[实用新型]一种乏燃料贮存罐体中子防护结构

说明书

技术领域

本实用新型属于辐射防护设备，具体涉及一种乏燃料贮存罐体中子防护结构。

背景技术

在核电站投入使用后，从电站核反应堆堆芯中替换出来的乏燃料，具有极强的放射性。乏燃料含有大量未用完的可增殖材料²³⁸U或²³²Th，未烧完的和新生成的易裂变材料²³⁹Pu、²³⁵U或²³³U以及核燃料在辐照过程中产生的镎、镅、锔等超铀元素，另外还有裂变元素⁹⁰Sr、¹³⁷Cs、⁹⁹Tc等。这些乏燃料会产生中子、及γ射线，从而形成γ射线和中子并存的混合辐射场。乏燃料贮存库中各贮存罐的放射性活度差异较大,高温气冷堆乏燃料元件的贮存罐通常采用乏燃料罐加外屏蔽罐的双层屏蔽贮存罐式设计,用双层屏蔽贮存罐存放刚卸下来的乏燃料元件。对γ射线的屏蔽常选用一定厚度的铅、（重）混凝土等材料；而对乏燃料的缓发中子进行辐射屏蔽常用吸收截面大的物质（如：硼、锂）将其吸收。而选用含硼聚乙烯作为乏燃料贮存罐体外层屏蔽罐中子屏蔽层时，由于含硼聚乙烯对温度比较敏感，在环境温差大或出现事故时致使罐体温度变化大时，会使罐体外含硼聚乙烯屏蔽层变形过大，影响结构稳定性和屏蔽效果，如产生间隙和裂纹等，致使射线经间隙或裂纹中散射到环境中，对周围环境造成严重污染。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种可适应温差较大的环境和事故工况的乏燃料贮存罐体中子防护结构。

本实用新型的技术方案如下：一种乏燃料贮存罐体中子防护结构，包括设在燃料贮存罐外屏蔽罐外的主屏蔽层，所述的主屏蔽层沿轴向预留有若干条伸缩缝，在所述伸缩缝的外侧设有补充防护层。

进一步，如上所述的乏燃料贮存罐体中子防护结构，其中，所述的主屏蔽层在轴向方向上采用分层对接结构，相邻两层之间的接口采用坡口搭接并焊接固定。

进一步，如上所述的乏燃料贮存罐体中子防护结构，其中，当燃料贮存罐外屏蔽罐的外径大于3m时，所述的主屏蔽层上均匀预留4条或4条以上的伸缩缝；当燃料贮存罐外屏蔽罐的外径大于等于2.3m且小于等于3m时，所述的主屏蔽层上均匀预留3条伸缩缝；当燃料贮存罐外屏蔽罐的外径小于2.3m时，所述的主屏蔽层上均匀预留2条伸缩缝。

进一步，如上所述的乏燃料贮存罐体中子防护结构，其中，所述的每层主屏蔽层外设有抱箍。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型所提供的乏燃料贮存罐体中子防护结构可根据现场乏燃料的种类及活度确定中子屏蔽层厚度，即可根据不同场所进行灵活设计；主屏蔽层设计成分段分层结构，不仅适应有较大温差的地域（可适用于正常运行工况时环境温度在-20～+100℃的环境中），且便于施工，可大幅缩减施工周期；考虑到机械加工及安装等诸多因素，在轴向方向上采用分层对接的形式，接口采用坡口搭接，有效防止射线透过接缝。该结构的防护效果可达到设计指标要求，在辐射防护领域具有良好的应用前景。

附图说明

图1为主屏蔽层上伸缩缝与补充防护层的结构示意图；

图2为四条伸缩缝的实施例示意图；

图3为主屏蔽层的分层组装结构示意图；

图4为两层主屏蔽层之间的坡口搭接结构示意图；

图5为本实用新型的总装图。

具体实施方式

下面结合附图和实施过程对本实用新型进行详细的描述。

如图1、图2所示，本实用新型所提供的乏燃料贮存罐体中子防护结构采用在燃料贮存罐外屏蔽罐外加双层中子屏蔽结构，内层为主屏蔽层1，主屏蔽层1沿轴向预留若干伸缩缝2，以适应温差较大的环境和事故工况；外层为补充防护层3，设置在伸缩缝2的外侧，可有效解决伸缩缝处泄漏问题。考虑到机械加工及安装等诸多因素，在主屏蔽层1的轴向方向上采用分层对接的形式，如图3所示，每层主屏蔽层外设有抱箍4。如图4所示，相邻两层主屏蔽层11、12之间的接口采用坡口搭接并焊接固定，有效防止射线透过接缝。

在进行乏燃料贮存罐体中子防护结构设计时，屏蔽层厚度根据乏燃料种类和放射性活度确定，中子屏蔽层分段数主要根据外屏蔽罐外径和含硼板的生产加工能力确定。

当外屏蔽罐外径大于3m时，结合材料生产及加工能力、安装、环境温度、事故等因素，将主屏蔽层均匀分为四段及四段以上，预留4个或4个以上的伸缩缝，并在伸缩缝外做局部补充防护。4条伸缩缝的结构如图2所示。