專利名稱:廢燃料貯存池的被動式冷卻裝置的制作方法
廢燃料貯存池的被動式冷卻裝置技術領域：
[0001]本發(fā)明涉及一種向廢燃料貯存池供給冷卻水的裝置，更具體涉及一種廢燃料貯存 池的被動式應急冷卻裝置，其在因發(fā)生事故而導致中斷向供給冷卻水的泵等的供電，從而 喪失對廢燃料貯存池進行冷卻的能力，進而冷卻水耗盡的情況下，即使無另外供電，也可以 根據(jù)廢燃料貯存池中的冷卻水水位，將冷卻水供給廢燃料貯存池，從而可以延遲或防止廢 燃料損傷。
背景技術：
[0002]在貯存核燃料時，特別是將廢燃料最終廢棄之前進行貯存的情況下，貯存核燃料 必需滿足以下要求所忙存的核燃料維持臨界(criticality)安全性,去除衰變熱(decay heat)，維持放射性物質(zhì)封閉，充分保護人及環(huán)境免受放射線的危害。[0003]將廢燃料貯存到貯存水池的濕式貯存方式，迄今各國有很多操作經(jīng)驗，是已經(jīng)被 認可的廢燃料貯存技術。[0004]一般來說，將廢燃料組件堆積在水泥材質(zhì)的貯存池內(nèi)貯存架上，貯存池的內(nèi)部主 要由不銹鋼或環(huán)氧涂層形成。[0005]一般現(xiàn)有的廢燃料貯存水池的冷卻方法是通過使用熱交換器的強制冷卻方式來 去除廢燃料產(chǎn)生的放射性衰變熱，可將運行中的核燃料包殼管溫度維持在30 40°C，從而 具有貯存密度比干式貯存時高的優(yōu)點。但是，在因事故導致供電中斷時，現(xiàn)有的使用熱交換 器的強制冷卻方式喪失冷卻功能，存在因冷卻水耗盡導致核燃料露出的嚴重問題。[0006]另外，有關廢燃料的貯存，有美國授權專利第5488642號(COOLING SYSTEM FOR SPENT FUEL,廢燃料冷卻系統(tǒng)，
公開日期1996年I月30日)，所述美國授權專利是關于廢燃 料貯存池的冷卻系統(tǒng)，但需要運轉(zhuǎn)熱交換器、泵等，因此存在仍然需要備用電源等問題，沒 有公開如本發(fā)明的在發(fā)生冷卻裝置供電中斷的應急情況時，無任何供電也能夠供給冷卻水 的冷卻裝置。
發(fā)明內(nèi)容
[0007]要解決的技術問題[0008]本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術問題而提出的。[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種廢燃料貯存池冷卻裝置，其在發(fā)生事故導致供電中 斷，用于冷卻廢燃料貯存池的熱交換器喪失功能，導致冷卻水耗盡時，為了延遲或防止因冷 卻水耗盡而核燃料包殼損傷等導致放射性物質(zhì)放出等，而在無另外供電的情況下，也可以 將冷卻水供給廢燃料貯存池。[0010]另外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種多用途廢燃料貯存池冷卻裝置，其在供電 順暢的正常情況下，執(zhí)行冷卻廢燃料貯存池的功能，在發(fā)生供電中斷的情況下，即使無另外 供電，也能將冷卻水供給廢燃料貯存池。[0011]技術方案[0012]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的廢燃料貯存池冷卻裝置中，廢燃料貯存池上設有熱 交換器，該廢燃料貯存池冷卻裝置包括冷卻水貯存池，其位于所述廢燃料貯存池的上方； 浮動部件，其跟隨所述廢燃料貯存池的冷卻水水位升降；應急冷卻水供給管，其形成了將所 述冷卻水貯存池的冷卻水移動到所述廢燃料貯存池的路徑，安裝有與所述浮動部件的升降 聯(lián)動并開閉冷卻水流動的浮動閥。[0013]另外，本發(fā)明的廢燃料貯存池冷卻裝置包括廢燃料貯存池；冷卻水貯存池，其設 有熱交換器并位于所述廢燃料貯存池上方；冷卻水回收管，其安裝有將所述廢燃料貯存池 的冷卻水回收到所述冷卻水貯存池的冷卻水循環(huán)泵；冷卻水供給管，將所述冷卻水貯存池 的冷卻水移動到所述廢燃料貯存池。[0014]所述廢燃料貯存池冷卻裝置可以設有跟隨冷卻水水位升降的浮動部件；并可以包 括應急冷卻水供給管，其安裝有與所述浮動部件的升降聯(lián)動并開閉冷卻水流動的浮動閥。[0015]可以包括移動式冷卻水循環(huán)管，其連接所述冷卻水回收管和所述冷卻水供給管并 安裝有移動式泵、移動式熱交換器以及閥。[0016]可以包括應急冷卻水循環(huán)管，其使所述廢燃料貯存池和所述冷卻水貯存池的冷卻 水循環(huán)。[0017]所述冷卻水貯存池可以包括空冷管。[0018]所述冷卻水貯存池200、200’可以包括冷卻水補充管210、210’。[0019]有益效果[0020]根據(jù)上述本發(fā)明，提供一種冷卻裝置，其在發(fā)生供電中斷等冷卻裝置不能執(zhí)行其 功能的事故時，即使無另外供電或操作員不采取追加措施，也可以將冷卻水供給廢燃料貯 存池，從而具有可以延遲或防止因冷卻水耗盡導致核燃料損傷等的效果。[0021]另外，提供一種多用途廢燃料貯存池冷卻裝置，其在供電順暢的正常情況下，執(zhí)行 冷卻廢燃料貯存池的功能，在發(fā)生供電中斷等事故時，沒有供電也可以將冷卻水供給廢燃 料貯存池，從而具有可以延遲或防止發(fā)生事故時放射性物質(zhì)放出的效果。


[0022]圖1為圖示本發(fā)明廢燃料貯存池冷卻裝置的具體結(jié)構的結(jié)構圖。[0023]圖2為代替了現(xiàn)有技術中設置在核燃料貯存池上的熱交換器功能的冷卻水貯存 池、冷卻水回收管、冷卻水供給管的結(jié)構圖。[0024]圖3為圖示本發(fā)明的另一實施例的廢燃料貯存池冷卻裝置的具體結(jié)構的結(jié)構圖。[0025]圖4為表示本發(fā)明的另一實施例的廢燃料貯存池冷卻裝置上設有移動式冷卻水 循環(huán)管的結(jié)構圖。[0026]圖5為表示本發(fā)明的另一實施例的廢燃料貯存池冷卻裝置上設有應急冷卻水循 環(huán)管和空冷管的結(jié)構圖。[0027]圖6為表示本發(fā)明的另一實施例的廢燃料貯存池冷卻裝置上設有移動式冷卻水 循環(huán)管、應急冷卻水循環(huán)管和空冷管的結(jié)構圖。[0028]附圖標記說明[0029]1:本發(fā)明的廢燃料貯存池冷卻裝置[0030]2 :本發(fā)明的另一實施例的廢燃料貯存池冷卻裝置[0031]10 廢燃料20,30 熱交換器[0032]100,100:廢燃料貯存池110、110，:冷卻水[0033]200,200:冷卻水貯存池210、210，:冷卻水補充管[0034]220,220:冷卻水水位計230、230’:冷卻水[0035]240,250:閥300,300’應急冷卻水供給管[0036]310,310:浮動閥320、320，:浮動部件[0037]400:冷卻水回收管410 :冷卻水循環(huán)泵[0038]420:閥[0039]500:冷卻水供給管510 :閥[0040]600:移動式冷卻水循環(huán)管610 :移動式泵[0041]620:移動式熱交換器630、640、650、660 :閥[0042]700:應急冷卻水循環(huán)管800 :空冷管具體實施方式
下面根據(jù)附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。首先，對各個附圖的組成部分附上附圖標記時，對于同一組成部分，即使出現(xiàn)在不同附圖上，也盡可能使用同一附圖標記。另外，在以下說明本發(fā)明時，認為有關公知功能或結(jié)構的具體說明會不必要地混淆本發(fā)明要旨時，省略其詳細說明。[0044]如圖1至圖3所示，本發(fā)明的廢燃料冷卻裝置1、2主要由以下部件構成廢燃料貯存池100、100’ ；冷卻水貯存池200、200’ ；應急冷卻水供給管300、300’，其安裝有與浮動部件320、320’聯(lián)動開閉的浮動閥310、310’ ；冷卻水回收管400，其安裝有冷卻水循環(huán)泵410 ； 冷卻水供給管500。[0045]如圖1具體所示，本發(fā)明的廢燃料冷卻裝置I中，冷卻水貯存池200位于設有熱交換器20的廢燃料貯存池100的上方。另外，設有跟隨廢燃料貯存池100中的冷卻水水位升降的浮動部件320 ;并包括應急冷卻水供給管300，其安裝有與所述浮動部件320聯(lián)動并開閉冷卻水流動的浮動閥310。[0046]在正常情況下，即在供電順暢的情況下，通過使用所述熱交換器20的強制冷卻方式，維持冷卻所述廢燃料貯存池100的功能。但是，在供電中斷且操作員不能采取追加措施的事故發(fā)生時，喪失使用所述熱交換器20來冷卻廢燃料貯存池100的功能，因廢燃料貯存池100中貯存的廢燃料10產(chǎn)生的衰變熱等，廢燃料貯存池100中貯存的冷卻水溫度上升， 其結(jié)果冷卻水耗盡。在此情況下，廢燃料貯存池100中的冷卻水水位降低至一定水位以下時，所述浮動部件320跟隨冷卻水水位下降，與所述浮動部件320聯(lián)動的應急冷卻水供給管 300上安裝的浮動閥310被打開，從而所述冷卻水貯存池200中貯存的冷卻水受重力而供給所述廢燃料貯存池100。因此，完全沒有供電且操作員沒有采取追加措施的情況下，也能在一定時間段內(nèi)將冷卻水供給到廢燃料貯存池100中，從而可以延遲或防止因冷卻水耗盡導致廢燃料10包殼損傷等。[0047]另外，如圖2和圖3具體所示，本發(fā)明的另一實施例的所述廢燃料冷卻裝置2中， 設置有熱交換器30的冷卻水貯存池200’位于所述廢燃料貯存池100’的上方，所述廢燃料貯存池100’與設置有所述熱交換器30的冷卻水貯存池200’通過安裝有冷卻水循環(huán)泵410的冷卻水回收管400及冷卻水供給管500連接。另外，可以設有跟隨所述廢燃料貯存池 100’中的冷卻水水位升降的浮動部件320’，并可以包括應急冷卻水供給管300’，其安裝有 與所述浮動部件320’聯(lián)動并開閉冷卻水流動的浮動閥310’。[0048]在用于貯存廢燃料10的冷卻功能順暢的正常情況下，即用于執(zhí)行冷卻功能的供 電沒有差錯的情況下，打開所述冷卻水回收管400上設有的閥420，運行所述冷卻水回收管 400上安裝的冷卻水循環(huán)泵410，將廢燃料貯存池100’中溫度上升的冷卻水移動到設有所 述熱交換器30的冷卻水貯存池200’中，從而降低冷卻水溫度，如果打開所述冷卻水供給管 500上設置的閥510，則將冷卻水供給所述廢燃料貯存池100’。另外，在所述冷卻水貯存池 200’設置有熱交換器30而導致冷卻水溫度上升，或因供給冷卻水導致冷卻水貯存池200’ 水位下降的情況下，通過所述冷卻水貯存池200’上設置的閥240、250，使低溫冷卻水循環(huán)， 從而不僅可以降低冷卻水貯存池200’中貯存的冷卻水溫度，還可以補充所消耗的冷卻水。[0049]另一方面，在發(fā)生供電中斷且操作員不能采取追加措施的事故時，喪失了通過設 有所述熱交換器30的冷卻水貯存池200’來冷卻廢燃料貯存池100’的功能，因廢燃料貯存 池100’中貯存的廢燃料10產(chǎn)生的衰變熱等，廢燃料貯存池100’中的冷卻水溫度上升，其結(jié) 果冷卻水耗盡。在此情況下，廢燃料貯存池100’中的冷卻水水位降低至一定水位以下時， 所述浮動部件320’跟隨冷卻水水位下降，與所述浮動部件320’聯(lián)動的安裝在應急冷卻水 供給管300’上的浮動閥310’被打開，從而所述冷卻水貯存池200’中貯存的冷卻水受重力 而供給所述廢燃料貯存池100’。即，設有所述熱交換器30的冷卻水貯存池200’，在正常情 況下，執(zhí)行冷卻廢燃料貯存池100’的功能，在發(fā)生應急情況而供電中斷等情況下，也通過所 述應急冷卻水供給管300’將冷卻水供給到廢燃料貯存池100’中，從而可以執(zhí)行多種功能。 因此，在完全沒有供電且操作員沒有采取追加措施的情況下，也可以在一定時間段內(nèi)將冷 卻水供給廢燃料貯存池100’，從而可以延遲或防止因冷卻水耗盡導致廢燃料包殼損傷等。[0050]另外，如圖4具體圖示，上述本發(fā)明的另一實施例的所述廢燃料冷卻裝置2可以包 括連接所述冷卻水回收管400和所述冷卻水供給管500的移動式冷卻水循環(huán)管600。[0051]因發(fā)生供電中斷事故，在所述熱交換器30或所述冷卻水循環(huán)泵410不能執(zhí)行其功 能，但操作員可以接近的情況下，可以設置移動式冷卻水循環(huán)管600，所述移動式冷卻水循 環(huán)管600連接所述冷卻水回收管400和所述冷卻水供給管500并安裝有移動式泵610、移動 式熱交換器620以及閥630、640、650、660。在熱交換器30維持功能，但冷卻水循環(huán)泵410 不運行的情況下，關閉圖4的閥650，打開閥630及閥640之后，運轉(zhuǎn)移動式泵610，使廢燃 料貯存池100’中貯存的冷卻水110’循環(huán)，從而可以正常執(zhí)行冷卻功能。另外，所述熱交換 器30和所述冷卻水循環(huán)泵410都不能執(zhí)行其功能的情況下，關閉圖4中安裝于所述移動式 冷卻水循環(huán)管500上的閥640，打開閥630、650、660之后，全部運轉(zhuǎn)移動式泵610和移動式 熱交換器620，就可以正常執(zhí)行冷卻功能。[0052]另外，如圖5具體所示，所述本發(fā)明的另一實施例的所述廢燃料冷卻裝置2可以包 括應急冷卻水循環(huán)管700或空冷管600。[0053]在供電順暢而冷卻功能正常的情況下，廢燃料貯存池100’中貯存的冷卻水110’ 維持低溫，因此不會通過所述應急冷卻水循環(huán)管700進行冷卻水循環(huán)。但是，冷卻裝置因發(fā) 生供電中斷等事故而不能正常執(zhí)行功能，廢燃料貯存池100’中貯存的冷卻水110’的溫度 上升時，所述應急冷卻水循環(huán)管700被加熱，發(fā)生自然對流。因此，供給冷卻水貯存池200’的低溫冷卻水230’在應急冷卻水循環(huán)管700中循環(huán)，從而可以防止或延遲廢燃料貯存池 100’中貯存的冷卻水110’溫度上升。另外，為了使導熱面積最大，所述應急冷卻水循環(huán)管 700的設置于所述廢燃料貯存池100’中的部分可以形成為螺旋結(jié)構。[0054]另外，所述冷卻水貯存池200’可以包括一個以上的空冷管800。所述空冷管800 的作用為空氣冷卻所述冷卻水貯存池200’中貯存的冷卻水230’，空冷管800內(nèi)部的空氣被 加熱上升時，內(nèi)部壓力減小，外部的冷空氣流入空冷管800下部?？绽涔?00的下端部可連 接，在可以連接應急電源或移動式電源的情況下，運轉(zhuǎn)送風機，增加空冷效果，在冷卻管800 上安裝冷卻片，可以盡可能提高冷卻效率。[0055]另外，所述冷卻水貯存池200、200’可以設有用于補充所耗盡的冷卻水的冷卻水補 充管210、210’、以及用于確認所述冷卻水貯存池200、200’中剩余的冷卻水230、230’的冷 卻水水位計220、220’。所述冷卻水補充管210、210’與核反應堆外部連接，在因發(fā)生供電中 斷等事故，所述冷卻水貯存池200、200’中貯存的冷卻水通過應急冷卻水供給管300、300’ 供給廢燃料貯存池100、100’而耗盡的情況下，也不需要人親自進入發(fā)生事故的核反應堆內(nèi) 部，通過連接到核反應堆外部的冷卻水補充管210、210’，可以用簡便、安全的方法將冷卻水 補充到冷卻水貯存池200、200’中。另外，在操作員可以接近廢燃料貯存池100、100’的情 況下，通過設置在所述冷卻水貯存池200、200’中的冷卻水水位計220、220’，確認冷卻水貯 存池200、200’中剩余的冷卻水230、230’，從而可以在合適的時機將冷卻水供給冷卻水貯 存池200、200’，以順暢地維持廢燃料貯存池冷卻裝置1、2的冷卻功能。[0056]以上詳細說明了本
發(fā)明內(nèi)容
的特征部分，對于本領域的技術人員來說，這樣的具 體技術只是優(yōu)選實施方式，顯然本發(fā)明的范圍并不限于此。因此，本發(fā)明的實質(zhì)保護范圍由 權利要求
書及其等同物定義。
權利要求
1.一種廢燃料貯存池冷卻裝置，其特征在于，在廢燃料貯存池(100)上設有熱交換器 (20)，所述廢燃料貯存池冷卻裝置包括冷卻水貯存池(200)，其位于所述廢燃料貯存池(100)的上方；浮動部件(320)，其跟隨所述廢燃料貯存池(100)的冷卻水水位升降；應急冷卻水供給管(300)，其形成了將所述冷卻水貯存池(200)的冷卻水移動到所述廢燃料貯存池(100)的路徑，安裝有與所述浮動部件(320)的升降聯(lián)動并開閉冷卻水流動的浮動閥(310)。
2.一種廢燃料貯存池冷卻裝置，其特征在于，包括廢燃料貯存池(100’ )；冷卻水貯存池(200’)，其設有熱交換器(30)并位于所述廢燃料貯存池(100’ )上方； 冷卻水回收管(400)，其安裝有將所述廢燃料貯存池(100’)的冷卻水回收到所述冷卻水貯存池(200’ )的冷卻水循環(huán)泵(410)；冷卻水供給管(500)，其將所述冷卻水貯存池(200’)的冷卻水移動到所述廢燃料貯存池(100，)。
3.如權利要求
2所述的廢燃料貯存池冷卻裝置，其特征在于，所述廢燃料貯存池冷卻裝置設有跟隨所述廢燃料貯存池(100’ )中的冷卻水水位升降的浮動部件(320’ )；并包括應急冷卻水供給管(300’)，其安裝有與所述浮動部件(320’ )的升降聯(lián)動并開閉冷卻水流動的浮動閥(310’)。
4.如權利要求
2或3所述的廢燃料貯存池冷卻裝置，其特征在于，包括移動式冷卻水循環(huán)管￠00)，其連接所述冷卻水回收管(400)和所述冷卻水供給管 (500)并安裝有移動式泵(610)、移動式熱交換器(620)以及閥(630、640、650、660)。
5.如權利要求
3所述的廢燃料貯存池冷卻裝置，其特征在于，包括應急冷卻水循環(huán)管(700)，其使所述廢燃料貯存池(100’)和所述冷卻水貯存池(200’) 中的冷卻水循環(huán)。
6.如權利要求
3或5所述的廢燃料貯存池冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻水貯存池(200’ )包括空冷管(800)。
7.如權利要求
1至3中任一項所述的廢燃料貯存池冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻水貯存池(200、200’ )包括冷卻水補充管(210、210’)。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種在發(fā)生供電中斷等事故時向廢燃料貯存池供給冷卻水的裝置，根據(jù)上述本發(fā)明，提供一種無另外供電也可以將冷卻水供給廢燃料貯存池的冷卻裝置，從而具有可以延遲或防止因冷卻水耗盡導致核燃料包殼損傷等的效果。另外，提供一種多用途廢燃料貯存池冷卻裝置，其在正常情況下，執(zhí)行冷卻廢燃料貯存池的功能，在發(fā)生事故時，沒有供電也可以將冷卻水供給廢燃料貯存池，從而可以延遲或防止發(fā)生事故時放射性物質(zhì)的放出。
文檔編號G21C19/07GKCN103000236SQ201110386846
公開日2013年3月27日 申請日期2011年11月29日
發(fā)明者李相宗, 李杰雨, 金榮栢, 崔在暾, 李宰一, 趙成柱, 安重先, 李東奎, 金慧真, 崔東郁 申請人:韓電原子力燃料株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan