本发明涉及一种乏燃料贮存装置，包括格架和多个贮存套管，所述格架内具有容纳各贮存套管的贮存腔，所述贮存腔底部设有供冷却水流通的第一通水口；所述贮存套管包括侧壁与支承乏燃料组件的底壁，所述侧壁由起强度支撑作用的里层钢管、起屏蔽作用的夹层镉管、起保护作用的外层钢管叠置构成，所述的夹层镉管焊封于里层钢管与外层钢管之中，夹层镉管的位置和长度可保证覆盖乏燃料组件的活性段；所述贮存套管的进料端扩口成带锥度的导向段，贮存套管的底部设有与第一通水口相通的第二通水口；所述的贮存腔与贮存套管之间设置有定位件。本发明的乏燃料贮存装置具有密封性好、冷却水流通顺畅、冷却效果好、不易出现进料事故等优点。
1.乏燃料贮存装置，包括格架（1）和多个贮存套管（2），所述格架（1）内具有容纳各贮存套管（2）的贮存腔（11），其特征在于：所述贮存腔（11）底部设有供冷却水流通的第一通水口（12）；所述贮存套管（2）包括侧壁（21）与支承乏燃料组件的底壁（22），所述侧壁（21）由起强度支撑作用的里层钢管（211）、起屏蔽作用的夹层镉管（212）、起保护作用的外层钢管（213）叠置构成，所述的夹层镉管（212）焊封于里层钢管（211）与外层钢管（213）之中，夹层镉管（212）的位置和长度可保证覆盖乏燃料组件的活性段；所述贮存套管（2）的进料端扩口成带锥度的导向段（23），贮存套管（2）的底部设有与第一通水口相通的第二通水口（24）；所述的贮存腔（11）与贮存套管（2）之间设置有定位件；所述的外层钢管（213）和里层钢管（211）为对接焊管，夹层镉管（212）为搭接焊管，所述外层钢管（213）的对接纵缝、夹层镉管（212）的搭接纵缝、里层钢管（211）的对接纵缝错开布置。
2.如权利要求1所述的乏燃料贮存装置，其特征在于：所述贮存套管（2）的主体为方管段，贮存套管（2）的导向段（23）设置成方锥形口。
3.如权利要求2所述的乏燃料贮存装置，其特征在于：所述的格架（1）包括上支承板（13）、下支承板（14）、固定在上、下支承板外围的围板（16），所述上支承板（13）上设有供贮存套管（2）伸入的开口，所述下支承板（14）上设有对贮存套管（2）定位的定位座，所述的开口与定位座之间的空间形成所述的贮存腔（11）。
4.如权利要求3所述的乏燃料贮存装置，其特征在于：所述的定位件包括设置在所述贮存套管外侧面的第一凸台（31）以及设置于所述贮存腔内壁上的第二凸台（32），第一凸台（31）与第二凸台（32）搭接匹配。
5.如权利要求4所述的乏燃料贮存装置，其特征在于：所述的第一凸台（31）布置在贮存套管（2）的方管段的外壁上，所述第二凸台（32）配合布置在上支承板（13）的内壁上。
6.如权利要求3-5之一所述的乏燃料贮存装置，其特征在于：所述的第一通水口（12）和第二通水口（24）均有多个，分别环绕状布置在贮存腔（11）、贮存套管（2）底壁上。
7.如权利要求6所述的乏燃料贮存装置，其特征在于：所述的里层钢管（211）上布置有一圈用于定位夹层镉管（212）的定位板，所述夹层镉管（212）置于定位板上。
8.如权利要求7所述的乏燃料贮存装置，其特征在于：所述的乏燃料贮存装置还包括可调整格架高度的平面微调装置（4），所述的平面微调装置（4）包括设置于格架底端的调整螺杆（41），连接于调整螺杆（41）下端的垫板（42），所述下支承板（14）上穿设有螺套（43），所述调整螺杆（41）与螺套（43）螺纹连接；所述贮存套管（2）底壁上设有供所述螺套（43）穿越的开孔，螺套（43）上端连接有将贮存套管（2）与格架（1）固定的螺母（44）。
9.如权利要求8所述的乏燃料贮存装置，其特征在于：所述调整螺杆（41）的下端设置有球头，垫板（42）上设置有球面凹座（46），调整螺杆（41）通过球头与球面凹座（41）的配合铰接于垫板（42）内。
乏燃料贮存装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种乏燃料贮存装置。
背景技术
[0002] 民用核电站中已使用过的乏燃料组件，由于还具有一定的放射性，不能直接作为废燃料处理，还需要在乏燃料贮存水池中存放一段时间，待乏燃料组件的半衰期完成，达到废燃料掩埋标准后，才能最终处理，因此，需要制作一个布置于乏燃料贮存水池中的乏燃料贮存装置进行存放。
[0003] 通常的乏燃料贮存装置，如中国专利200910150807.2“用于存储核燃料元件的存储架”，包括通道结构和支承板，通道结构包括接纳燃料元件的多个竖直通道，竖直通道彼此紧邻布置且具有壁部，竖直通道的壁部由中子吸收材料制成或包含中子吸收材料。存在的不足是：由于一些中子吸收材料譬如镉遇水会逐渐分解，并在分解过程中产生毒性，这样就不能保证镉泄露部位的中子被屏蔽，而文中并未涉及中子吸收材料的密封措施；再者，紧邻布置且具有壁部的竖直通道，其侧面和底面是隔水的，不具备使冷却水流通的出口，贮存装置浸于水池中后，冷却水从竖直通道的上端开口进入，但却无法顺畅地流出，流通不畅会影响冷却效果；另外，竖直通道的进料口往往与通道同径，在进料时缺乏扩口的导向件，容易出现乏燃料组件不落进竖直通道内，而是落于贮存装置上端或者水池与贮存装置之间等进料事故。
发明内容
[0004] 为了解决现有的乏燃料贮存装置存在的中子吸收材料的密封性不佳、冷却水流通不畅影响冷却效果、容易出现进料事故的不足，本发明提出了一种中子吸收材料的密封性好、冷却水流通顺畅、冷却效果好、不易出现进料事故的乏燃料贮存装置。
[0005] 本发明采用以下的技术方案：
[0006] 乏燃料贮存装置，包括格架和多个贮存套管，所述格架内具有容纳各贮存套管的贮存腔，所述贮存腔底部设有供冷却水流通的第一通水口；所述贮存套管包括侧壁与支承乏燃料组件的底壁，所述侧壁由起强度支撑作用的里层钢管、起屏蔽作用的夹层镉管、起保护作用的外层钢管叠置构成，所述的夹层镉管焊封于里层钢管与外层钢管之中，夹层镉管的位置和长度可保证覆盖乏燃料组件的活性段；所述贮存套管的进料端扩口成带锥度的导向段，贮存套管的底部设有与第一通水口相通的第二通水口；所述的贮存腔与贮存套管之间设置有定位件。
[0007] 优选的，所述贮存套管的主体为方管段，贮存套管的导向段设置成方锥形口。所述的方锥形口的作用是为进料提供导向。
[0008] 进一步，所述的格架包括上支承板、下支承板、固定在上、下支承板外围的围板，所述上支承接板上设有供贮存套管伸入的开口，所述下支承板上设有对贮存套管定位的定位座，所述的开口与定位座之间的空间形成所述的贮存腔。
[0009] 进一步，所述的定位件包括设置在所述贮存套管外侧面的第一凸台以及设置于所述贮存腔内壁上的第二凸台，第一凸台与第二凸台搭接匹配。
[0010] 优选的，所述的第一凸台布置在贮存套管的方管段的外壁上，所述第二凸台配合布置在上支承板的内壁上。
[0011] 优选的，所述的第一通水口和第二通水口均有多个，分别环绕状布置在贮存腔、贮存套管底壁上。这样，方便冷却水的均匀流通，有利于乏燃料组件的冷却。另外，当格架和贮存套管吊起检修时，格架和贮存套管内也不会存水。
[0012] 进一步，所述的外层钢管和里层钢管为对接焊管，夹层镉管为搭接焊管，所述外层钢管的对接纵缝、夹层镉管的搭接纵缝、里层钢管的对接纵缝错开布置。
[0013] 优选的，所述的里层钢管上布置有一圈用于定位夹层镉管的定位板，所述夹层镉管置于所述定位板上。
[0014] 更进一步，所述的乏燃料贮存装置还包括可调整格架高度的平面微调装置，所述的平面微调装置包括设置于格架底端的调整螺杆，连接于调整螺杆下端的垫板，所述下支承板上穿设有螺套，所述调整螺杆与螺套螺纹连接；所述贮存套管底壁上设有供所述螺套穿越的开孔，螺套上端连接有将贮存套管与格架固定的螺母。
[0015] 优选的，所述调整螺杆的下端设置有球头，垫板上设置有球面凹座，调整螺杆通过球头与球面凹座的配合铰接于垫板内。这样便于调节垫板的垂直度。
[0016] 本发明的技术构思在于：由于镉遇水会逐渐分解，并在分解过程中产生毒性，这样就不能保证镉泄露部位的中子被屏蔽，本发明贮存套管采用三层结构，通过将夹层镉管包裹在外层钢管与里层钢管之间，两端以连续焊缝密封，使得镉密封良好不易泄露，从而保证良好的屏蔽性能；再者，通过在贮存腔和贮存套管底部布置第一、第二通水口，使得乏燃料组件周围流经的冷却水可从贮存套管的底部流出，流动通畅的冷却水可以及时带走乏燃料组件的热量，冷却效果好；另外，贮存套管进料口外扩成带锥度的导向段，便于乏燃料的安全进料，避免出现乏燃料落于贮存装置上端或者水池与贮存装置之间等进料事故。
[0017] 本发明的有益效果在于：(1)贮存套管采用三层结构，夹层镉管密封性好，不易泄露，中子屏蔽性能好；(2)冷却水流通顺畅，冷却效果好；(3)贮存套管进料口有导向段，可避免出现进料事故。
附图说明
[0018] 图1是本发明实施例的整体结构示意图。
[0019] 图2是图1的俯视图。
[0020] 图3是图1的A部放大示意图。
[0021] 图4是本发明实施例的贮存套管的示意图。
[0022] 图5是图4的B部放大示意图。
[0023] 图6是图4的C部放大示意图。
[0024] 图7是图4的俯视图。
[0025] 图8是格架的上支承板的示意图。
[0026] 图9是格架的下支承板的示意图。
具体实施方式
[0027] 参照图1-9：乏燃料贮存装置，包括格架1和多个贮存套管2，所述格架1内具有容纳各贮存套管2的贮存腔11，所述贮存腔11底部设有供冷却水流通的第一通水口12；所述贮存套管2包括侧壁21与支承乏燃料组件的底壁22，所述侧壁21由起强度支撑作用的里层钢管211、起屏蔽作用的夹层镉管212、起保护作用的外层钢管213叠置构成，所述的夹层镉212管焊封于里层钢管211与外层钢管213之中，夹层镉管212的位置和长度可保证覆盖乏燃料组件的活性段；所述贮存套管2的进料端扩口成带锥度的导向段23，贮存套管2的底部设有与第一通水口12相通的第二通水口24；所述的贮存腔11与贮存套管2之间设置有定位件。由于镉遇水会逐渐分解，并在分解过程中产生毒性，这样就不能保证镉泄露部位的中子被屏蔽，本发明贮存套管2采用三层结构，通过将夹层镉管212包裹在外层钢管213与里层钢管211之间，两端以连续焊缝密封，使得镉密封良好不易泄露，从而保证良好的屏蔽性能。
[0028] 本实施例中，所述贮存套管2的主体为方管段，贮存套管2的导向段23设置成方锥形口，方管段与导向管23段通过圆角平滑过渡。所述的方锥形口的作用是为进料提供导向。导向段23也可以扩口成圆锥口，只要能与贮存腔配合实现导向进料即可。贮存套管2的内腔高度高于乏燃料组件的长度，以保证乏燃料组件贮存时不受外界的碰撞。
[0029] 所述的格架1包括上支承板13、下支承板14、固定在上、下支承板外围的围板16，所述上支承接板13上设有供贮存套管2伸入的开口，所述下支承板14上设有对贮存套管2定位的定位座，所述的开口与定位座之间的空间形成所述的贮存腔11。
[0030] 所述的定位件包括设置在所述贮存套管2外侧面的第一凸台31以及设置于所述贮存腔11内壁上的第二凸台32，第一凸台31与第二凸台32搭接匹配。所述的第一凸台31布置在贮存套管2的方管段的外壁上，所述第二凸台32配合布置在格架1的上支承板
13的内壁上，方锥形口高出于格架上端面，便于安全进料。本实施例中，贮存套管2的方管段的各侧壁上外向压出的两个半球面凸台，形成第一凸台31，格架1的上支承板13的各内壁上配合地设置有两个第二凸台32。
[0031] 本实施例中，所述的第一通水口12为环绕状布置在贮存腔11底壁上的四个梯形孔，四个梯形孔中间为穿设螺套的第一中心孔15；第二通水口24为环绕状布置在贮存套管2底壁上的四个梯形孔，四个梯形孔中间为穿设螺套43的第二中心孔25。环绕状布置相通的第一通水口12、第二通水口24是为了方便冷却水的均匀流通，有利于乏燃料组件的冷却。另外，当格架1和贮存套管2吊起检修时，格架和贮存套管内也不会存水。
[0032] 所述的乏燃料贮存装置还包括可调整格架1高度的平面微调装置4。所述的平面微调装置4为设置于格架1底端的支腿，所述支腿包括调整螺杆41，连接于调整螺杆41下端的垫板42，垫板42直接座落在乏燃料贮存水池底面上，所述下支承板14上穿设并固定有有螺套43，所述调整螺杆41与螺套43螺纹连接；所述贮存套管2底壁上设有供所述螺套43穿越的开孔，螺套43上端连接有将贮存套管2与格架1固定的螺母44。
[0033] 所述调整螺杆41的下端设置有球头，垫板42上设置有球面凹座46，调整螺杆41通过球头与球面凹座46的配合铰接于垫板42内。这样便于调节垫板的垂直度。
[0034] 所述的里层钢管211上布置有一圈用于定位夹层镉管的定位板，所述夹层镉管212搁置在定位板上。本实施例中，里层钢管211和外层钢管213为对接焊管，夹层镉管212为搭接焊管。套管的制作方法为先用钢板卷焊成里层钢管211，然后将镉板包裹在里层钢管
211上并等距离点焊牢固，套上外层钢管213后用涨方设备将三层管整体涨压成方形管，再用扩口涨窝设备将方管一端扩成方锥形口，为保证贮存套管2以后在组装时与格架1之间能正确定位，在扩成方锥形口的同时，在贮存套管2的方管段的四个面上各顶两个半球面凸台，作为第一凸台31，所述贮存腔11内壁上设置有与上述第一凸台31搭接匹配的第二凸台32。所述外层钢管213的对接纵缝、夹层镉管212的对接纵缝、里层钢管211的对接纵缝错开布置。也即，三者的纵缝不位于同一平面上，这样可防止乏燃料从卷缝处泄露。
[0035] 本实施例中，乏燃料贮存装置包括36根用于存放乏燃料组件的贮存套管，分别位于36个贮存腔内，为了屏蔽乏燃料组件的放射性物质，套管夹层使用了纯金属镉板作为屏蔽材料；上/下支承板用于排列和固定贮存套管，保证36根贮存套管的中心距，并保证贮存套管整体轴线的垂直；围板包裹在由上下支承板和贮存套管组成的框架外面，用于保护整个框架不受外力的破坏。
[0036] 本实施例的原理：由于镉遇水会逐渐分解，并在分解过程中产生毒性，这样就不能保证镉泄露部位的中子被屏蔽，本发明贮存套管采用三层结构，通过将夹层镉管包裹在外层钢管与里层钢管之间，两端以连续焊缝密封，使得镉密封良好不易泄露，从而保证良好的屏蔽性能；再者，通过在贮存腔和贮存套管底部布置第一、第二通水口，使得乏燃料组件周围流经的冷却水可从贮存套管的底部流出，流动通畅的冷却水可以及时带走乏燃料组件的热量，冷却效果好；另外，贮存套管进料口外扩成带锥度的导向段，便于乏燃料的安全进料，避免出现乏燃料落于贮存装置上端或者水池与贮存装置之间等进料事故。
