一种用于乏燃料组件的内插式中子吸收组件的制作方法

本发明涉及一种用于乏燃料组件的内插式中子吸收组件。

背景技术：

目前国际上通常采用乏燃料贮存格架为卸出堆芯的乏燃料组件提供贮存空间，乏燃料贮存格架每个贮存单元放置中子吸收板用来保证乏燃料组件的贮存满足次临界要求。中子吸收板通常安装于乏燃料贮存格架的四面侧壁上。为保证乏燃料组件满足临界存放要求，需要放置大量具有一定厚度的中子吸收板，且相邻乏燃料组件需要保持足够的距离，不能密集化贮存，降低了乏燃料池的贮存容量。且中子吸收板制造成本较高。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提出一种用于乏燃料组件的内插式中子吸收组件。

用于乏燃料组件的内插式中子吸收组件，所述内插式中子吸收组件为棒束型结构，中子吸收材料形成棒状结构，若干根中子吸收棒连接成棒束型结构；所述中子吸收材料通过包壳管和端塞密封形成所述棒状结构。

优选地，所述若干根中子吸收棒通过连接板连接成所述棒束型结构。

优选地，所述连接板的上部设置操作筒或操作手柄，用来对内插式中子吸收组件进行操作。

优选地，所述连接板的形状根据所要插入的燃料组件的接口确定。

优选地，所述中子吸收棒由包壳管包覆中子吸收材料组成，两端通过端塞进行密封，为防止中子吸收材料窜动，上放安装压紧弹簧。

优选地，所述包壳管为圆柱形空管，由不锈钢或锆合金制成，所述包壳管的外径根据其插入的乏燃料组件导向管外径选取。

优选地，所述中子吸收材料为圆柱状芯块形式，根据核特性计算其质量和体积，中子吸收材料为B₄C或-A_l2O₃-B₄C、Ag-In-Cd等材料制成。

优选地，所述中子吸收材料为碳化硼，其中硼10的丰度在天然丰度-95wt％之间。

优选地，所述中子吸收材料选用含硼的复合材料；所述含硼的复合材料的基体相为金属氧化物或合金，弥散相为硼化物；所述含硼复合材料的形状为圆柱型实心芯块或圆柱型空心芯块；所述含硼复合材料中硼10丰度在天然丰度-99wt％之间。

优选地，所述中子吸收材料选用含硼的复合材料；所述含硼复合材料芯块的基体相为氧化铝、氧化钛或氧化锆，弥散相为碳化硼，芯块烧结后的密度为理论密度的60％-95％，其中碳化硼质量百分比在2％-50％之间。

优选地，所述中子吸收材料选用含硼的复合材料；所述含硼的复合材料芯块的基体相为锆-4合金或锆-2合金，弥散相为碳化硼，其中碳化硼质量百分比在1％-20％之间。

优选地，下部端塞设计为锥形以方便中子吸收棒插入乏燃料组件导向管。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的用于乏燃料组件的内插式中子吸收组件，安装于卸出堆芯的乏燃料组件中，用来保证乏燃料组件的贮存满足次临界存放要求。

2、本发明提供的用于乏燃料组件的内插式中子吸收组件，为棒束状结构，其棒束可插入燃料组件导向管中，中子吸收材料放置于棒束内。内插式中子吸收组件可用于替代乏燃料贮存格架中的中子吸收板，或者与中子吸收板配合提供中子吸收能力，以取消或减少中子吸收板体积，减小乏燃料组件间距离，实现密集化贮存，提高乏燃料水池容量。相较于中子吸收板，内插式中子吸收组件还具有制造成本低的特点，使用内插式中子吸收组件可有效降低乏燃料贮存格架的成本。

附图说明

图1为本发明提供的用于乏燃料组件的内插式中子吸收组件示意图。

图2为本发明提供的棒状结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如附图1所示，若干中子吸收棒(1)通过连接板(3)连接为棒束结构，中子吸收棒(1)穿过连接板上的小孔，并通过螺母(2)固定在连接板上。连接板上方设置操作柄(4)或操作筒用来实现内插式中子吸收组件在堆外及乏燃料池中的操作。

中子吸收棒(1)由包壳管(8)包覆中子吸收材料(7)组成，两端通过端塞(5)进行密封，为防止中子吸收材料(7)窜动，上放安装压紧弹簧(6)。连接板(3)的形状根据所要插入的燃料组件的接口确定。

包壳管(8)为圆柱形空管，由不锈钢或锆合金制成，包壳管(8)外径根据其插入的乏燃料组件导向管外径选取。中子吸收材料(7)为圆柱状芯块形式，根据核特性计算其质量和体积，中子吸收材料(7)为B₄C或-A_l2O₃-B₄C、Ag-In-Cd等材料制成。与连接板(3)相连端塞上设计螺纹，与螺母(2)配合将中子吸收棒(1)固定于连接板(3)上，中子吸收棒(1)与连接板(3)也可采用其它方式连接。下部端塞(5)设计为锥形以方便中子吸收棒(1)插入乏燃料组件导向管。压紧弹簧(6)的目的是压紧中子吸收材料，防止中子吸收材料在运输、操作等过程中的窜动。压紧弹簧(6)可以为如附图2所示C形弹簧，也可使用螺旋形弹簧。

与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：

1、本实施例提供的用于乏燃料组件的内插式中子吸收组件，安装于卸出堆芯的乏燃料组件中，用来保证乏燃料组件的贮存满足次临界存放要求。

2、本实施例提供的用于乏燃料组件的内插式中子吸收组件，通过插入乏燃料组件导向管中来提供中子吸收能力，内插式中子吸收组件可用于替代乏燃料贮存格架中的中子吸收板，或者与中子吸收板配合提供中子吸收能力，以取消或减少中子吸收板体积，减小乏燃料组件间距离，实现密集化贮存，提高乏燃料水池容量。相较于中子吸收板，内插式中子吸收组件还具有制造成本低的特点，使用内插式中子吸收组件可有效降低乏燃料贮存格架的成本。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。