一种乏燃料贮存水池，其特征在于：所述冷却水冷池5通过进水管6与海域连通。7.根据权利要求1-5任一项所述的一种乏燃料贮存水池，其特征在于：所述冷却水热池12通过出水管7与海域连通。8.根据权利要求6所述的一种乏燃料贮存水池，其特征在于：所述进水管6通过抽水泵与海域连通。9.根据权利要求7所述的一种乏燃料贮存水池，其特征在于：所述出水管7通过抽水泵与海域连通。

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