[发明专利]球床高温堆的新燃料装料暂存装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种球床高温堆的新燃料装料暂存装置，特别涉及一种用于球床模块式高温气冷堆核电站燃料装卸系统的新燃料装料缓冲暂存装置。 

背景技术

球床高温气冷堆采用球形元件多次通过堆芯的方式实现不停堆连续运行，每天从堆芯卸出一定数量的乏燃料后必须向堆内补充相同数量的新燃料，以保证稳定的反应堆功率。新燃料装料过程中，需要经历从常压空气到中压氦气的气氛切换流程，一方面保证燃料装卸系统的氦气纯洁性，另一方面避免带放射性粉尘的污染氦气进入新燃料装料间，危及装料操作人员安全。在HTR-10高温气冷实验堆（10兆瓦）上，每天需要向堆内补充约25个新燃料，利用3个各大于1.5m长的缓冲管段，配合管路系统中的设备，以满足暂存和气氛切换的功能要求。 

在HTR-PM（球床模块式高温气冷堆核电站）高温气冷堆示范工程中，双堆每天从堆芯卸出约800个乏燃料球，相应地需要向双堆芯补充约800个新燃料。中国发明专利200710117805.4申请公开了一种高温气冷堆在线换料系统，采用了与HTR-10相同的新燃料装料流程，该模式下新燃料装料流程简要描述如下：

新燃料装料管段由3节缓冲管段组成，从上游至下游的缓冲管段1-3分别称为装料入口管段、装料缓冲管段和装料暂存管段，各可容纳约200个新燃料元件。HTR-PM平均每天装入双堆芯的800个新燃料元件分4批各约200个，经过新燃料装料气氛切换后，由装料暂存管段向堆芯输送。主循环管路中为7.0MPa的氦气，供应新燃料的管段中则 为常压空气。在装料操作时，通过对两道隔离阀开启和关闭以及对抽真空系统、充入纯净氦气系统中部件开启和关闭的逻辑控制实现新燃料装料气氛切换。同时管段上两道隔离阀电气上联锁，实现系统与大气气氛隔离和气氛切换，防止放射性气体外逸。新燃料装料的气氛切换流程由放气→进球→抽真空→充气→排球→放气→充气等顺序执行的过程组成。为确保HTR-PM新燃料装料的安全性和可靠性，如果按照上述3个缓冲管段运行模式，采取方螺旋空间布局，至少需要总长超过40米的装料暂存管段，从而引发以下三个方面的技术难点： 

一是占用空间大，方螺旋管路系统布局在一个近11m高的钢结构支架上，占地面积超过25m²；二是管路安装技术要求高，方螺旋管路中有十多台设备和数十个弯头管件，并有严格的错边量、椭圆度和管段倾角要求，组对、施焊和焊缝检测难度大；三是管路阀门动作频率高，在全寿期内气氛切换球路隔离阀运行次数超过6万次，而相关的气路阀门动作次数更是超过12万次，如此高的动作频率，对于阀门的密封和电动装置都是及其严酷的考验，如果按常规核电阀门的填料、波纹管和电动装置的寿命（通常在2,000～5,000次）考虑，则几乎每年都必须进行一次系统停运甚至停堆检修，针对30多个相关阀门的进行维修和密封件更换，不仅在放射性舱室环境中进行维护和检修工作是很不现实的，而且球床高温堆不停堆连续运行的优点也难以充分利用；另一方面，如果必须满足核电站3～5设备维修的运行可靠性要求，则必须提高球路阀门和气路相关阀门的的填料、波纹管和电动装置的寿命达到6,000～12,000次以上，以目前的阀门结构和零配件的技术水平而言，如此长的寿命要求几乎是不可能实现的。 

为解决上述问题，本发明急需提供一种新的球床高温堆的新燃料装料暂存装置。 

发明内容

本发明的目的是提供一种球床高温堆的新燃料装料暂存装置，该 暂存装置内设有料仓组件和输送单一器，可实现在不增加阀门特殊技术要求的前提下，优化暂存装置的结构，简化工作过程。 

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种球床高温堆的新燃料装料暂存装置，所述新燃料装料暂存装置由上至下依次设有上封头组件、筒体组件和底面法兰组件，所述筒体组件底部设有内支座，在所述筒体组件内设有料仓组件，所述料仓组件上、下两端分别设有顶隔板和底隔板，所述料仓组件上端通过顶隔板与所述筒体组件安装，下端通过底隔板与所述内支座安装，在所述底隔板下设有输送单一器，该输送单一器底部与所述底面法兰组件穿装。 

本发明与现有技术相比具有以下优点：