CN103021487B - 一种乏燃料水池冷却及净化*** - Google Patents

一种乏燃料水池冷却及净化*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种乏燃料水池冷却及净化***，该***设在乏燃料水池中，该***包括设在乏燃料水池上部的冷却结构（5），所述冷却结构（5）与池壁的竖直方向相平行。根据本发明所提供的***，乏燃料贮存的所有主要工艺过程及维护维修操作均可在乏燃料水池内完成，无需对乏燃料水池内的水体进行迁移和循环，从而降低放射性物质扩散及贮存燃料失去冷却的风险，可大大提高乏燃料贮存的安全性和经济性；另外，该***能同时实现乏池表面撇沫功能。

Description

一种乏燃料水池冷却及净化***
技术领域
本发明属于乏燃料贮存技术领域，具体涉及一种乏燃料水池冷却及净化***。
背景技术
乏燃料贮存是核燃料循环的重要阶段，核电厂在整个寿期内需不断更换新的核燃料并卸出已使用过的乏燃料。乏燃料具有持续放出衰变热、放射性以及在特定情况下可能重返临界等特点，因此，对于任何形式的核电厂，乏燃料的贮存安全都是无法回避的问题。乏燃料贮存的主要工艺过程包括：水的冷却、过滤及除盐。在以往商用核电***的设计中，这些过程通常都在乏燃料水池的外部完成，即通过泵将乏燃料水池中的水抽出，经过冷却、过滤及除盐后再排回乏燃料水池。这种工作方式的好处在于：原理简单直接、功能实现对设备的要求较低以及***的功能余量较大；缺点在于：***管道复杂，设备较多，且分置于不同房间甚至电厂不同区域内，冷却剂在迁移循环过程中可能损失，危及贮存燃料的安全，另外，放射性杂质也可能因为冷却剂的迁移循环、滤芯及树脂的更换对环境造成污染。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种便于实现乏燃料贮存的主要工艺过程、便于维修和维护且安全性、经济性较高的乏燃料水池冷却及净化***。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种乏燃料水池冷却及净化***，该***设在乏燃料水池中，该***包括设在乏燃料水池上部的冷却结构，所述冷却结构与池壁的竖直方向相平行。
进一步，乏燃料水池的池壁敷有金属面，池壁金属面整体形成立方体形水体容器，冷却结构分布在水体容器的上部四周；冷却结构的下方设有上部敞口、底部开孔的立方体形导流装置，贮存乏燃料的燃料格架设在导流装置中。
再进一步，导流装置和池壁金属面之间形成水体循环通道；水体循环通道位于水体容器底部的流道趋于水平。
更进一步，该***还包括设在水体循环通道内的潜水过滤器，潜水过滤器的两端分别设有用于流体进入或排出的端口。
再更进一步，潜水过滤器内设有防水电动泵Ⅰ和过滤模块。优选地，潜水过滤器内还设有用于隔离过滤模块的隔离模块Ⅰ。
进一步，该***还包括设在水体循环通道内的潜水除盐器，潜水除盐器的两端分别设有用于流体进入或排出的端口。
再进一步，潜水除盐器上用于流体进入的端口设有除盐器进口过滤器，用于流体排出的端口设有除盐器出口树脂捕集器。
进一步，潜水除盐器上还设有用于隔离潜水除盐器的隔离模块Ⅱ。
再进一步，潜水除盐器内设有防水电动泵Ⅱ。
本发明的有益效果在于：
第一、根据本发明所提供的乏燃料水池冷却及净化***，乏燃料贮存的所有主要工艺过程及维护维修操作均可在乏燃料水池内完成，无需对乏燃料水池内的水体进行迁移和循环，从而降低放射性物质扩散及贮存燃料失去冷却的风险。
第二、采用本发明提供的***，可根据电厂的实际情况，选择在乏燃料水池内部采取强制循环冷却或自然循环冷却、选择持续过滤或间歇过滤、选择持续除盐或间歇除盐以及选择过滤与除盐工艺的配合运行，从而提高乏燃料贮存的安全性和经济性。
第三、采用本发明提供的***，不再需要单独设置乏池（乏燃料水池）表面撇沫功能，***利用潜水除盐器或潜水过滤器增强乏燃料水池自然循环时，乏池表面撇沫功能可同时实现。
附图说明
图1是本发明所提供的一种乏燃料水池冷却及净化***的主视图；
图2是图1沿A-A向的剖面图；
图3是本发明所提供的乏燃料水池冷却及净化***的俯视图；
图4是图3沿对角线方向的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
如图1-4所示，本发明所提供的一种乏燃料水池冷却及净化***设在乏燃料水池中，所有主要设备位于操作平面1以下，该***包括设在乏燃料水池上部的冷却结构5，所述冷却结构5与池壁的竖直方向相平行。
如图2所示，乏燃料水池的内壁敷有金属面，池壁金属面2整体形成立方体形水体容器，冷却结构5分布在水体容器的上部四周，由支撑结构12、13、14所支撑。
冷却结构5可以由多个U形的冷却管并排串联而成，也可以采用U形的冷却管分组串联再并联而成，这些U形冷却管可以都位于一个与池壁平行的平面，也可分布于多个与池壁平行的平面形成立体换热结构；冷却管内流通着由电厂其他***通过冷却剂供给管线6供给的冷却剂。***内的热量通过冷却结构5的换热面所形成的水冷壁导出。冷却剂与乏燃料水池内的水体通过冷却结构5的换热面完全隔离。
优选地，冷却结构5的下方设有上部敞口、底部开孔的立方体形导流装置3，贮存乏燃料的燃料格架4设在导流装置3中。导流装置3由设在水体容器底部的支撑结构19所支撑，从而使导流装置3的底部与水体容器的底部不相接触。
图2所示虚线（即导流装置3的上沿）以上的水体为***加热水体9；图2所示虚线以下的水体为***冷却水体10。在图2所示虚线以下，导流装置3和池壁金属面2之间形成水体循环通道11。另外，水体容器下部靠近底面的部分以及导流装置3下部靠近底面的部分均形成截面减缩的结构，从而使得水体循环通道11位于水体容器底部的流道趋于水平。***冷却水体10和***加热水体9通过水体循环通道11以及导流装置3底部的孔实现循环。
在优选的实施方案中，本发明提供的***还包括设在水体循环通道11内的潜水过滤器7，潜水过滤器7由支撑结构17、18所支撑。潜水过滤器7的两端分别设有用于流体进入或排出的端口。***对乏燃料水池内水体的过滤通过潜水过滤器7即可在乏燃料水池内部完成，即：水从潜水过滤器7的一个端口被吸入，过滤后即通过潜水过滤器7的另一个端口被排回乏燃料水池。潜水过滤器7的两个端口可互换，从而可以实现两个流体方向上的工作。
潜水过滤器7内设有防水电动泵Ⅰ和过滤模块，过滤模块的滤芯的更换、压缩及暂时贮存均可在乏燃料水池内完成。优选地，潜水过滤器7内还设有用于隔离过滤模块的隔离模块Ⅰ，利用隔离模块Ⅰ将过滤模块隔离后，潜水过滤器7可以单纯作为乏燃料水池内部的循环泵使用。
在更优选的实施方案中，本发明提供的***还包括设在水体循环通道11内的潜水除盐器8，潜水除盐器8由支撑结构17、18所支撑。潜水除盐器8的两端分别设有用于流体进入或排出的端口。***对乏燃料水池内水体的除盐通过潜水除盐器8即可在乏燃料水池内部完成，即：水从潜水除盐器8的一个端口被吸入，除盐后即通过潜水除盐器8的另一个端口被排回乏燃料水池。
潜水除盐器8上用于流体进入的端口设有除盐器进口过滤器，用于流体排出的端口设有除盐器出口树脂捕集器。潜水除盐器8中设有一个独立的混床除盐器，除盐器进口过滤器和除盐器出口树脂捕集器与之串联，设在混床除盐器中的树脂的更换、压缩及暂时贮存均可在乏燃料水池内完成。优选地，潜水除盐器8上还设有用于隔离潜水除盐器8的隔离模块Ⅱ，利用隔离模块Ⅱ将潜水除盐器8隔离后，潜水除盐器8可以单纯作为乏燃料水池内部的循环泵使用。潜水除盐器8内还设有防水电动泵Ⅱ。
从图3中可以看出，本发明中提供的***中可以在乏燃料水池的不同标高处设置若干潜水过滤器7、潜水除盐器8，可以根据电厂实际情况选择使用，同时也能防止某一潜水过滤器或潜水除盐器发生故障而导致***无法正确运行。
上述实施例只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种乏燃料水池冷却及净化***，其特征在于，该***设在乏燃料水池中，该***包括设在乏燃料水池内上部四周的冷却结构(5)，所述冷却结构(5)与池壁的竖直方向相平行，冷却结构(5)的下方设有上部敞口、底部开孔的立方体形导流装置(3)，贮存乏燃料的燃料格架(4)设在导流装置(3)中；导流装置(3)和池壁之间形成水体循环通道(11)；该***还包括设在水体循环通道(11)内的潜水过滤器(7)和潜水除盐器(8)。
2.根据权利要求1所述的一种乏燃料水池冷却及净化***，其特征在于，乏燃料水池的池壁敷有金属面，池壁金属面(2)整体形成立方体形水体容器。
3.根据权利要求2所述的一种乏燃料水池冷却及净化***，其特征在于，水体循环通道(11)位于水体容器底部的通道为水平通道。
4.根据权利要求1所述的一种乏燃料水池冷却及净化***，其特征在于，潜水过滤器(7)的两端分别设有用于流体进入或排出的端口。
5.根据权利要求4所述的一种乏燃料水池冷却及净化***，其特征在于，潜水过滤器(7)内设有防水电动泵Ⅰ和过滤模块。
6.根据权利要求5所述的一种乏燃料水池冷却及净化***，其特征在于，潜水过滤器(7)内还设有用于隔离过滤模块的隔离模块Ⅰ。
7.根据权利要求1所述的一种乏燃料水池冷却及净化***，其特征在于，潜水除盐器(8)的两端分别设有用于流体进入或排出的端口。
8.根据权利要求7所述的一种乏燃料水池冷却及净化***，其特征在于，潜水除盐器(8)上用于流体进入的端口设有除盐器进口过滤器，用于流体排出的端口设有除盐器出口树脂捕集器。
9.根据权利要求7或8所述的一种乏燃料水池冷却及净化***，其特征在于，潜水除盐器(8)内设有防水电动泵Ⅱ。
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