[实用新型]一种强化局部对流的用于乏燃料运输的承载器

说明书

技术领域

本实用新型属于乏燃料贮存和运输设备的设计，具体涉及一种强化局部对流的用于乏燃料运输的承载器。

背景技术

福岛事故后，乏燃料贮存和运输设备的热工安全性能受到越来越多的重视。停堆换料过程中，乏燃料组件需要通过一条狭长的转运通道，通道内乏燃料组件的冷却只能依赖通道内冷却剂的水平自然循环流动带出。在典型的国产二代改进型压水堆电站中，燃料转运装置采用了运输小车加承载器的设计方案。燃料组件被包覆在承载器内，承载器的顶部和侧部挖有圆孔，作为冷却水自然循环的流道。

由于流道狭窄且流场复杂，承载器内局部区域容易出现流动死区，换热能力较差，处于承载器不同位置的燃料棒，表面温度存在很大差异，尤其是流动死区内的燃料棒包壳表面，有明显的高温区，在一些特殊工况下，流动死区内燃料组件包壳表面甚至存在发生沸腾的风险。

为强化燃料组件表面的冷却效果，实用新型“一种底部开孔的用于乏燃料运输”(专利号：ZL2012 2 0681982.1)在原有承载器设计方案的基础上提出了承载器底部开孔的设计方案，使得燃料组件的热工安全性能和安全裕量得到较大提高。然而，这种设计对承载器的力学性能会有较大负面影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了优化流场，使处于流动死区内的燃料棒得到更好的冷却效果，同时避免专利ZL2012 2 0681982.1设计方案对承载器力学性能造成弱化的负面影响，提出了一种强化局部对流的用于乏燃料运输的承载器，从而实现提高乏燃料在转运通道运输时热工安全性能，增大安全裕量。

本实用新型的技术方案如下：一种强化局部对流的用于乏燃料运输的承载器，设置在转运通道内的运输小车上，承载器的侧壁及顶板上均设有圆形通孔，在承载器的顶板两侧边缘对应于流动死区的位置设有若干长圆形通孔。

进一步，如上所述的强化局部对流的用于乏燃料运输的承载器，其中，所述的长圆形通孔的总面积相当于整个顶板面积的10％。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型在流场和温度场分析的基础上，通过在容易形成流动死区的部位，打通顶板，设置合适的开孔，有效开辟了热水流出承载器的通道，优化了流场分布，避免了流动死区的形成，强化了换热条件恶劣的局部燃料棒表面冷却效果，可以明显降低燃料组件包壳最高温度以及最高水温，使得燃料组件的热工安全性能和安全裕量得到较大提高。从而为缩短停堆换料时间，提高电厂运行经济性，提供了有利的基础。

附图说明

图1为现有工程应用中的燃料转运装置的结构示意图；

图2为本实用新型中承载器的部分立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

为了优化流场，使处于流动死区内的燃料棒得到更好的冷却效果，本实用新型针对承载器的机械结构，在流动死区对应的顶板部分设置了若干长圆通孔，优化了流道，强化了冷却剂的局部对流传热能力，确保此处乏燃料余热的顺利带出。

如图1所示，现有的燃料转运装置包括设置在转运通道1内的运输小车2，运输小车2上设置有承载器4，燃料组件3置于承载器4内。在承载器的顶部及侧壁均有设有圆形通孔5、6。顶部及侧壁的开孔面积大约相当于开孔所在面板面积的30％。这种结构使得冷却剂流动容易在局部形成流动死区7。

如图2所示，本实用新型除了具备现有承载器的结构特点外，在承载器顶板对应于流动死区的位置交错设置若干个开孔8。开孔8的形状可以为长圆形，开孔总面积大约相当于顶板整体面积的10％。

本实用新型在承载器容易产生流动死区的部位，进行顶板开孔的流道设计方案，从而实现了提高乏燃料在转运通道运输时热工安全性能，增大安全裕量的目标。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。