十天之后产生大致0. 2 MW的衰变功率，以及在六个月之后产生0. 1 MW的衰变功率。已经衰变了六个月的废燃料可以从废燃料罐排出到例如典型的液态冷却剂 填充的非加压的废燃料池中。在另外的冷却周期（例如5到10年）之后，废燃料可以排出 到干桶。在此实例中，在废燃料池156中存在足够的液态冷却剂158以在转换成通过环境 空气冷却之前提供20天的冷却。所述系统包含两个废燃料罐，每个废燃料罐能够在完全浸 没在废燃料池冷却剂158中时实现至少0. 5 MW的衰变热去除且在20天转换冷却周期之后 实现0.35 MW衰变热去除。下文的表1图示用于罐装载和卸载以容纳来自核反应堆的废燃 料的实例线性序列。在表1中，"T"以月为单位且"B#"表示具体一批废燃料。" + "指示所 述批次装载到罐中且指示去除所述批次。
[0072]表 1
[0073] 在表1中呈现的实例序列中，所有废燃料批次在排出之前都已衰变八个月。在一 些方面中，此方法消除与将较高功率密度废燃料直接紧邻较低功率密度废燃料放置相关联 的可能风险。在失去废燃料池水158的情况下，较高功率密度废燃料呈现锆覆层在空气中 引燃的较大风险，所述锆覆层引燃可能会潜在引燃较低功率密度废燃料。
[0074] 在另一实例废燃料管理系统中，所述系统可以管理来自核反应堆（例如1到12个 核反应堆152)的废燃料，每个核反应堆实际上每二十四个月重加燃料一次，其中二分之一 堆芯的废燃料批次每两个月去除一次。每批废燃料提供在二十天之后0.2 MW的衰变功率， 以及在六个月之后〇. 1 MW的衰变功率。已经衰变了六个月的废燃料可以从废燃料罐排出 到例如典型的液态冷却剂填充的非加压废燃料池中。在另外的冷却周期（例如5到10年） 之后，废燃料可以排出到干桶。所述系统包含单一废燃料罐，其能够在完全浸没在废燃料池 冷却剂158中时实现至少0. 65 MW的衰变热去除且在20天转换冷却周期之后实现0. 45 MW 衰变热去除。下面的表2图示用于罐装载和卸载以使用较大废燃料罐容纳来自核反应堆的 废燃料的线性序列。
[0076] 表 2
[0077] 注意，在一些方面中，此较大废燃料罐提供足够的空间以容纳六个月排出的废燃 料批次。
[0078] 在另一实例废燃料管理系统中，所述系统可以管理来自实际上每四十八个月重加 燃料一次的单个核反应堆的废燃料，其中一整个堆芯（例如37个组件）的一批废燃料被去 除且替换。每批废燃料在二十天之后产生0.4 MW的衰变功率以及在六个月之后产生0.2 MW 的衰变功率。已经衰变了六个月的废燃料可以从废燃料罐排出到（例如）典型的液态冷却 剂填充的非加压废燃料池中。在另外的冷却周期（例如5到10年）之后，废燃料可以排出 到干桶。所述系统包含单一废燃料罐，其能够在完全浸没在废燃料池冷却剂158中时实现 至少0.85 MW的衰变热去除且在20天转换冷却周期之后实现0.6 MW衰变热去除。下面的 表3图示用于罐装载和卸载以使用较大废燃料罐容纳来自核反应堆的废燃料的线性序列。
[0080] 表 3
[0081] 贯穿说明书和权利要求书的"前"、"后"、"顶"、"底"、"在...上方"、"在...之上" 和"在...之下"等术语的使用是用于描述系统的各种组件和本文中所描述的其它元件的 相对位置。类似地，使用任何水平或竖直术语来描述元件是为了描述系统的各种组件和本 文中所描述的其它元件的相对定向。除非另外明确地说明，否则此类术语的使用并不意指 所述系统或任何其它组件相对于地球重力的方向、或地球地表面的具体位置或定向，或者 系统其它元件可以在操作、制造和运输期间被放置的其它具体位置或定向。
[0082] 已经描述多个实施方案。然而，应理解可以进行各种修改。例如，只要可以实现有 利的结果，可以一种不同的顺序执行所公开的技术的步骤、以一种不同的方式组合所公开 的系统的组件或者用其它组件取代或补充所述组件。因此，其它实施方案在以下权利要求 书的范围内。
【主权项】
1. 一种废核燃料棒罐，其包括： 潜水式压力容器，该潜水式压力容器包括界定内部空腔的壳体，所述壳体包括的耐腐 蚀且导热的材料具有在约7. 0瓦每米每开尔文以上的热导率；以及 搁架，该搁架被装入在所述内部空腔内且被配置以支撑一个或多个废核燃料棒。2. 根据权利要求1所述的废核燃料棒罐，其进一步包括在壳体的顶端处联接到壳体的 第一半球形罩壳，所述第一半球形罩壳包括界定内部空腔的顶部部分的辐射状内部表面。3. 根据权利要求2所述的废核燃料棒罐，其进一步包括在壳体的底端联接到壳体的第 二半球形罩壳，所述第二半球形罩壳包括界定内部空腔的底部部分的辐射状内部表面。4. 根据权利要求1所述的废核燃料棒罐，其进一步包括： 立管，该立管界定在所述内部空腔的顶部部分和所述内部空腔的底部部分之间通过立 管的流体路径；以及 环形区，该环形区被界定在所述立管和所述壳体之间。5. 根据权利要求4所述的废核燃料棒罐，其进一步包括在所述内部空腔中被定位在所 述立管和所述内部空腔的所述底部部分之间的燃料篮。6. 根据权利要求5所述的废核燃料棒罐，其中所述燃料篮包括： 废核燃料棒搁架； 与所述搁架的底部表面相邻的穿孔支撑板，所述流体路径穿过所述穿孔支撑板流体联 接到所述内部空腔的所述底部部分。7. 根据权利要求1所述的废核燃料棒罐，其进一步包括附接到所述压力容器的所述壳 体的热交换器。8. 根据权利要求7所述的废核燃料棒罐，其中所述热交换器包括至少一个导管，该至 少一个导管被至少部分安置在所述壳体的外部且与所述内部空腔处于流体联通。9. 根据权利要求1所述的废核燃料棒罐，其中所述耐腐蚀材料包括高放射性传导材 料。10. 根据权利要求1所述的废核燃料棒罐，其中所述容器不含任何辐射屏蔽材料。11. 一种废核燃料棒管理系统，其包括： 废燃料池，该废燃料池包含热传递液体；以及 多个废燃料罐，所述罐中的每一个包括： 潜水式压力容器，该潜水式压力容器包括壳体，该壳体界定至少部分用液态冷却剂填 充的内部空腔； 搁架，该搁架被装入在所述内部空腔内；以及 一个或多个废核燃料棒，被支撑在所述搁架中。12. 根据权利要求11所述的系统，其中所述液态冷却剂包括水。13. 根据权利要求11所述的系统，其中所述热传递流体包括水或环境空气中的至少一 种。14. 根据权利要求11所述的系统，其中每个罐的热去除速率在约0. 3MW和0. 8MW之间。15. -种耗散由废核燃料棒产生的衰变热的方法，所述方法包括： 将至少一个废核燃料棒装载在包括内部腔室的废燃料罐中，所述内部空腔至少部分用 流体冷却剂填充； 将所述废燃料罐浸没在废燃料池中所包含的热传递流体中； 将衰变热从所述废核燃料棒传递到所述流体冷却剂；以及 将衰变热从所述流体冷却剂传递到所述废燃料池中的所述热传递流体。16. 根据权利要求15所述的方法，其中从所述废燃料棒传递出热量的速率至少与所述 废核燃料棒产生衰变热的速率一样大。17. 根据权利要求15所述的方法，其进一步包括经由自然循环使所述流体冷却剂在所 述废燃料罐的内部空腔内循环。18. 根据权利要求15所述的方法，其进一步包括将所述废燃料所述罐的外部表面暴露 于环境空气下。19. 根据权利要求18所述的方法，其进一步包括： 基于对环境空气的暴露，使所述流体冷却剂的一部分在所述废燃料罐中从液体相变到 气体；以及 至少部分基于在所述气体和所述环境空气之间的热传递，在所述废燃料罐的内部表面 上使所述气体相变回到液态冷凝物。20. 根据权利要求19所述的方法，其进一步包括使所述内部表面上的所述液态冷凝物 的至少一部分循环到在所述罐的底部部分中的流体冷却剂的池。21. -种管理废燃料棒的方法，所述方法包括： 从核反应堆去除第一批废燃料棒； 在第一时间处，将所述第一批废燃料棒安设在废燃料罐中，所述第一批废燃料棒以第 一衰变热速率产生衰变热； 将所述废燃料罐浸没在热传递流体中以从所述第一批废燃料棒去除衰变热； 在一个时间段上使用所述废燃料罐以大于所述第一衰变热速率的一个速率从所述第 一批废燃料棒去除衰变热； 在所述第一时间之后的第二时间处，将第二批废燃料棒安设在所述废燃料罐中，所述 第二批废燃料棒以大于所述第一衰变热速率的第二衰变热速率产生衰变热；以及 以至少与所述第一衰变热速率和第二衰变热速率的总和一样大的速率从所述第一批 废燃料棒和第二批废燃料棒去除衰变热。22. 根据权利要求21所述的方法，其中将所述第一批废燃料棒安设在废燃料罐中包括 直接从所述核反应堆将所述第一批废燃料棒安设在废燃料罐中。23. 根据权利要求21所述的方法，其进一步包括： 去除所述第一批废燃料棒的至少一部分；以及 将所述部分安设在干桶中。
【专利摘要】一种废核燃料棒罐包含潜水式压力容器，其包含界定内部空腔的壳体，所述壳体包含的耐腐蚀且导热的材料具有在约7.0瓦每米每开尔文以上的热导率；以及搁架，所述搁架被封入在所述内部空腔内且被配置以支撑一个或多个废核燃料棒。
【IPC分类】G21C19/06
【公开号】CN105359221
【申请号】CN201480025541
【发明人】小J·N·雷耶斯, C·科尔伯特
【申请人】纽斯高动力有限责任公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2014年2月27日
【公告号】CA2904279A1, EP2965323A2, US20140254737, WO2014189582A2, WO2014189582A3