池式钠冷快中子反应堆堆内燃料的转运装置及其使用方法与流程

本申请属于快堆，具体涉及一种池式钠冷快中子反应堆堆内燃料的转运装置及其使用方法。

背景技术：

1、池式钠冷快中子反应堆是目前主流的快堆机组。池式钠冷快中子反应堆堆容器是将堆芯和一回路设备和换料系统呈一体化布置的池型结构，即将堆芯燃料进出换料设备集成在堆容器上。为实现燃料进出反应堆功能，如图1所示，布置了两台倾斜布置的装卸料提升机将新、乏燃料组件由堆芯位置转运到反应堆容器上的出口通道位置。

2、然而，这种结构带来的问题是，一方面倾斜布置的装卸料提升机采用滑轨在反应堆容器内、钠环境下工作，其故障率较高，且维修难度大；另一方面，堆内倾斜通道导致堆容器结构不对称，热膨胀不均匀，对设计和制造、安装带来较大难点。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例致力于提供一种池式钠冷快中子反应堆堆内燃料的转运装置及其使用方法，通过设置转运筒在堆容器内可旋转的技术手段，以解决现有的池式钠冷快中子反应堆堆容器堆内燃料转运装置存在的故障率高、结构不对称和可维修性差等缺陷。

2、本申请第一方面提供了一种池式钠冷快中子反应堆堆内燃料的转运装置，该转运装置包括转运筒、驱动轴、密封和驱动机构和多个燃料筒仓。转运筒安装在堆芯同一水平面，且运行时浸泡在堆容器内的液态钠里。驱动轴的一端与转运筒连接，且贯穿通过堆容器顶盖上的转运筒驱动轴通道。密封和驱动机构与驱动轴的另一端连接，且与转运筒驱动轴通道间形成密封，密封和驱动机构配置为驱动驱动轴旋转以带动转运筒旋转。多个燃料筒仓均匀布置在转运筒的圆周上，且多个燃料筒仓配置为安装固定燃料组件。

3、在上述方案中，通过设置密封和驱动机构通过驱动驱动轴旋转以带动转运筒旋转，从而使得转运筒能够在堆容器内可旋转，进而实现了燃料组件在堆容器内水平运输，且该转运装置的结构简单且较对称，因而避免了现有的转运装置因堆内倾斜通道导致诸如结构不对称和热膨胀不均匀等缺陷。另外，本申请实施例的转运装置中避免了使用滑轨，因而减少了堆内滑轨出现故障的概率，使得该转运装置的可维修性好，降低了维修成本。

4、在本申请一个具体实现方式中，转运筒的内部中空并充满惰性气体。

5、在本申请一个具体实现方式中，密封和驱动机构通过锡铋合金做为介质的水封结构与转运筒驱动轴通道间形成密封。

6、在本申请一个具体实现方式中，驱动轴的一端与转运筒通过螺纹加点焊连接。

7、在本申请一个具体实现方式中，驱动轴的另一端与密封和驱动机构通过螺纹连接。

8、本申请第二方面提供了一种池式钠冷快中子反应堆堆内燃料的装卸方法，该装卸方法包括：利用本申请第一方面提供的池式钠冷快中子反应堆堆内燃料的转运装置对池式钠冷快中子反应堆堆内燃料进行装料；利用转运装置对池式钠冷快中子反应堆堆内燃料进行卸料。

9、在本申请一个具体实现方式中，上述利用本申请第一方面提供的池式钠冷快中子反应堆堆内燃料的转运装置对池式钠冷快中子反应堆堆内燃料进行装料，包括：利用堆外换料抓具从堆外抓取新燃料组件后，从堆外换料通道进入到堆容器；堆外换料抓具继续下降，将新燃料组件装入如本申请第一方面提供的池式钠冷快中子反应堆堆内燃料的转运装置中转运筒上位于堆外换料通道下的多个燃料筒仓，并脱开堆外换料抓具；启动转运装置中密封和驱动机构的电机，以使密封和驱动机构通过转运装置中驱动轴带动转运筒转动；将转运筒上在装有新燃料组件的多个燃料筒仓转动至堆内换料抓具下方；堆内换料抓具下降，抓取多个燃料筒仓内的新燃料组件；堆内换料抓具上升指定高度；堆内换料抓具运行至新燃料组件安装至堆芯指定位置上方；堆内换料抓具下降将新燃料组件安装至堆芯指定位置上方，并脱开堆内换料抓具。

10、在本申请一个具体实现方式中，在上述利用堆外换料抓具从堆外抓取新燃料组件后，从堆外换料通道进入到堆容器之前，该装卸方法还包括：启动密封和驱动机构上的锡铋合金电加热，将锡铋合金加热至完全融化状态。

11、在本申请一个具体实现方式中，上述利用转运装置对池式钠冷快中子反应堆堆内燃料进行卸料，包括：堆内换料抓具运行至堆芯指定位置；堆内换料抓具下降抓取乏燃料组件，并上升指定高度；堆内换料抓具运行本申请第一方面的池式钠冷快中子反应堆堆内燃料的转运装置中转运筒上多个燃料筒仓上方；堆内换料抓具下降将乏燃料组件装入多个燃料筒仓，并脱开堆内换料抓具；启动转运装置中密封和驱动机构的电机，以使密封和驱动机构通过转运装置中驱动轴带动转运筒转动；将转运筒上在装有乏燃料组件的多个燃料筒仓转动至堆外换料抓具下方；下降堆外换料抓具并抓取多个燃料筒仓内的乏燃料组件；上升堆外换料抓具，通过堆外换料通道运出堆容器，换料结束；将转运筒旋转至停车位置。

12、在本申请一个具体实现方式中，在上述将转运筒旋转至停车位置之后，该装卸方法还包括：关闭密封和驱动机构上锡铋合金电加热，将锡铋合金冷却至完全凝固状态。

技术特征：

1.一种池式钠冷快中子反应堆堆内燃料的转运装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的转运装置，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的转运装置，其特征在于，

4.根据权利要求1至3中任一项所述的转运装置，其特征在于，

5.根据权利要求1至3中任一项所述的转运装置，其特征在于，

6.一种池式钠冷快中子反应堆堆内燃料的装卸方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的装卸方法，其特征在于，所述利用如权利要求1至4中任一项所述的池式钠冷快中子反应堆堆内燃料的转运装置对池式钠冷快中子反应堆堆内燃料进行装料，包括：

8.根据权利要求7所述的装卸方法，其特征在于，在所述利用堆外换料抓具从堆外抓取新燃料组件后，从堆外换料通道进入到堆容器之前，还包括：

9.根据权利要求6所述的装卸方法，其特征在于，所述利用所述转运装置对池式钠冷快中子反应堆堆内燃料进行卸料，包括：

10.根据权利要求9所述的装卸方法，其特征在于，在所述将所述转运筒旋转至停车位置之后，还包括：

技术总结
本申请提供了一种池式钠冷快中子反应堆堆内燃料的转运装置及其使用方法，该转运装置包括转运筒、驱动轴、密封和驱动机构和多个燃料筒仓。转运筒安装在堆芯同一水平面且运行时浸泡在堆容器内的液态钠里。驱动轴的一端与转运筒连接且贯穿通过堆容器顶盖上的转运筒驱动轴通道。密封和驱动机构与驱动轴的另一端连接且与转运筒驱动轴通道间形成密封，密封和驱动机构配置为驱动驱动轴旋转以带动转运筒旋转。多个燃料筒仓均匀布置在转运筒的圆周上，且多个燃料筒仓配置为安装固定燃料组件。本申请通过设置转运筒在堆容器内可旋转的技术手段，实现了燃料组件在堆容器内水平运输，避免了现有的转运装置存在的诸如故障率高、结构不对称和可维修性差等缺陷。

技术研发人员：陈征,张豪杰,刘明章,梅雪强,仇广发,吴帆
受保护的技术使用者：中核霞浦核电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12