[发明专利]构成和运输包封组件的集成系统及其组装、充填和拆分站

说明书

发明主题

本发明涉及包装、储存和运输在满足放射性材料运输国际标准的包封中的放射性物质(燃料、污染的和放射性的物质)。

本发明主要用于民用核电部分，优选是轻水型核电站，并更优选的是压水反应堆型REP(英文为PWR)，尤其相关于维修活动，或拆除废弃束棒导管(TGdGR)。

本发明更特别涉及TGdGR的包装、运输和储存活动。

背景技术和现有技术

在压水或沸水反应堆的核电站中，通过在反应堆的核中移动吸收核裂变产生的中子流的杆来调节反应堆的功率。这些杆组装成插入到燃料组件内的控制束。燃料组件包括一些数量与每束的杆数相同的空心位置。这些空心位置被控制束的导管占据，控制束导管可能随时间退化(加工摩擦后的磨损、高温变形)。

图1示出最低功率为900MW的REP反应堆槽的示意剖面图。槽的除核燃料外的内部设备保证燃料组件、以及控制束引导和仪器的支撑和侧向保持的功能。导管12位于内部设备的上部，穿过支撑板或上支撑帽11，直至上部芯板13，二个板11、13被管形间隔件15分开。

主要在2011年的福岛的核事故之后，许多国家重新考虑了它们的核能政策，并大大增加了它们对核安全问题的要求。现在，特别是在核维护领域，人们发现，由于这些新的立法并由于现有核电站的老化，更换大量来自核电站的反应堆、水池或储存包封的废弃束棒导管(TGdGR)的需求增加，因此迅速、可靠地进行包装和运输的需求也在增加。

目前，在不时地更换核燃料的同时也更换损坏的TGdGR。由于它们在使用中承受很强的中子流，这些从反应堆的核中取出的TGdGR具有可能对操作者的健康有危险的放射水平(例如由于存在放射非常强的伽玛射线的⁶⁰Co)。直到目前，几十个管子可能封闭在同一类型的包封中，从就地包装到在储存或搬运地进行包装，但始终在核电站周围。

现在，人们希望可以在反应堆建筑物中一有限空间内并用有限的搬运能力以被认可的并且保险、可靠、经济和快速的方式包装这些TGdGR，并运输这些TGdGR。

用于运输放射性材料的包封应遵守国际原子能机构(AIEA)的章程规定的标准。如A型包封是一种对量比较有限但值得注意的放射性产品使用的合格包封。该包封用于防止事故。它能经受用来模拟运输条件的测试。还通过计算证明其符合AIEA规定。B型包封是用于运输放射性非常强的材料使用的合格包封。其设计用于经受住所定义的事故条件，并且因此不仅能够经受用来模拟常用搬运和运输条件的试验，还能够经受用来模拟事故条件的试验(例如自由落体、浸没、压碎、冲压、防火)。

会遇到如下的困难：

-保证优选使用A型包封将TGdGR取出到电站外。因此，如果想在同一包封中运输多个TGdGR，则该包封必须是B型包封。为了设计并符合B型包封，鉴于复杂和严格的强制规则，需要几年时间来考虑这种包封；

-消除或至少减少TGdGR临时储存在池中的时间；

-减少或者消除在电站中TGdGR的存储时间；

-减少区域内的作业时间；

-增加区域内和区域外的作业安全；

-降低作业成本和电站的停工时间；

-提供运输包裹的放射性保护；

-或者直接在从反应堆取出后，或者从它们储存在池中将TGdGR取出到反应堆外，或者取出到不用于运输的储存包封中，使它们经过适当处理或根据严格规定储存在电站内或电站外。

目前并没有达到上述需求。实际上，目前，上面确定的需求并不重要，甚至实际上是次要的。

现有技术中的方法是将这些TGdGR储存在池中，或者将它们置于不用于运输的储存包封中并放置在电站中。只要人员不会一直处于或者靠近该地方，这种包封能够保证放射性保护。

还已知其它现有方法，例如正在发展的能够包含几个、例如五个TGdGR的B型包封。

用于包装来自池中的放射性材料的另一选择是将包封浸入池中，或者将其放在充满水的池子旁边，作业结束时，必须将其排空，并使其干燥。另外，如果包封已经浸在池中，移动前必须去除包封的污染。

现有方法的缺陷如下：

-能力有限：现有包封类型能够并适于运输放射性废料，并且它们可使用的量造成相对于环境(当局、人口、安全等)而言难以接受的许可问题和逻辑问题；

-运输时，在事故情况下，放射性废物集中在单一包封中会提升危险；

-道路上允许的有效负荷和允许的尺寸限制了可输送的材料量；