本發(fā)明屬于核電廠乏燃料干法貯存和運輸領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種核電廠乏燃料貯運雙功能金屬罐。

背景技術(shù)：

自核電廠商業(yè)應(yīng)用以來，產(chǎn)生了大量的乏燃料，乏燃料的安全、有效管理已成為當(dāng)今國際核工業(yè)的重要議題。由于國際乏燃料后處理能力不足和成本高昂，全球尚未建成可用的乏燃料最終處置庫，乏燃料暫存是當(dāng)前國際的主要應(yīng)對措施。目前，國際上很多核電廠在堆乏燃料貯存水池達(dá)到滿容的情況下，采取了中間貯存的方式來轉(zhuǎn)移乏燃料水池的乏燃料，使核電廠能夠持續(xù)運行。

從反應(yīng)堆剛卸出的乏燃料具有很高的放射性和熱量，因此乏燃料轉(zhuǎn)移到中間貯存設(shè)施前，通常需要在核電廠的乏燃料水池中冷卻5～10年。乏燃料中間貯存主要包括濕法和干法貯存，其中，干法貯存由于具有安全性高、經(jīng)濟性好且易于擴容等優(yōu)點，已經(jīng)逐漸成為國際上乏燃料中間貯存技術(shù)的主流。

目前，國際上乏燃料干法貯存技術(shù)主要采用混凝土貯存系統(tǒng)?；炷临A存系統(tǒng)包括混凝土筒倉和燃料貯罐，其中，混凝土筒倉提供屏蔽輻射和安全防護功能，并通過非能動的方式導(dǎo)出燃料貯罐內(nèi)部的熱量。燃料貯罐的主要功能是：提供密封、包容放射性物質(zhì)、為乏燃料組件提供結(jié)構(gòu)支撐、維持乏燃料組件的次臨界狀態(tài)，以及屏蔽輻射。燃料貯罐一般為圓柱體金屬結(jié)構(gòu)，包括筒體、上頂蓋、底蓋板和燃料籃，其中，燃料籃不可拆卸。為了保證燃料貯罐的密封，頂蓋和殼體之間連接方式均為冗余焊接密封結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有的混凝土貯存系統(tǒng)中，混凝土筒倉不可運輸，因此乏燃料的廠內(nèi)轉(zhuǎn)運和長途運輸需要借助專用的運輸容器；此外，燃料籃焊接在燃料貯罐罐體中，燃料貯罐只能裝載單一結(jié)構(gòu)形式的燃料格架，通用性差。

鑒于目前混凝土貯存系統(tǒng)需要使用到燃料貯罐作為放射性包容容器，同時考慮到未來乏燃料組件在混凝土貯存系統(tǒng)中貯存一段時間后需要運輸至后處理廠，確有必要設(shè)計一種既可以用于貯存又可以用于運輸?shù)暮穗姀S乏燃料貯運雙功能金屬罐。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種既可以用于貯存又可以用于運輸?shù)暮穗姀S乏燃料貯運雙功能金屬罐。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種核電廠乏燃料貯運雙功能金屬罐，其包括金屬罐罐體和收容在金屬罐內(nèi)的燃料籃，其中，金屬罐罐體包括殼體、密封固接在殼體底部的底座、密封固接在殼體頂部的頂蓋，以及密封固接在殼體上的冗余頂蓋。

作為本發(fā)明核電廠乏燃料貯運雙功能金屬罐的一種改進(jìn)，所述燃料籃可拆卸地收容在金屬罐內(nèi)。

作為本發(fā)明核電廠乏燃料貯運雙功能金屬罐的一種改進(jìn)，所述殼體包括筒體、固定連接在筒體內(nèi)壁的側(cè)支撐、固定連接在筒體頂部的吊耳，以及固定連接在筒體內(nèi)壁的排水管支撐。

作為本發(fā)明核電廠乏燃料貯運雙功能金屬罐的一種改進(jìn)，所述側(cè)支撐固定連接在筒體內(nèi)壁，用于支撐保護所述燃料籃。

作為本發(fā)明核電廠乏燃料貯運雙功能金屬罐的一種改進(jìn)，所述底座包括底板和固定連接在底板上的下支撐。

作為本發(fā)明核電廠乏燃料貯運雙功能金屬罐的一種改進(jìn)，所述底板設(shè)有集水圓槽，用于將金屬罐中的水排出。

作為本發(fā)明核電廠乏燃料貯運雙功能金屬罐的一種改進(jìn)，所述頂蓋包括屏蔽蓋板、固定于屏蔽蓋板的上支撐、固定于屏蔽蓋板的進(jìn)氣孔模塊，以及固定于屏蔽蓋板的排水管模塊。

作為本發(fā)明核電廠乏燃料貯運雙功能金屬罐的一種改進(jìn)，所述屏蔽蓋板設(shè)有進(jìn)氣孔和排水孔。

作為本發(fā)明核電廠乏燃料貯運雙功能金屬罐的一種改進(jìn)，所述進(jìn)氣孔模塊包括充氣排水孔密封蓋、充氣排水快速接頭和充氣孔屏蔽塊，充氣排水快速接頭下端與屏蔽蓋板采用圓周焊接固定使氣體從充氣排水快速接頭中間通道流過，進(jìn)氣孔密封蓋設(shè)在充氣排水快速接頭頂部并固定于屏蔽蓋板上的進(jìn)氣孔處。

作為本發(fā)明核電廠乏燃料貯運雙功能金屬罐的一種改進(jìn)，所述排水管模塊包括充氣排水孔密封蓋、充氣排水快速接頭、排水孔屏蔽塊和排水管，充氣排水快速接頭下端與頂蓋采用圓周焊接固定，排水孔屏蔽塊設(shè)在充氣排水快速接頭正下方并固定于屏蔽蓋板下端，充氣排水孔密封蓋設(shè)在充氣排水快速接頭頂部并固定于屏蔽蓋板上的排水孔處。

作為本發(fā)明核電廠乏燃料貯運雙功能金屬罐的一種改進(jìn)，所述冗余頂蓋為環(huán)板結(jié)構(gòu)，采用若干個弧形板拼焊而成。

作為本發(fā)明核電廠乏燃料貯運雙功能金屬罐的一種改進(jìn)，所述底座、頂蓋和冗余底蓋密封焊接在所述殼體上。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明核電廠乏燃料貯運雙功能金屬罐在裝載乏燃料組件后可置于混凝土或金屬屏蔽容器內(nèi)，實現(xiàn)了乏燃料組件的長期、安全、可靠貯存；在屏蔽容器中貯存一段時間后，金屬罐又可以取出并轉(zhuǎn)移至乏燃料運輸容器中，實現(xiàn)了乏燃料組件的安全運輸。

此外，由于燃料籃可拆卸地收容于金屬罐中，可裝載不同結(jié)構(gòu)形式的燃料格架，具有理想的通用性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式，對本發(fā)明核電廠乏燃料貯運雙功能金屬罐及其技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說明，其中：

圖1為本發(fā)明動核電廠乏燃料貯運雙功能金屬罐的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明動核電廠乏燃料貯運雙功能金屬罐的剖視示意圖。

圖3為圖2中金屬罐罐體的局部剖視示意圖。

圖4為圖3中殼體的剖視示意圖。

圖5為圖3中排水管支撐與筒體的剖視示意圖。

圖6為圖3中底座的示意圖。

圖7為圖3中金屬罐底部的局部剖視示意圖。

圖8為圖3中頂蓋的示意圖。

圖9為圖8中金屬罐頂部進(jìn)氣孔區(qū)域的局部剖視示意圖。

圖10為圖8中金屬罐頂部排水管區(qū)域的局部剖視示意圖。

圖11為圖3中冗余頂蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案及其有益技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合附圖和具體實施方式，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中描述的具體實施方式僅僅是為了解釋本發(fā)明，并非為了限定本發(fā)明。

請參閱圖1至圖3所示，本發(fā)明核電廠乏燃料貯運雙功能金屬罐包括：金屬罐罐體1和收容在金屬罐內(nèi)的燃料籃2。金屬罐罐體1包括殼體10、密封固接在殼體10底部的底座12、密封固接在殼體10頂部的頂蓋14，以及密封固接在殼體10上的冗余頂蓋16，其中，燃料籃2與金屬罐罐體1相對獨立，可拆卸地安裝在金屬罐罐體1中，因此可以裝載不同結(jié)構(gòu)形式的燃料格架，具有理想的通用性。

請參閱圖3、圖4和圖5所示，殼體10包括筒體100、側(cè)支撐102、吊耳104和排水管支撐106。側(cè)支撐102與筒體100進(jìn)行焊接固定，用于支撐和調(diào)整燃料籃2。吊耳104焊接在筒體100頂部，用于吊裝空的金屬罐，同時起到支撐頂蓋14的作用。排水管支撐106焊接在筒體100內(nèi)壁上，用于支撐頂蓋14上的排水管156，便于排水管156安裝導(dǎo)向，防止排水管156擺動。

請參閱圖3、圖6和圖7所示，底座12包括底板120和下支撐122。下支撐122采用焊接(或螺栓)固定于底板120。在排水管156的正下方，底板120設(shè)有一個集水圓槽124，便于將金屬罐中的水排出去。

請參閱圖3和圖8所示，頂蓋14包括屏蔽蓋板140、上支撐142、進(jìn)氣孔模塊144和排水管模塊146。上支撐142采用焊接(或螺栓)固定于屏蔽蓋板140。為了便于金屬罐的充氣和排水等操作，屏蔽蓋板140開設(shè)有充氣孔和排水孔。進(jìn)氣孔模塊144焊接固定于屏蔽蓋板140的充氣孔處，排水管模塊146焊接固定于屏蔽蓋板140的排水孔處。

請參閱圖3、圖8和圖9所示，進(jìn)氣孔模塊144包括充氣排水密封蓋148、充氣排水快速接頭150和充氣孔屏蔽塊152。充氣排水快速接頭150下端與屏蔽蓋板140采用圓周焊接固定，確保氣體只能從充氣排水快速接頭150中間通道流過。在充氣排水快速接頭150正下方，設(shè)有充氣孔屏蔽塊152與屏蔽蓋板140下端焊接固定，在充氣排水快速接頭150頂部，設(shè)置了進(jìn)氣孔密封蓋148，焊接在屏蔽蓋板140上，與屏蔽蓋板140和筒體100的焊縫形成第一道密封邊界。

請參閱圖3、圖8和圖10所示，排水管模塊146包括充氣排水密封蓋148、充氣排水快速接頭150、排水孔屏蔽塊154和排水管156。充氣排水快速接頭150下端與屏蔽蓋板140采用圓周焊接固定，確保排出的水只能從充氣排水快速接頭150中間通道流過。在充氣排水快速接頭150正下方設(shè)有排水孔屏蔽塊154與屏蔽蓋板140下端焊接固定，在充氣排水快速接頭150頂部設(shè)有進(jìn)氣孔密封蓋148，進(jìn)氣孔密封蓋148焊接在屏蔽蓋板140上，與屏蔽蓋板140和筒體100的焊縫形成第一道密封邊界。

請參閱圖3和圖11所示，冗余頂蓋16為一個環(huán)板結(jié)構(gòu)，為了加工制造方便，冗余頂蓋16可采用若干個弧形板拼焊而成。冗余頂蓋16與筒體100采用焊接固定，構(gòu)成了金屬罐頂部的第二道密封屏障。

結(jié)合以上對本發(fā)明各個實施方式的詳細(xì)描述可以看出，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明核電廠乏燃料貯運雙功能金屬罐在裝載乏燃料組件后可置于混凝土或金屬屏蔽容器內(nèi)，實現(xiàn)了乏燃料組件的長期、安全、可靠貯存；在屏蔽容器中貯存一段時間后，金屬罐又可以取出并轉(zhuǎn)移至乏燃料運輸容器中運輸至指定的地點(如后處理廠)，實現(xiàn)了乏燃料組件的安全運輸。

此外，由于燃料籃可拆卸地收容于金屬罐中，可裝載不同結(jié)構(gòu)形式的燃料格架，具有理想的通用性。

可以理解的是，在本發(fā)明的其他實施方式中，金屬罐的的結(jié)構(gòu)還可以進(jìn)行以下一種或幾種變化：1)取消上支撐；2)取消下支撐；3)將屏蔽蓋板分成幾層蓋板；4)根據(jù)需要設(shè)置側(cè)支撐的結(jié)構(gòu)形式和數(shù)量。

根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式，對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。