[发明专利]一种溶液贮罐中中子毒物的布置结构

说明书

技术领域

本发明涉及后处理厂易裂变物质溶液贮罐中临界安全的控制技术，具体涉及一种溶液贮罐中中子毒物的布置结构。

背景技术

我国核燃料循环的政策采取闭合的核燃料循环方式，对于从堆内卸出的乏燃料送入后处理厂，将铀、钚从乏燃料中分离再利用。世界上主要的后处理工艺采用湿法工艺对乏燃料进行后处理，例如普雷克斯法，将硝酸或有机溶剂当做化学试剂改变核燃料的物理和化学形态，并将铀钚与裂变产物等核素进行分离再利用，称之为化学处理过程。

在上述的化学处理过程中，将出现很多用贮罐将溶液进行贮存的情况，而在大型乏燃料后处理厂中为了适应较高处理能力和处理量的要求，贮罐的容积可能变得很大，以往的采取适用于整个浓度范围的几何控制，即仅采用几何形状设计保证临界安全的做法不能达到要求，因此通常还采取其他的临界安全控制方式来保证设备的次临界安全，添加中子毒物是其中一种较为常用的方法。

发明内容

本发明的目的是提供了一种溶液贮罐中中子毒物的布置方式，用以保证贮罐在盛装一定量的易裂变物质溶液时可以满足临界安全的要求。

本发明的技术方案如下：一种溶液贮罐中中子毒物的布置结构，包括设置在溶液贮罐中的若干横截面为十字形的中子毒物体，每个中子毒物体沿溶液贮罐的高度方向延伸设置，彼此之间留有间隙，所述中子毒物体的外部为不锈钢包壳，不锈钢包壳内填充中子毒物。

进一步，如上所述的溶液贮罐中中子毒物的布置结构，其中，中子毒物完全包覆在不锈钢包壳中，与溶液完全隔离，溶液装载在中子毒物以外的空间中。

进一步，如上所述的溶液贮罐中中子毒物的布置结构，其中，中子毒物内部包含使中子慢化而使吸收效果更好的慢化剂材料。

进一步，如上所述的溶液贮罐中中子毒物的布置结构，其中，在溶液贮罐的内部边缘位置设置若干横截面为T形或L形的中子毒物体，用以适应溶液贮罐的圆周形状。

本发明的有益效果如下：本发明在易裂变物质溶液的贮罐中加入一种横截面为十字形并且带有包覆层的中子毒物结构，中子毒物的类型可以有多种选择，十字形的中子毒物的尺寸也可以根据贮罐设计的有效容积变化。由于十字形中子毒物两翼位置为扁平结构，可以调整为最佳厚度，同时增加了与溶液的反应面积，中子吸收效应明显，且中子毒物与溶液隔离密封，避免了中子毒物有可能的流失。

附图说明

图1为十字形中子毒物结构示意图；

图2为含慢化剂的十字形中子毒物结构示意图；

图3为一种布置十字形中子毒物的溶液贮罐的横截面示意图；

图4为一种布置十字形中子毒物的溶液贮罐的纵截面示意图；

图5为另一种布置十字形中子毒物的溶液贮罐的横截面示意图；

图6为实施例中一种十字形中子毒物的布置示意图；

图7为实施例中另一种十字形中子毒物的布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明所提供的十字形中子毒物体的基本结构如图1所示，在中子毒物2外包覆不锈钢包壳1，用以防止中子毒物与溶液贮罐中的溶液直接接触。该基本结构的十字形两翼的宽度、长度和高度的尺寸可根据实际情况进行调整。根据所贮存溶液性质的不同，若该溶液特性之一，中子能谱较硬，则可以在十字形中子毒物中设置慢化剂，例如聚乙烯材料，可以使中子慢化而使吸收效果更好，基本结构如图2所示，慢化剂3外布置中子毒物2，中子毒物2外包覆不锈钢包壳1。

本发明在圆柱形的溶液贮罐中布置该种形状的中子毒物，十字形中子毒物结构的两翼的宽度和长度、十字形中子毒物在溶液贮罐中的间距、十字形中子毒物基本结构的数量等参数可以通过临界安全分析计算进行优化，十字形中子毒物结构的高度根据其外溶液贮罐的高度进行调整。如图3和图5分别显示了同一尺寸的圆柱形溶液贮罐布置不同数量和大小的十字形中子毒物后的溶液贮罐的横截面。图3使用了中子毒物的结构较大，数量较少的布置方式，图5使用了中子毒物的数量较多，布置更密集的方式。如图3和5中所示，在溶液贮罐的边缘位置可能布置一些经过变形的如T字型和L字型的中子毒物结构，以满足圆柱形贮罐的圆周形状要求。图中的5标示位置为贮罐中盛装的溶液，图中的1表示包裹中子毒物的不锈钢包壳，图中的1表示填充在内的中子毒物，图中的4表示圆柱形溶液贮罐的容器壁。