本發(fā)明涉及一種乏燃料儲(chǔ)存裝置，特別涉及一種非能動(dòng)乏燃料冷卻儲(chǔ)存裝置。

背景技術(shù)：

核燃料是核反應(yīng)堆能量的來(lái)源，隨著核反應(yīng)堆能量的不斷輸出，核燃料會(huì)被逐漸消耗。當(dāng)核燃料的燃耗達(dá)到一定程度后就成為乏燃料，此時(shí)需要將其從核反應(yīng)堆中拆卸出來(lái)并置于合適的環(huán)境中進(jìn)行儲(chǔ)存。

由于乏燃料不但具有很強(qiáng)的放射性，而且還會(huì)釋放大量的衰變熱，因此對(duì)儲(chǔ)存設(shè)備的性能提出了非常高的要求。

目前，乏燃料的儲(chǔ)存主要有兩種，一種為濕式儲(chǔ)存(也稱(chēng)水池儲(chǔ)存)，另一種為干式儲(chǔ)存。

濕式儲(chǔ)存是將乏燃料儲(chǔ)存在乏燃料水池里，水池內(nèi)的冷卻水以動(dòng)力進(jìn)行循環(huán)，帶走乏燃料釋放的衰變熱。然而，濕式儲(chǔ)存的冷卻水循環(huán)需要?jiǎng)恿?，所需設(shè)備較為復(fù)雜，運(yùn)行成本高。

干式儲(chǔ)存是依靠空氣流動(dòng)的方式對(duì)衰變熱較低的乏燃料進(jìn)行冷卻，這種儲(chǔ)存方法往往需要先將乏燃料進(jìn)行濕式儲(chǔ)存若干年之后才能采用。干式儲(chǔ)存不適于對(duì)衰變熱較高的乏燃料進(jìn)行儲(chǔ)存。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有乏燃料儲(chǔ)存方式存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種非能動(dòng)乏燃料冷卻儲(chǔ)存裝置。

該非能動(dòng)乏燃料冷卻儲(chǔ)存裝置包括壓力密封殼，所述壓力密封殼內(nèi)部的部分空間充有冷卻劑。

進(jìn)一步地，所述部分空間占?jí)毫γ芊鈿?nèi)部總空間的5-25％為優(yōu)選。

進(jìn)一步地，所述冷卻劑可以采用冷卻水。

進(jìn)一步的，所述壓力密封殼的材質(zhì)可以采用鋼。

進(jìn)一步地，所述壓力密封殼外部設(shè)有冷卻翅片為優(yōu)選。

進(jìn)一步地，所述壓力密封殼內(nèi)部設(shè)有翅片為優(yōu)選，以便冷凝后的冷卻劑的回流和導(dǎo)流。

進(jìn)一步地，所述壓力密封殼內(nèi)部設(shè)有乏燃料支架為優(yōu)選。

進(jìn)一步地，所述壓力密封殼的內(nèi)部除冷卻劑占據(jù)的空間以外，其余空間以所述冷卻劑的蒸汽充滿(mǎn)為優(yōu)選。

采用本發(fā)明的非能動(dòng)乏燃料冷卻儲(chǔ)存裝置對(duì)乏燃料進(jìn)行儲(chǔ)存，其步驟如下：首先，在壓力密封殼封閉前，將冷卻劑充入壓力密封殼內(nèi)部；然后，將待儲(chǔ)存的乏燃料浸沒(méi)在冷卻劑中，最后，封閉壓力密封殼進(jìn)行儲(chǔ)存。

本發(fā)明通過(guò)采用部分空間裝有冷卻劑的壓力密封殼對(duì)乏燃料進(jìn)行儲(chǔ)存，儲(chǔ)存過(guò)程中，乏燃料不斷釋放出衰變熱，并將衰變熱傳遞給冷卻劑，使得冷卻劑升溫。升溫的冷卻劑一方面通過(guò)與壓力密封殼的接觸將熱量直接傳遞給壓力密封殼，使得部分衰變熱得以散失。另一方面，亦即最重要的冷卻過(guò)程就在于：升溫的冷卻劑通過(guò)其液面蒸發(fā)出冷卻劑蒸汽，帶走另一部分衰變熱；冷卻劑蒸汽接觸到壓力密封殼內(nèi)壁后會(huì)發(fā)生冷凝，釋放出熱量并將熱量傳遞給壓力密封殼，散失掉其余衰變熱，而后冷凝的冷卻劑回流，形成持續(xù)的蒸發(fā)-冷凝的冷卻循環(huán)。

實(shí)際上，由于乏燃料會(huì)釋放出大量的衰變熱，因此會(huì)令壓力密封殼內(nèi)的冷卻劑大量蒸發(fā)而形成高壓，并使冷卻劑工作在較高的溫度下，加之壓力密封殼的限制，使得該工作溫度能夠遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常壓下的冷卻劑的沸點(diǎn)。在高溫下，蒸發(fā)-冷凝的冷卻循環(huán)具有良好的傳熱效果，起到向壓力密封殼傳熱的主導(dǎo)作用。良好的傳熱效果有利于壓力密封殼溫度的提高，使其與外部溫差顯著增加，大大提升了其向外部釋放熱量的能力。故此，本發(fā)明的非能動(dòng)乏燃料冷卻儲(chǔ)存裝置具有很高的散熱效率，冷卻效果好。與此同時(shí)，所采用的壓力密封殼可有效防止放射性物質(zhì)向環(huán)境釋放。

與濕式儲(chǔ)存相比，本發(fā)明的非能動(dòng)乏燃料冷卻儲(chǔ)存裝置無(wú)需外加動(dòng)力，所需設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低；而與干式儲(chǔ)存相比，本發(fā)明的非能動(dòng)乏燃料冷卻儲(chǔ)存裝置可以實(shí)現(xiàn)高衰變熱乏燃料的儲(chǔ)存。

綜上所述，本發(fā)明的非能動(dòng)乏燃料冷卻儲(chǔ)存裝置屬于非能動(dòng)設(shè)備，無(wú)需外加動(dòng)力，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，冷卻效果好，運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種衰變熱水平乏燃料的儲(chǔ)存。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明的非能動(dòng)乏燃料冷卻儲(chǔ)存裝置示意圖。

圖2本發(fā)明的非能動(dòng)乏燃料冷卻儲(chǔ)存裝置工作原理圖。

附圖標(biāo)記：1.乏燃料，2.冷卻劑，3.壓力密封殼。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施例1

采用本發(fā)明的非能動(dòng)乏燃料冷卻儲(chǔ)存裝置對(duì)某核反應(yīng)堆卸出的乏燃料進(jìn)行儲(chǔ)存，其步驟如下：

(一)將完成下封頭焊接的壓力密封殼3置于熱室中，向壓力密封殼3內(nèi)注入約占其容積20％的冷卻劑2；

(二)將待儲(chǔ)存的乏燃料1置于冷卻劑2中的乏燃料支架上，所述冷卻劑2采用水；

(三)焊接壓力密封殼3的上封頭，檢漏后進(jìn)行儲(chǔ)存。

對(duì)實(shí)施例1儲(chǔ)存有乏燃料的非能動(dòng)乏燃料冷卻儲(chǔ)存裝置外壁溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示該溫度在3天內(nèi)持續(xù)上升。3天后，壓力密封殼外壁的溫度不再升高，表明該非能動(dòng)乏燃料冷卻儲(chǔ)存裝置達(dá)到熱量產(chǎn)生與散失的平衡，此時(shí)壓力密封殼外壁各處的溫度處于210-225℃之間。