KR1020230048412A 审中 核反应堆的燃料处理系统、布局和工艺
技术领域 [0001] 相关申请的交叉引用 [0002] 本申请于 2020 年 8 月 17 日提交,美国临时申请序列号 63/066,783,标题为“Fuel Handling Systems, Layouts and Processes for Nuclear Reactors”,其内容通过引用整体并入本文。对何感兴趣。 [0003] 本公开的领域涉及用于一个或多个核反应堆的燃料处理系统、布局和过程。 背景技术 [0004] 从辐照钠快堆堆芯组件中脱钠历来是处理具有燃料和非燃料钠原子的辐照堆芯组件的瓶颈。 [0005] 更有效和更快速地处理受辐照的核心部件以提高安全性和效率将是有利的。 解决问题的手段 [0006] 根据一些实施例,一种储存经辐照的核心部件的方法包括将经辐照的核心部件移动到全浸没室; 通过将惰性气体吹过经辐照的核心部件从经辐照的核心部件的外部去除主冷却剂; 对被辐照的核心部件施加潮湿的惰性气体; 用水淹没经辐照的核心部件; 将辐照过的核心部件浸入一池水中。 [0007] 在一些示例中,施加潮湿惰性气体是通过逐渐增加惰性气体中的水分含量来实现的。 [0008] 在一些情况下,施加潮湿惰性气体包括逐渐增加惰性气体中的水分含量至100%。 在一些情况下,主要制冷剂可以是钠。 钠可能存在于受辐照的核心组件上,并且钠可能与水发生反应。 [0009] 该方法还可以包括在浸没在水池中的同时将经辐照的核心部件装入桶中。 在一些情况下,该方法在少于约2小时内进行。 [0010] 在一些示例中,该方法包括在浸没在水池中的同时用水清洗经辐照的核心部件。 [0011] 根据一些实施例,一种处理乏燃料的方法包括从反应堆容器内的容器内存储系统移除乏燃料组件; 将乏燃料组件运送至全浸式反应堆; 使乏燃料组件上残留的钠与水反应; 将乏燃料组件浸入一池水中。 [0012] 该方法还可以包括将乏燃料组件储存在水池中用于长期衰变。 在一些情况下,该方法包括将乏燃料组件装载到容器中。 [0013] 在一些情况下,装载桶的步骤在水池中进行。 任选地,通过使具有正水分含量的气体经过乏燃料组件来进行残余钠的反应。 在一些情况下,气体是惰性气体,并且可以是氩气。 [0014] 该方法可包括增加气体中的水分含量,例如高达约100%。 增加水分含量可以逐渐进行,可以在任何合适的水分含量下停止。 [0015] 在一些情况下,该方法包括在残留的钠之上形成钝化层。 钝化层可以通过使钠与反应物(例如水)反应一段时间来产生。 钝化层可以通过将水施加到残留的钠以产生氢氧化钠层来产生。 [0016] 该方法还可包括将气体吹过乏燃料组件并测量气体通过乏燃料组件的流速。 在某些情况下,可以测量气体的反应产物、裂变产物的内含物、初级冷却剂的存在或一些其他特征。 附图简要说明 [0017] 附图说明图1是根据一些实施例的核设施的示意图,显示反应堆建筑物以及燃料处理和储存设施; 图2是根据一些实施例的核设施示意图的透视图; 图3是根据一些实施例的具有多个反应堆建筑物以及燃料处理和储存设施的核设施的示意图; 图4是根据一些实施例的核设施的示意图,显示了两个反应堆厂房和共用的换料层; 图5是根据一些实施例的核燃料组件的透视图; 图6是根据一些实施例的芯组件检查台、调节单元和悬臂起重机的示意性透视图; 图7是根据一些实施例的轨道安装式EVHM的示意图; 图8A和8B分别是根据一些实施例的全浸没式电池的俯视图和正视图的示意图; 图9是根据一些实施例的用于储存经辐照的核心组件的示例过程图; 和 图10是根据一些实施例的用于储存经辐照的核心组件的示例过程图。 实施发明的具体细节 [0018] 根据在此公开的实施例,下面的详细描述提供了对在本公开中描述的本发明的特征和优点的更好理解。 尽管详细描述包括许多具体实施例,但这些仅作为示例提供,不应被解释为限制本文公开的发明的范围。 [0019] 以前的钠去除工作使用蒸汽惰性气体,然后用水洗涤。 浸泡过钠的组件被放置在一个压力容器中,该压力容器将组件入口与半密封外壳相匹配。 关闭压力容器并产生惰性气流。 湿蒸汽以受控方式引入气流入口。 监测离开容器的气流中的氢气含量,并进行控制输入以提高惰性气流中的水分含量。 随着钠反应,水分含量上升,直到气体中不存在氢气,水分含量为 100。 这个过程通常在专门设计用于处理氢气积累压力的高温电池中进行。 此外,这需要专用的燃料处理设备。 [0020] 那时,容器缓慢浇水,并使用传统泵启动水流。 监测水中的离子水平,直到流过组件的水具有低钠水平并根据需要进行更换。 然后将容器排空并干燥处理系统和组件。 从容器中取出洗过的组件。 每个组件的处理时间约为 18 至 24 小时。 [0021] 这个过程几乎去除了所有的钠和钠反应产物。 不锈钢通常用于燃料组件,这通常被认为有利于达到氢氧化钠残留物的高清洁度标准,尤其是在应力区域。 [0022] 此外,在某些情况下,辐照组件被直接送往干燥储存、辐照后检查或再加工。 根据许多监管标准,可接受的乏燃料处置标准要求活性金属含量非常低。 [0023]根据一些实施例,接下来的是由此大大提高效率,减少处理辐照组件所需的设备和建筑物,并减少对设施工人和公众的潜在辐射暴露。描述了装满水的储罐。 [0024] 反应堆厂房换料系统和燃料储存设施的布置 [0025] 参照根据一些实施例的图1、2、3和4,图示了反应堆厂房100和燃料储存设施(FSF)110的总体布局。 在一些实施例中,部署计划可以灵活地支持多达四个反应堆单元或更多的四边形布置; 然而,为了方便起见,仅示出两个单元,即第一反应器厂房100和第二反应器厂房112。 在一些情况下,建筑物可用于反应堆厂房 (RB) 维护和大型部件容器的运输,这可能发生在维护和换料空间 302 中,如图 3 或图 4 所示。可以进行安排以允许共享加油设备和更大的起重机外壳。 这将允许 RB 起重机将大桶安装在底部承载桶的导轨上,以便运输到 FSF/维护设施 110。 虽然在一些情况下运输大厅304和FSF/维护建筑物110可以是仅具有燃料服务和维护设施以及另一高架起重机的单独结构,但在一些实施例中,运输大厅是FSF/维护设施110的一部分。 根据一些示例性实施例,估计的重新加载和维护足迹在下面的表1中描述。 [0026]
表 1 重新加载和维护足迹的估计
区域描述 3D模型 替代研究 2 概念 3D 模型的建议更改
反应堆厂房与反应堆之间的换料区26×19 =494米 215 x 26 = 390 米 2 反应堆孔合并,在装填和维护之间有一个较小的公共区域。 他最重要的功能是 EVST。
从反应堆单元后部到 FSF 的 L 形装填区16x19=304米 215 x 16 = 240 米 2 不包括燃料检查和调节单元。 该区域仅作为普通反应堆装料层与 FSF 和维护大楼之间的 BLTC 或大桶的运输大厅。
主 FSF 和维修大楼大厅(在带水池或 CLS 的 L 形部分后面)40.2×19.4=780米 225x50=1250米 2 预留更大的区域用于维护。
FSF的重载部分10x25=250米 210x25=250米 2
总装填区占用1048米 2 (前两列和第四列的总和)880米 2 (前两列和第四列的总和)
总重新加载和维护足迹1578米 2 (上面前 3 列的总和)1880米 2 (上面前 3 列的总和)
[0027] 当然,其他布局、尺寸、配置和建筑物的数量在本公开的整体范围内是可能的。 任何物理尺寸,包括尺寸、高度、大小、重量等,纯粹以示例的方式提供,并且限制本公开的范围,除非在所附权利要求中具体叙述。我从不这样做。 [0028] 在一些情况下,提供余热去除(RHR)系统114以帮助去除衰变热,并且一个RHR系统114可以与每个反应堆厂房100、112相关联。将会有。 可以提供一个或多个控制建筑模块116用于监测和/或操作反应堆建筑内的反应堆。 在一些情况下,可以提供辅助建筑物,例如仓库118空间和远程燃料储存区120。 [0029] 在一些情况下,如图4所示,加燃料系统包括调节单元、底部装载的运输桶(BLTC) 402、船外储罐(EVST) (404)、船外装卸机(EVHM) (406)、转移适配器、转移站升降机、容器内转移机 (IVTM)、旋转塞、全浸没式电池 (410)、全冷却和监控清洁系统高水平运行的中央控制设施,全核心装配装卸机械 412,以及其他部件和系统。 本地加油控制点可能有一个基于工厂的数据和通信网络,该网络将信息传输到中央加油控制室。 [0030] 在某些情况下,新的核心组件从供应商处运来并直立在 FSF 110 内的运输容器中。 悬臂起重机和抓取工具可用于将垂直核心组件运输到检查台和调节单元上。 在停电之前,BLTC 可用于从调节室中取出经过调节的堆芯组件并将它们运送到反应堆厂房的 EVST。 在一些实施例中,EVST可以是钠EVST、氩EVST,或者可以包括可以是惰性的其他材料。 在某些情况下,在停运期间,EVHM 将能够在 EVST 和反应堆运输适配器之间运输堆芯组件。 EVHM 起重机可用于通过运输适配器将堆芯组件运输到覆盖气室,堆芯组件在此处通过反应堆换料口下方的运输站升降机。 运输站升降机将能够在 IVTM 加油区和堆芯顶部上方的覆盖气体区域之间垂直移动堆芯组件。 在一些示例中,IVTM 结合可旋转的塞子运动,在转运站升降机、核心位置和容器内存储 (IVS) 位置之间移动核心组件以进行折叠。 [0031] 根据示例方法,乏燃料组件可以通过 IVTM 从反应堆内的 IVS 位置移除并运输到转运站升降机。 中转站升降机可用于将燃料或非燃料堆芯组件提升到覆盖气体区域,EVHM 起重机和夹具在该区域接合组件。 EVHM 然后可以将堆芯组件提升出反应堆,通过运输适配器并进入换料层上的 EVHM 容器。 一旦 EVHM 容器被固定,核心组件就可以被运送到 EVST,在那里它们将停留在加油批次转移的途中。 [0032] 该方法包括额外的步骤,例如,在维护中断之后,BLTC 可以拾取用过的堆芯组件并将它们运送到 FSF,作为废物包装或处置到乏燃料储存库中。 在湿式装桶法中,BLTC 可以将部分或全部堆芯组件运送到一个全浸泡池中,在那里钠发生反应,组件可以浸没在水中,然后可以运送到更大的乏燃料池中。 池处理机械可用于将燃料组件移动到存储架以进行长期衰减(例如,10-15 年)。 如本领域技术人员所知,一些或所有堆芯组件最终可被加工成池内的容器,例如在典型的轻水反应堆容器装载过程中。 干燥、惰性、用过的燃料桶可以带到现场储存垫,废物(非燃料)桶可以送到长期废物处理场。 [0033] 根据一些实施例的详细加油过程描述: [0034] 新核心组件的到来 (燃料、控制棒、防护罩和反射器组件) [0035] 参考示出芯组件500的代表性示例的图5,新的芯组件包括驱动燃料、控制棒、护罩和反射器芯组件。 在一些情况下,芯组件500包括在第一端限定喷嘴组件504的管道502、上芯充电垫506和在第二端的处理插座508。 在一些情况下,芯组件500可具有一致的六边形外部配置。 在堆芯组件500内部,燃料细棒束组件510被固定在管道502内,并且可以包括任何合适数量的燃料细棒。 一系列冷却剂入口端口 512 允许冷却剂进入芯组件 500 并从燃料翅片束组件 510 吸收热量,冷却剂流过管道 502。 [0036]在一些情况下,堆芯组件500在运输集装箱中到达反应堆现场,并且每个集装箱将能够容纳四个堆芯组件。 FSF 桥式起重机或叉车可以从供应卡车上卸下集装箱。 运输集装箱可能会存放在 FSF 的安全区域,直到需要对其进行检查和调节才能停止使用。 运输集装箱可用于在停电前保护和保障组件安全,因为它们具有足够的组件支撑、振动监控器、FME 保护和环境控制。 [0037] 在最初的反应堆建造期间,可以使用假堆芯组件(例如,其中没有燃料的堆芯组件)的附加满堆芯装载来证明反应堆和系统的关键特性。 根据它们的设计,这些假人组件也可用于在后续加油或维护活动期间保持堆芯配置。 假人组件需要正常的放射性废物处理控制,只是因为它们没有燃料含量。 还可以提供带有启动中子源的专用堆芯组件,用于最初的反应堆启动。 这些启动源,由于其辐射源含量,可作为最终处置的燃料处理。 这两种堆芯组件类型都将遵循用于反应堆燃料补给和处置的正常堆芯组件处理流程。 [0038] 在某些情况下,一个停运批次的规模为 18 个月的周期,估计有 30 个燃料组件和 10-15 个控制棒。 在为加油中断做准备时,直立机构可以使运输集装箱处于直立位置,使得存储在其中的堆芯组件可以被顶部入口夹持工具夹持。 容器可以在严格的清洁度控制下打开,例如以防止污染。 [0039] 参考图6,悬臂起重机600和上部入口夹持工具602可以接合装运集装箱中的每个芯组件并且将它们运输到检查台。 在一些示例中,夹持工具602可具有约3-4个夹持指状物,其接合芯组件的处理插座508以用于安全提升。 图6进一步示出了悬臂起重机600、调节单元604和检查台606的可能布局。 空的堆芯组件运输容器可能会退还给供应商以供未来批次重新装载,并且通常不是工厂设备的一部分。 [0040] 在一些情况下,检验台606可包括经抗震鉴定并处理两个(或更多)芯组件的竖直升降机608,以及调节室604,其可凹入附近输送大厅地板上的坑610中。 一旦组件被装载到支架606中,升降机608将能够将组件提升经过操作员以进行全长检查过程。 组件可能有记录的标识符,可能会被扫描以查找可能的装载损坏,并且可能被证明干净且没有碎屑。 堆芯组件标识符可以转化为工厂的燃料补给数据库,用于堆芯组件跟踪。 可在堆芯组件的整个寿命期间以及在工厂的放射性库存监测程序的处置操作期间保持跟踪。 流量测试也可以在检查台上的核心组件上运行,作为最终组装通过/不通过测试。 [0041] 新堆芯组件的存储和调节(加油中断之前) [0042] 可以为岩心组件准备干净、未受污染的调节室,例如通过打开地板阀并用悬臂起重机600和抓取工具602拉动或移除地板连接塞。 起重机600在装载期间将地塞运载到存储位置。 然后可以通过悬臂起重机600和抓取工具602将被检查和记录的芯组件500运输到调节单元604。 调节单元内的每个芯组件500位置可通过旋转圆形传送带以与地面阀开口对齐来填充。 当圆形输送机装满并且组件500被调节到在惰性氩气环境中的加燃料温度时,可以关闭该阀。 在某些情况下,圆形输送机容量可容纳核心批次的 1/3(例如,在一些实施例中为 15 个组件),以允许批次调节,中间 BLTC 传输到 EVST。可以设计成这样做。 调节室可能不用于处理具有来自核反应堆的衰变热的堆芯组件。 [0043] 根据一些实施例,调节开始于进料和泄漏过程,其中将调节单元的初始空气和水分含量带入干燥、完全惰性的氩气环境中。 然后,电加热和循环可以逐步将氩气环境升高到反应堆的约 400 F 的加燃料温度。 在一些情况下,可以利用其他形式的加热,例如,可以使氩气通过热交换器,并且可以使用在反应堆堆芯中产生的热量来加热氩气。 可以重复检查、加载和调节过程,直到中断布置(例如,多达45个核心组件或更多)已经被调节。 该过程可以在换料停堆之前运行,以确保堆芯组件存储在 EVST 中,并在反应堆关闭之前完全调节。 使用相同调节电池和 EVST 的多个反应器可能具有交错的调节时间和中断,以允许调节电池和 EVST 服务于多个反应器。 [0044] 高架起重机可用于在 EVST 上安装地板隔离阀及其相关适配器。 屏蔽塞处理桶可与地面隔离阀配合以拉动和移除屏蔽塞以提供通向用于装载的圆形输送机的通道。 可关闭地面隔离阀,并可通过起重机和屏蔽塞搬运桶移除和储存屏蔽塞。 EVST 可置于惰性燃料补给状态以接受新的堆芯组件。 [0045] 示例:BLTC 传输到 EVST(在加油维护中断之前) [0046] BLTC在加注燃料的状态下,可以与调节池底阀配合,最多三个或更多的芯组件500可以从环形传送带上依次抓取并输送到桶中。 BLTC 继续将堆芯组件从调节单元运输到 EVST 环形输送机,直到完整的加油装置准备好进行维护。 当每个堆芯组件被放入 EVST 时,跟踪数据库会更新,以便构建计划的加油中断序列所需的所有信息都得到验证并上传到加油控制。 在维护停机期间,EVHM 将能够通过换料控制中心确定的换料顺序,将 EVST 中的新堆芯组件与反应堆中用过的堆芯组件进行交换。 [0047] 在某些情况下,BLTC 是一个轨道安装、自支撑、抗震设计的容器,带有一个垂直移动的隔离阀。 BLTC 可能具有加热和/或冷却能力以处理新的或用过的燃料堆芯组件。 BLTC 可能有一条中心线行进路径,通过地板隔离阀连接到调节池、EVST 和/或全浸没池。 [0048] 示例:反应堆停堆和维护停堆准备方法 [0049] 根据一些实施例,反应堆准备好在关闭后加燃料。 根据一些实施方案,强制流动泵可以固定在反应器内,并且自然循环冷却使反应器达到约400°F的换料温度。 换料温度仅作为示例提供,当然其他反应堆类型也适用其他换料温度。 如本文所用,术语“约”和“大约”指的是在一些情况下至多±5%,例如至多±2%,或至多相关数字的±1%的可变性。 [0050] ASME 周边法兰可以从加油口拆除,RB 桥式起重机主钩可以将加油口运输适配器从其在加油口的存放位置移动到加油口。 运输适配器可以安装在加油口上,随后在加油地板上安装相关联的地板隔离阀。 运输柱组件可以可选地被测试、停用和/或加热到加油温度。 如果燃料组件夹在容器和反应堆之间,运输适配器也可以具有冷却能力。 在某些情况下,运输适配器负载由反应堆厂房换料层土木结构支撑,而不是由反应堆顶盖支撑。 在一些情况下,运输适配器在多个反应堆(例如,两个、三个、四个或更多反应堆)之间共享,具有支持偏移停电计划的存储位置。 [0051] 在 EVST,转移容器可以通过 RB 起重机与 EVST 地面隔离阀配合。 可以打开桶和地板隔离阀以接触 EVST 屏蔽塞。 塞子可以被桶提升机夹住并提升到桶中。 提起塞子后,可以关闭两个阀门,并且可以将 EVST 屏蔽塞子带到 EVST 环形传送带中的存储位置或另一个地板结构。 地板隔离阀可以放置在非活动 EVST 边界中,用于携带燃料重新加载端口塞。 [0052] 在核反应堆中,惰性屏蔽塞运输容器可以通过 RB 起重机与运输适配器和/或底阀配合。 罐体隔离阀和底板隔离阀可以打开连接到反应堆的换料口塞上。 塞子可以被桶提升机夹住并提升到桶中。 两个阀门都可以关闭,加油口塞子可以带到 EVST 塞子存放位置或其他地方进行便携式手套箱维护。 屏蔽塞桶也可能在 RB 加油地板上有一个存储位置,在某些情况下,还具有抗震支撑。 [0053] 控制棒驱动线路可以与堆芯中的控制棒组件 (CRA) 分离,以允许 IVTM 和可旋转插塞旋转以进行燃料补给。 在某些情况下,控制棒芯组件与由反应堆头顶部的控制棒驱动机构操作的工具断开。 或者,新的 CRDM 设计将允许远程断开和提升驱动线路,以允许旋转插头和 IVTM 移动。 [0054] 可旋转的塞子千斤顶可以将塞子从其反应堆顶盖凸缘密封件中提起以允许其旋转。 可以重新连接旋转插头和 IVTM 的电源和控制电缆,并且可以解锁 IVTM 驱动线。 IVTM 可以通过围绕核心圆周最多六个或更多测量点的位置检查来校准。 [0055] 位于加油口正下方的运输站升降机可以循环,以确保将堆芯组件运输篮从略高于反应堆钠水平的水平升高和降低到反应堆顶部堆芯组件长度以下核心.. 升降机可以由通过燃料再装载口或带有保护气体密封的反应堆盖退出的旋转轴驱动。 在某些情况下,升降机将核心组件移动到 IVTM 可以从升降机的横向入口篮中抓取组件的高度。 [0056] 在一些实施例中,一旦芯组件IVS位置被确认为空的,该过程就启动一个燃料更换过程。 在 EVHM、旋转塞、IVTM 和 EVST 圆形输送机的集成加油控制系统中,可以确定经过验证的堆芯组件运动加油顺序。 [0057] 在 EVHM、运输站电梯、IVTM、反应堆堆芯和 IVS 之间运输堆芯组件 [0058] 参考图7,根据一些实施例,EVHM 700是轨道安装的、抗震设计的容器支撑结构,用于在停运期间处理所有堆芯组件运输。 EVHM 可以设计成伴随与反应堆燃料补给口和 EVST 进入口对齐的容器中心线移动。 在一些情况下,EVHM 700包括夹持器驱动系统702、运输车辆704和控制室706。 控制室706可具有操作运输车辆704和夹持器驱动系统702的控制装置。 [0059] EVHM还可包括在一些情况下被屏蔽的容器710。 罐可以具有可移动的底部入口隔离阀712并且可以另外具有用于新的和用过的堆芯组件的惰化、加热和冷却能力。 EVHM 700可以另外包括鼓风机714和/或排气口716以使空气或一些其他气体循环。 EVHM 容器夹持器可以采用通用的顶部进入设计,并且可以具有 3-4 个(或更多)指状物以接合岩心组件头上的结构。 EVHM 桶可具有加油控制接口,用于在 EVHM 桶、运输适配器底阀、运输站升降机和 EVST 环形输送机之间互锁。 [0060] 在使用中,例如在维护停机期间,EVHM 700 可以与 EVST 地板阀和单独的夹具配合,并且可以惰性、屏蔽和/或多达三个或更多核心组件。或进入其容器 710,该容器可以是加热。 EVST 环形输送机可按需旋转,以选择有序的堆芯组装位置进行加油。 通过关闭 EVHM 桶隔离阀和 EVST 底阀来隔离 EVST。 EVHM 700可以另外包括用于容纳多个芯组件的索引系统818。 [0061] EVHM 700 可以通过燃料重新加载端口运输适配器移动并与其底阀配合。 进入反应器的输送路径可被确定为惰性的并且在任何阀致动之前被加热到燃料再装载条件。 [0062] EVHM 700 内的夹紧芯组件可能会识别其标识符以匹配加油顺序。 如果惰性燃料再装载条件在传输适配器底阀和容器隔离阀之间是相同的,则两个阀都可以对进入反应器的传输路径打开。 EVHM 700 起重机可以将堆芯组件从容器中降低到覆盖气室中提升站吊篮的下方。 [0063]提升站可以位于加料口下方的钠中并且可以通过加料口套管从堆芯顶部到堆芯组件的长度降低堆芯组件。 运输站升降机可能具有与 EVHM 提升机/夹具和 IVTM 的加油控制联锁装置。 升降站吊篮可能采用侧入式设计,以限制 IVTM 所需的垂直运动。 提升站组件可以通过反应堆的加油口垂直拆卸,以进行任何必要的维护或更换。 [0064] IVTM 可能能够执行堆芯和 IVS 转移以完成换料中断序列(例如,从堆芯到 IVS,从 IVS 到中转站升降机,以及从中转站升降机到核心)。 在某些情况下,传输站的设计允许 IVTM 夹头水平移动到传输站篮内核心组件上方的开槽配件中。 在某些情况下,IVTM 夹持器与核心组件的中心对齐,然后降低并夹持孔。 IVTM 夹持器将能够垂直提升以将核心组件头从篮子中分离出来。 这又可以将夹紧的芯组件水平地平移出侧入口篮。 IVTM 可以重复此过程以取回核心组件并将其存储在提升站篮中。 [0065] IVTM 可能能够执行堆芯和 IVS 转移以完成换料中断序列(例如,从堆芯到 IVS,从 IVS 到中转站升降机,以及从中转站升降机到核心)。 IVTM 可以安装在核反应堆的可旋转塞子上,并且可以具有水平移动的受电弓,该受电弓具有带有用于升高和降低堆芯组件的伸缩特征的夹头。 IVTM 夹持器可以通过可旋转塞子的旋转、IVTM 的旋转和/或受电弓的延伸而在核心、IVS 或运输站上居中。 在某些情况下,IVTM 夹持器是顶部入口设计,具有 3-4 个指状物,可接合芯组件头的内径,但可以采用任何合适的设计构造。 IVTM 夹具头还可以具有旋转能力,以定向芯组件的六边形轮廓以用于芯插入。 反应堆的 UIS 可能有一个槽,允许 IVTM 在堆芯的中心线区域重新加载。 反应堆内映射的核心组件位置可以存储在机器的计算机控制存储器中,允许通过操作员可以验证的自动序列进行加油。 IVTM 可能具有与控制棒致动器、可旋转塞子和/或中转站升降机的加油控制联锁装置。 IVTM 的容器内部分可以通过将组件拉过运输适配器并放入加油地板上的桶中来互换。 [0066] 根据一些实施例,为了开始换料程序,IVTM 将用过的堆芯组件从堆芯移动到开放的 IVS 位置,然后从转运站篮子中拾取新的堆芯组件,并将其插入开放的、有序的堆芯位置。 提升站可操作以将芯组件的头部升高到覆盖气体区域内的夹持高度。 可以打开 EVHM 桶隔离阀和运输适配器底板阀,可以降低桶提升机并从运输站升降篮中抓取核心组件。 从 IVS 位置出现的堆芯组件可能有不到 1.2 kW(例如,两个 18 个月的循环)的衰变热要在 EVHM 内传递。 [0067] 桶提升机可将用过的堆芯组件提升到隔离阀上方桶的屏蔽部分,钠滴盘可在组件下方旋转以捕获下落的钠。 在某些情况下,可以内置容器被动或主动冷却功能,以消除堆芯组件坍塌产生的热量。 可以验证和/或记录核心组件标识符,例如通过显示核心组件顶部的木桶相机。 桶提升机将能够将用过的核心组件释放到桶固定位置,以便运输到 EVST。 可以根据其他堆芯组件的加燃料顺序重复该过程,直到 EVHM 充满一个或多个乏燃料组件。 [0068] 可以关闭EVHM桶隔离阀和运输适配器隔离阀,并且可以将EVHM从加油口移动到EVST以装载到EVST的环形输送机中。 对于处于停机布置的所有堆芯组件,加燃料过程遵循加燃料顺序,在某些情况下这可能是 45 个组件,但当然其他实施例可以使用任何合适数量的堆芯组件。 在某些情况下,在任何给定时间都不会更换所有核心组件。 IVTM 可以在停电序列中执行独立的船内燃料、反射器或防护罩洗牌或旋转,与 EVHM 运动并行以卸载和重新加载 EVST 处的堆芯组件。 [0069] 将 EVHM 核心组件运输到 EVST [0070] 在 EVHM 装载用过的堆芯组件后,EVHM 与换料口底部阀脱开并移至 EVST。 EVHM 桶隔离阀可以与 EVST 底阀配合,并且阀门可以打开。 EVHM 桶中的用过的堆芯组件可以分别被拾取并放置到 EVST 圆形传送带上的有序存储位置。 燃料组件可放置在圆形输送机的外排以最大程度地去除衰变热,并且任何非燃料组件可放置在圆形输送机的内环中。 每个核心组件的存储位置可以由集成的加油系统控制记录和跟踪。 EVHM 桶夹、提升机和隔离阀可能与 EVST 底阀和圆形输送机驱动器具有燃料重新加载联锁装置。 [0071] EVST 可用作加油维护中断期间的短期存储点。 停运后,BLTC 将能够将堆芯组件运送到乏燃料处理和废物处理循环。 [0072] 示例:将 BLTC 核心组件传输到 FSF [0073] 在反应堆维护关闭后,BLTC 可能会移过 EVST 并与底阀配合。 可以将环形输送机旋转到合适的核心组件,打开桶隔离阀和地板隔离阀。 可以将木桶提升机和夹具放入 EVST 中,并且可以夹住核心组件并将其提升到木桶中。 可以通过关闭其隔离阀和底阀来安全地保护容器。 然后可以升高容器隔离阀以隔离 BLTC,以便在其轨道上行驶。 在某些情况下,BLTC 可能具有与 EVHM 相同的承载能力,在某些情况下一次最多三个核心组件。 BLTC 可以是抗震设计的安装在轨道上的容器,它在反应堆厂房和/或 FSF 中运行。 BLTC 可以为多个反应堆提供服务,并且可以在扩展部署计划中支持一个、两个、三个、四个或更多反应堆。 [0074] 示例:如何储存乏燃料池和装载湿桶 [0075]相对于传统的湿装桶方式耗时较长,如2小时、4小时、6小时、8小时、10小时、15小时、18小时、20小时以上,A描述了将受辐照堆芯组件直接运输到装满水的乏燃料池中以进行长期坍塌和湿桶装载的快速方法。 图 8 显示了完全浸泡池和湿桶装载的方法。 虽然可能存在更有效的去除钠的工艺,但至少有两个主要因素证明使用该工艺是合理的。 首先,堆芯组件不能没有易受腐蚀应力开裂腐蚀的材料;其次,堆芯组件直接放入高纯度和严格化学控制的水池中临时储存。 此外,所描述的过程非常有效并且比传统过程快得多。 这种类型的长期燃料储存已获得许可并在轻水反应堆中得到验证,具有高可靠性。 [0076] 直接池渗透的准备取决于两个主要因素。 第一种是在堆芯组件从反应堆堆芯中取出后,将惰性气体吹入全浸式反应池,或同时吹入两者。 其次,组件可以在完全浸没式电池中进行湿惰性气体反应循环,然后进行全堆芯组件浸没。 在灌溉过程之后,核心组件可以被运输到池的主要部分以进行长期储存。 这个过程显着缩短了传统过程通常需要 18-24 小时的时间,因为组件没有干燥,也不是惰性的,而是直接进入池中,不再由 BLTC 处理。 [0077] 参考图8A、8B和9,根据一些示例,详细的水池渗透步骤900可以包括以下一些步骤: [0078] 在方块 902,核心组件可以在 EVHM、圆形传送带和 BLTC 的惰性环境中干式处理,这将限制在从 EVST 移除之后剩余的残余钠。 [0079] 可以将用过的堆芯组件移至最初干燥的、惰性的、完全浸没的单元802,例如通过BLTC。 [0080] BLTC 将与水槽底部阀门 804 配合,并将核心组件带到核心组件升降机 806,该升降机使用夹紧装置 808 捕获核心组件 500,例如在上部处理插座的正下方。 [0081] 核心组件转移到夹紧装置后,BLTC 可以释放其夹持器,提升其提升机,并且可以关闭桶和底阀。 [0082] 在浸没式电池 802 内部,可伸缩臂和喷嘴 810 可以移动到芯组件头上并与之配合,并且可以通过浸没式电池 802 与水池中的水一起创建电池通风路径。 [0083] 在方框904,惰性气体流可以通过和/或在组件500上方产生。 可选地,可以布置惰性气体流以确保气体自由流过组件。 [0084] 在方框906,惰性气流中的水分含量可逐渐增加到气流中约100%以引起残余钠反应。 [0085] 在达到100%水分含量之后,可以停止气体和水分流并且可以将可伸缩臂和喷嘴组件810从芯组件500撤回。 [0086] 在框908,可以在电池底部打开电池隔离阀812以允许冲洗和覆盖组件500。 [0087] 升降机806然后可以将核心组件500降低到水池地板上的可移动手推车架814中。 [0088] 升降器夹紧装置808可释放位于可移动台车架814内的芯组件并且可将其提升回到单元802中。 [0089] 在块 910,移动手推车架 814 将承载堆芯组件 500,简单的燃料处理机 822 可以从堆芯组件 500 上抓取组件 500 并将其运输到指定的顶部入口存储架位置。可以将其移动到主池820在哪都可以。 [0090] 对于燃料和非燃料堆芯组件的停用部署,可以重复钠反应过程。 [0091] 堆芯组件可以在燃料架内继续自行收缩一段合理的时间(例如,在某些情况下为 10-15 年),直到满足湿桶装载过程的衰变热要求。它可以通过水池。 [0092] 作为可选步骤,桥式起重机可以将内桶容器824运输到桶坑中用于湿池装载。 [0093] 一个简单的燃料处理机 822 可以抓取坍塌的堆芯组件并将它们运送到浸没在水中的容器 824。 [0094] 可重复该过程以填充内罐824,然后可将内罐加盖并通过FSF起重机提升至燃料厂地面。 [0095] 内桶可以排空、干燥和/或完全惰性化,例如使用氦气。 [0096] FSF 起重机可以组装最终的干桶屏蔽包并将其放置在运输车辆上。 [0097] 乏燃料干桶可以带到现场存储垫。 废桶可以用类似或相同的方法装满非燃料组件,然后送到适用的废物处理场。 [0098] 图 10 说明了用于池存储和湿桶装载的示例过程流程。 在块1002,芯组件被输送到全浸槽。 在某些情况下,完全浸没的电池具有足够的体积,因此很少或没有因氢气产生而产生压力的风险。 在框1004,钠与水反应,例如如本文所述。 在一些情况下,气体首先通过和/或通过核心组件以促进去除核心组件内的任何钠。 该气体还可用于泄漏检测,例如在气体通过堆芯组件后测试其裂变产物。 气体中的水分含量逐渐增加,例如通过向气体中加入蒸汽,以与残留的钠反应并产生氢氧化钠钝化层以将任何残留的钠封装在堆芯组件上或堆芯组件中。 [0099] 在块1006,任何损坏的组件被淹没在水池中,密封在箱子中,并固定。 在块1008,核心组件被浸没在水池中并且被运送到水池内的存储架。 这可以通过使用胶水处理机来实现。 [0100] 在方框 1010,干燥桶使用水池装卸机在水池内装载芯组件。 在一些情况下,堆芯组件在池中停留约 10 年、或 12 年或 15 年后装载。 [0101]在块1012,密封在桶中的损坏的燃料组件被运输用于桶装载。 这可能发生在将核心组件装入容器之前。 [0102] 在块 1014,燃料芯组件被识别用于废物跟踪和容器关闭。 在方框 1016,识别非燃料堆芯组件以进行废物跟踪和减少,并将其转移到池中的废物桶中。 [0103] 在方块 1018,非燃料组件桶在池中关闭。 在块1020,将桶(干桶或废桶)提升、干燥(例如,使用He)并密封。 在块1022,将桶装载到桶运输车辆上。 [0104] 在方框 1024,干桶被运输到现场垫进行存储。 在区块 1026,装有非燃料的废桶被送去进行长期废物处理。 [0105] 示例:不常用钠浸设备的维护策略 [0106] 对于单独拆卸或安装的每件设备,运输适配器可以通过起重机安装在换料层和反应堆顶盖/旋转塞之间。 一个大开口的维护地板阀可以放置在相关的运输适配器的顶部。 运输适配器的体积可以被停用,例如用氩气,以用于设备运输。 大型部件运输桶可以通过 RB 起重机、船用起重机组件或临时船用桶运输车安装在底阀上。 [0107] 设备的一部分可以通过运输适配器吊装到大型组件桶中,然后可以将桶运输到维护/废物处理建筑物,以便通过 RB 起重机、舰队起重机或舰队运桶车进行异地装运。 [0108] 示例:处理损坏的燃料 [0109] 当损坏的燃料组件(断针)被送去处理时,可以通过拉式浸泡室处理,然后组件可以用专用的拉式工具密封在大桶中,然后用湿桶密封。直到装载过程开始,它将能够存储在池中。 损坏的燃料组件可能在包壳中存在缺陷,从而使燃料细棒内部与外部环境相通。 在某些情况下,检测系统可以确定裂变产物是否存在于用于从燃料组件中去除钠的惰性气体中。 在某些情况下,伽马能谱可用于检测从燃料组件发出的中子,这可用于检测损坏的燃料组件。 在某些情况下,惰性气体被加压以帮助检测泄漏。 [0110] 示例:FSF 附加用途 [0111] FSF 将能够为接收新燃料和处理所有乏燃料提供工作场地空间。 它也是一台起重机,用于所有非常规反应堆维护,以拆除部件,例如燃料装料口升降机、IVTM、控制棒、EM 泵、中间热交换器 (IHX) 和钠捕集器,以及大型容器底部空间。 [0112] 还可以提供额外的地面空间用于停电支持,或用于容器、反应堆组件或放射性去污操作的故障维护。 占地面积也可用于关键反应堆运行或培训演化的模型。 [0113] 本领域技术人员将认识到,可以以多种方式修改本文公开的任何过程或方法。 本文描述和/或说明的工艺参数和步骤顺序仅作为示例给出并且可以根据需要改变。 例如,虽然本文所示出和/或描述的步骤可以特定顺序示出或讨论,但是这些步骤不一定按照所示出或讨论的顺序执行。 [0114] 本文描述和/或图示的各种示例方法也可以省略本文描述或图示的一个或多个步骤或包括除所公开的步骤之外的附加步骤。 此外,如本文公开的任何方法的步骤可与如本文公开的任何其他方法的任何一个或多个步骤组合。 [0115] 除非另有说明,否则在说明书和权利要求书中使用的术语“连接到”和“耦合到”(及其派生词)直接和间接地指代(即,指其他元件或应被解释为允许两种连接(通过组件) . 此外,如本说明书和权利要求书中所用,“不定冠词”应解释为表示“至少……”。 最后,为了便于使用,在说明书和权利要求书中使用的术语“包含”和“具有”(及其派生词)可与“包含”一词互换,并且具有相同的含义。 [0116] 处理器可以配置有用于执行如本文公开的任何方法的任何一个或多个步骤的指令。 [0117] 如本文所用,术语“或”包含性地用于指代替代项和组合项。 [0118] 如本文所用,诸如符号之类的字母指的是相似的元素。 [0119] 本公开的实施例已经如本文中所描述的那样被示出和描述并且仅以示例的方式提供。 在不脱离本公开的范围的情况下,本领域技术人员将认识到许多改编、变更、修改和替换。 在不脱离本公开和本发明的范围的情况下,可以使用本公开的实施例的许多替代和组合。 因此,当前公开的发明的范围应仅由所附权利要求及其等同物限制。
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