乏燃料转运通道屏蔽装置的制作方法

本发明属于核电站核岛厂房辐射屏蔽技术领域，具体涉及一种乏燃料转运通道屏蔽装置，主要适用于核电厂冷却时间需求较短的乏燃料。

背景技术：

燃料转运通道是新燃料和乏燃料进出反应堆厂房的唯一转运途径，由于乏燃料具有较强的放射性，燃料转运通道的屏蔽设计对整个核岛厂房的设计、辐射分区、人员受照剂量评价以及反应堆的运行维护均具有重要影响。

一般情况下是停堆冷却7天-14天之后开始从堆芯卸料，经过这样一段时间冷却的乏燃料组件，其放射性依然很强，对燃料转运通道的屏蔽设计要求很苛刻，核电厂运营方为提高电厂可利用率会尽力缩短大修工期，如果乏燃料在转运之前的停堆冷却时间进一步缩短的话，放射性更强，燃料转运通道的屏蔽设计必须考虑这一因素的影响。

燃料转运通道贯穿反应堆厂房和燃料厂房，连接反应堆厂房堆换料水池、安全壳(单壳或双壳)、燃料厂房燃料转运仓。相邻厂房之间需要考虑地震时的相对运动，燃料转运通道贯穿多个厂房，燃料转运通道屏蔽体之间必须设置伸缩缝以包容相邻厂房之间的相对运动。伸缩缝因为用于缓冲厂房之间的相对运动而必须保留，同时由于这些伸缩缝的存在导致乏燃料转运时造成辐射漏束现象，造成燃料转运通道周围剂量率较高，因此，对这些伸缩缝的辐射屏蔽设计是燃料转运通道的重点和难点。

在M310机组中，地震伸缩缝的屏蔽采用迷宫屏蔽+塞铅丝的方式，设计迷宫屏蔽墙较复杂，并且成本较高。此外，缝隙中塞铅丝过多会阻碍屏蔽体之间的相对运动，太少则无法满足屏蔽要求。

针对上述燃料转运通道屏蔽设计的不足之处，特别考虑目前核电厂乏燃料转运前的冷却时间缩短的趋势，本发明提供了一种检修维护成本较低的屏蔽装置，既可以简化屏蔽体伸缩缝的设计，又能满足屏蔽体之间的相对运动，同时能满足转运冷却时间较短的乏燃料组件时的辐射屏蔽要求。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种乏燃料转运通道屏蔽装置，既可以简化屏蔽体伸缩缝的设计，又能满足屏蔽体之间的相对运动，同时还能够满足转运冷却时间较短的乏燃料组件的辐射屏蔽要求。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：提供一种乏燃料转运通道屏蔽装置，设置在两个相邻厂房之间燃料转运通道上，该屏蔽装置包括口字形屏蔽体，所述屏蔽体上设有伸缩缝，该伸缩缝内外侧均采用挡板封堵，使之与屏蔽体之间形成一个空腔，该空腔内填充颗粒状的屏蔽材料。

进一步，所述伸缩缝为平直缝隙，设置在靠近安全壳厂房或双层安全壳内壳一侧的屏蔽体上；伸缩缝将屏蔽体分成两部分，分别为第一屏蔽体和第二屏蔽体。

进一步，所述伸缩缝内侧挡板为L形结构，包括垂直部和水平部，垂直部固定在第二屏蔽体上；第一屏蔽体内侧设有堵块，该堵块与内侧挡板的水平部贴合且不连接，二者之间可以发生相对位移，以容纳第一屏蔽体和第二屏蔽体之间的相对运动，内侧挡板与堵块之间的缝隙通过橡胶密封条密封。

进一步，所述伸缩缝的正上方设置填砂漏斗，正下方设置放砂漏斗。

进一步，所述放砂漏斗上设有可以将伸缩缝内铅硼砂全部放出的抽拉开关。

进一步，所述屏蔽材料为铅硼砂。

本发明的有益技术效果在于：

(1)本发明在屏蔽体上设置伸缩缝，满足连接厂房之间的相对运动，避免对屏蔽体造成破坏；伸缩缝设为平直缝隙，采用颗粒状铅硼砂设为屏蔽材料，避免燃料组件对燃料转运通道外侧造成辐射，且结构简单、施工方便；

(2)伸缩缝的位置靠近对应力要求较高的墙体，避免了应力集中的问题；

(3)伸缩缝的屏蔽材料采用铅硼砂，铅硼砂中含有的硼是比较理想且常用的中子毒物，可以较好地屏蔽中子辐射，铅硼砂填充层的厚度可以通过调节外侧挡板与屏蔽体的距离来调整；铅硼砂连同内外层挡板可以很好地屏蔽中子和γ辐射，从而能够满足转运冷却时间较短的乏燃料组件的辐射屏蔽要求；

(4)设置合理的铅硼砂颗粒粒径，兼顾了流动性与可压缩性，保证了地震情形下厂房之间的相对位移，同时铅硼砂的稳定性比较好，维护简单，降低了检修成本。

附图说明

图1是本发明屏蔽装置的结构示意图；

图2是图1中沿B-B的剖视图。

图中：

1-屏蔽体 2、3-厂房 4-伸缩缝 5-燃料转运通道 6-内侧挡板

7-铅硼砂 8-橡胶密封条 9-填砂漏斗 10-放沙漏斗 11-堵块

12-第一屏蔽体 13-第二屏蔽体

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1、2所示，是本发明提供的乏燃料转运通道的屏蔽装置，该屏蔽装置包括屏蔽体1，该屏蔽体1为口字形结构，其设置在相邻两个厂房2、3之间的燃料转运通道5上。屏蔽体1上设有伸缩缝4，以容纳两侧屏蔽体的相对位移，从而包容相邻厂房之间的相对运动。伸缩缝4为平直缝隙，施工比较简单。缝隙采用铅硼砂填充，防止漏束。伸缩缝4内外两侧均采用钢挡板封堵，使之与伸缩缝两端燃料转运通道屏蔽体形成一个空腔，该空腔内填充颗粒状屏蔽材料，优选铅硼砂7，从而满足转运冷却时间较短的乏燃料组件的辐射屏蔽要求。

伸缩缝4宽度约10cm。考虑到相邻两个厂房对于应力的特殊要求，尽可能减少屏蔽体自重在厂房上造成应力集中，伸缩缝4的位置应尽量靠近对应力要求较高的墙体一侧，即设置在靠近安全壳厂房或双层安全壳内壳一侧的屏蔽体上。

伸缩缝4将屏蔽体1分成两部分，分别为第一屏蔽体12和第二屏蔽体13。伸缩缝4内侧挡板6为L形结构，包括垂直部和水平部，垂直部固定在第二屏蔽体13上；第一屏蔽体12内侧设有堵块11，该堵块11与内侧挡板6的水平部贴合且不连接，内侧挡板6与堵块11之间的缝隙通过橡胶密封条8密封。由此，第一屏蔽体12和第二屏蔽体13可以产生相对位移，满足连接厂房之间的相对运动。

伸缩缝4正上方设置填砂漏斗9，用于向伸缩缝注入铅硼砂7；伸缩缝4正下方设置放砂漏斗10，用于更换伸缩缝内铅硼砂，放砂漏斗10带有抽拉开关，通过此抽拉开关可以将铅硼砂全部放出。

铅硼砂7为颗粒状，粒径约在0.1mm左右，该粒径大小的铅硼砂具有一定的流动性，能够充分填充伸缩缝内的空间，同时又能保证铅硼砂颗粒之间有一定的间隙，使得整个伸缩缝内的铅硼砂具有可压缩性和流动性，以保证第一屏蔽体和第二屏蔽体的相对位移。由于燃料组件冷却时间较短，一些半衰期较短的核素尚未完全衰变，此时组件的γ源强和中子源强需要同时考虑。基于此原因，对于屏蔽结构体之间的伸缩缝的屏蔽，采用颗粒状的铅硼砂材料进行填充。铅硼砂中含有的硼是比较理想且常用的中子毒物，可以较好地屏蔽中子辐射，由此，铅硼砂连同内外层的钢挡板可以很好地屏蔽中子和γ辐射。铅硼砂的稳定性比较好，维护简单，降低了检修成本。

铅硼砂填充层的厚度可以通过调节外侧挡板与屏蔽体的距离来调整。

本发明的乏燃料转运通道屏蔽装置并不限于上述具体实施方式，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。