[发明专利]用于减小两个实体之间的热阻的方法和可动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于核燃料组件的存储托架，该存储托架由多个大长度的相邻单元构成，燃料组件或可选地若干燃料组件的棒可以被引入到所述多个相邻单元中的每个单元中。

背景技术

所述存储托架(也称作存储篮)旨在用于存储和/或运输可选地被封装或被屏敝或不被封装或不被屏敝的燃料组件。所述存储托架适用于辐射燃料，但也可被用于新燃料。所述存储托架可以例如在将燃料存储在水池中期间或在将燃料引入到运输或存储封装件中期间在干燥介质或潮湿介质中使用。

为了运输燃料组件的罐体的不同功能(辐射保护、抗冲击性、耐火性等)的需要而提供的解决方案为不同的材料的叠组。在需要排出大功率的情况下，对内部温度的限制的起因是存在对该叠组而言必要的间隙。

与安全性相关联并且与辐射性材料的运输相关联的问题在文献B.Lenail,Revue Générale Nucléaire n°1 2005的“La suretédes transports de matières radioactives”(放射性材料的安全运输)；B.C.Bernardo,IAEA Bulletin Vol.21,n°6的“Conception,fabrication et essais des emballages pour le transport des matières radioactives”(用于运输放射性材料的封装件的设计、构造和测试)或者说在文献EP 0 752 151中进行了描述。

通常，燃料组件在包含多达12个(或更多)组件的干式罐体中被运送。这些运输封装件已经得到相关的法国、英国和日本当局的认可并且满足国际原子能机构规则为B式封装件所制定的标准。使用了将近40年的这种类型的罐体基于防止任何放射性泄漏的封装件(双屏障、着火特性等)所固有的性能原理。

如图1所示，罐体在其较大长度上从外部到内部包括：

-外部区域2、其可以设置有冷却翼片4，

-中子吸收层6，

-钢制套环8，

-以及用于核燃料组件的存储托架10，该存储托架10包括一个或多个相邻单元12，燃料组件或(可选地)若干燃料组件的棒可以被引入到所述单元12中。

用于核燃料组件的具有蜂窝状结构的各种类型的托架是已知的。它们通常保证了三个功能：

-在干燥或有液态或气态的水(所述水能够包含例如硼基的中子吸收化合物)存在的情况下，控制存储在其中的成套组件的临界性。

-满足两个目标的足够的机械强度：(i)保证装载有组件的托架的几何结构得到保持并且避免燃料棒在正常使用期间(处理、运输等)劣化，(ii)通过保持托架的几何结构而在即使根据现行规则的紧急状况下(显著冲击和掉落)也能够保证对临界性的控制，

-热传递，以便排出在辐射的组件的情况下释放的热量。

该托架有时也以提供对抗辐射的屏敝的补偿的目的而设计。

该托架一般由若干材料联合构成，每种材料实现上述三个功能中的至少一个功能。通常，所使用的主要材料为：

-不锈钢或铝(或铝合金)，以实现机械强度功能，

-铝或铜(或铜合金)，以实现热传递功能，

-硼化合物(诸如B4C基熔合体)、包含硼的铜合金、铝合金或不锈钢合金，以便实现临界性控制功能。

从罐体的热性能的观点来看，内部功率的排出和30分钟的800℃的耐火性现在已经通过利用上述材料(钢制套环、铝制托架等)以及其性能(由翼片“复式”地横越、连结点的保护等)得到解决。

对于实施并且特别是组装的问题，该系统在互锁不同的径向层的情况下特别需要更容易地将组件或托架引入到罐体中，从而在不同层之间的界面处，特别是在组件与空腔之间以及在托架与套环之间的界面处布置有间隙。例如大约介于5mm与2mm之间的这些间隙对于热传递的需要会是不利的。

特别地，在大功率需要被排出的情况下，这些间隙的出现产生高热阻，由此产生大的热梯度，当希望增大最大可接受功率等级时，高热阻和大热梯度显著地增大了最大内部温度(最大内部温度还取决于材料，燃烧速率等)。

目前，运输在氮环境下进行，但也可以使用更具传导性的气体(氦)，在这种情况下，分别为5mm和2mm的内部和外部间隙足以运输功率等级低的PWR(压水反应堆)燃料。

但提出了能够运输更大功率的燃料(例如MOX燃料类型或者是在未来具有锕系元素的组件)的问题。

由此，在不超过总体可接受的内部温度的情况下将卡路里良好地排出到外部的可能性是未来的关键问题。