[发明专利]乏燃料除金属井及去除乏燃料上液态金属的方法

说明书

本发明公开了一种乏燃料除金属井，包括：中空井本体；吊装组件，所述吊装组件用于带动待清洁乏燃料在所述中空经本体内部运动，所述乏燃料上具有液态金属；三相交变磁组件，用于提供与所述待清洁乏燃料运动方向相互垂直的三相交变磁场；电磁组件，用于提供电磁场，所述电磁组件为围绕所述中空井本体的内壁螺旋缠绕的通电线圈；所述电磁组件位于所述三相交变磁组件的下部。本发明还公开了一种去除乏燃料上液态金属的方法。

技术领域

本发明涉及乏燃料后处理技术领域，特别是涉及乏燃料除金属井及去除乏燃料上液态金属的方法。

背景技术

核电的使用是人类在能源利用史上的一个重大突破，利用原子核的裂变反应，核燃料能够产生其他所有传统化石能源所无法比拟的高能量输出，并且，这些高能量输出往往只需要耗费少量的核燃料。这种低投入高产出的特性，使得人类日益重视对核能的利用，并不断加大在核能领域的研究开发，时至今日，核能已经成为世界上许多国家的重要能源组成部分。然而，核电在具有极高利用价值的同时，其所可能带来的危害也令人们谈核色变。在使用核电的过程中，如果保护不当而致使出现核泄漏等重大事故，将会对核电厂周边的环境乃至全人类带来及其严重的核污染灾害，因此，如何在对核能的开发利用过程中保证其安全性，是一个极其重要的研究课题。

乏燃料是指在反应堆内进行一定时间的裂变反应之后，达到了设计燃耗而被卸载出反应堆的核燃料。由于被卸载后的乏燃料仍会在相当长的时间内继续产生衰变热，因此现有的压水堆核电厂通常会将乏燃料组件储存在乏燃料水池内并利用乏燃料水池的冷却系统对乏燃料进行冷却，将其产生的热量排出至最终热阱(大气、江河、大海等)，被冷却后的乏燃料可以进行溶解等后处理，以提取尚有利用价值的核素。

对于液态金属快堆，在乏燃料从反应堆堆芯取出后，乏燃料组件会附着金属冷却剂，而附着的金属冷却剂会给乏燃料组件的贮存带来安全隐患，因此在乏燃料组件放入乏燃料水池进行贮存之前，需对其进行清洗，除去乏燃料组件表面粘附的金属冷却剂。对于钠冷快堆，现有方法是将乏燃料组件转至乏燃料除金属井后，利用氩气保护下的氩-水蒸气来清除乏燃料表面粘附的钠冷却剂，水蒸气能够与钠发生化学反应，并产生H₂；而破损的乏燃料组件则在高温铅封井内利用高温铅对组件进行铅封处理；从乏燃料除金属井中排出的含H₂能够作为清洗过程进行程度的辨别指标，通过H₂的排放量判断清洗的程度。对于反应能力差的金属反应堆，例如铅基快堆，由于铅的化学性质跟钠不同，钠冷快堆的乏燃料清洗方法不适用于铅基快堆，而目前铅基快堆的研究还处于初步阶段，暂无提出合适的乏燃料除铅冷却剂的方法。

发明内容

基于此，有必要铅基反应堆上铅难以去除的问题，提供一种乏燃料除金属井及去除乏燃料上液态金属的方法。

一种乏燃料除金属井，包括：

中空井本体；

吊装组件，所述吊装组件用于带动待清洁乏燃料在所述中空经本体内部运动，所述乏燃料上具有液态金属；

三相交变磁组件，用于提供与所述待清洁乏燃料运动方向相互垂直的三相交变磁场；

电磁组件，用于提供电磁场，所述电磁组件为围绕所述中空井本体的内壁螺旋缠绕的通电线圈；

所述电磁组件位于所述三相交变磁组件的下部。

在其中一个实施例中，所述三相交变磁场的方向为水平方向。

在其中一个实施例中，所述通电线圈的轴向为竖直方向。

在其中一个实施例中，所述交变磁场的高度与所述电磁场高度比例为1:(1.5～2.5)。

在其中一个实施例中，所述电磁组件上部设有惰性气体吹扫装置；优选的，所述惰性气体吹扫装置的气体吹扫方向与竖直方向呈30°～45°；优选的，所述惰性气体吹扫装置设置于所述三相交变磁组件与所述电磁组件之间。