離堆貯存離堆貯存方案選擇

乏燃料的離堆貯存技術(shù)主要分為干法貯存和濕式貯存。濕法貯存將乏燃料貯存在大的貯存水池中，靠池水來對乏燃料進(jìn)行冷卻。干法貯存將乏燃料貯存在空氣或惰性氣體氛圍中，靠氣體對流來對乏燃料進(jìn)行冷卻 。

離堆貯存濕式貯存

中試廠乏燃料離堆濕法貯存的乏燃料貯存廠房內(nèi)設(shè)有2個乏燃料貯存水池，每個乏燃料貯存水池設(shè)有9*10乏燃料貯存格架12臺。貯存水池內(nèi)使用除鹽水冷卻乏燃料。乏燃料水池冷卻以海水為最終熱阱，按照三回路設(shè)計，包括乏燃料水池冷卻系統(tǒng)，設(shè)備冷卻水系統(tǒng)，重要廠用水系統(tǒng)等。廠房總體布置分為乏燃料貯存區(qū)、乏燃料裝卸區(qū)、輔助系統(tǒng)區(qū)、人員工作區(qū) 。

離堆貯存干法貯存

在過去的幾十年，燃料的干法貯存技術(shù)發(fā)展很快。對于壓水堆乏燃料干法貯存比較常見的分類方法是分成貯存室貯存、金屬容器貯存、混凝土容器貯存 。

金屬容器貯存：金屬容器最初主要用于乏燃料的運輸，依靠厚壁金屬來屏蔽乏燃料的輻射。可以用于乏燃料貯存的金屬容器設(shè)計可分三類，第一類是容器專為貯存目的設(shè)計的；第二類，容器是運輸和貯存兼用的；第三類，容器是運輸、貯存和最終處置三用的 。

由于金屬容器的造價比較昂貴（容量為19組乏燃料組件的金屬貯存容器，單臺造價約為2500萬），為了降低干法貯存的費用，開發(fā)了混凝土容器貯存技術(shù)，使用混凝土來取代厚壁的金屬屏蔽層，而大大降低了貯存費用。

混凝土容器貯存：混凝土容器貯存技術(shù)主要以NUHOMS和 HI-STORM貯存技術(shù)為典型代表。NUHOMS系統(tǒng)在混凝土水平貯存模塊（HSM）中水平地干式貯存封裝的乏燃料組件。NUHOMS系統(tǒng)利用轉(zhuǎn)運設(shè)備將干式屏蔽罐從核電站燃料/反應(yīng)堆廠房運到水平貯存模塊貯存。轉(zhuǎn)運系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)運容器、容器吊具、液壓缸系統(tǒng)、牽引車、轉(zhuǎn)運拖車、容器支撐滑架和滑架定位系統(tǒng)等。NUHOMS系統(tǒng)的輔助設(shè)備有轉(zhuǎn)運容器/DSC環(huán)形密封圈、真空干NUHOMS系統(tǒng)通過熱傳導(dǎo)、輻射和自然對流將衰變熱從乏燃料組件擴(kuò)散到干式屏蔽罐（DSC），再從 DSC擴(kuò)散到周圍空氣，最終擴(kuò)散到環(huán)境中。

HI-STORM系統(tǒng)為垂直存放乏燃料的混凝土容器貯存系統(tǒng)。HI-STORM系統(tǒng)主要包括三部分：多功能吊籃（MPC）、貯存容器（HI-STORM）和轉(zhuǎn)運容器（HI-TRAC）。MPC用于維持燃料組件的結(jié)構(gòu)，并且構(gòu)成乏燃料的包容邊界。貯存容器為 MPC長期貯存過程中提供結(jié)構(gòu)保護(hù)和輻射屏蔽。此外，轉(zhuǎn)運容器為 MPC裝料、卸料和轉(zhuǎn)運過程提供結(jié)構(gòu)保護(hù)和輻射屏蔽 。

貯存室貯存：貯存室貯存（VAULT）是由巨大的混凝土墻組成的貯存室，室內(nèi)貯存乏燃料。貯存室本身很簡單，其燃料接收和預(yù)處理裝置，相對說來比較復(fù)雜。冷卻系統(tǒng)分兩類：即閉合回路和開式回路。對于閉合回路系統(tǒng)，通過人工或自然的對流使氣流經(jīng)燃料或燃料容器，然后通過熱交換回流。開式回路系統(tǒng)包括一個誘發(fā)自然對流空氣一次通過燃料容器外表面的排風(fēng)煙囪，熱能通過輻射、對流和傳導(dǎo)從燃料流向容器壁 。

離堆貯存貯存方案比較

與壓水堆乏燃料濕法貯存技術(shù)相比，干法貯存技術(shù)具有如下幾方面的優(yōu)點：1）在使用惰性氣體作冷卻劑時，可以很好的保護(hù)燃料和包殼；2）轉(zhuǎn)運和貯存過程產(chǎn)生較低的輻射劑量，特別是在運行期間；3）運行和維修費用較低，采用自然對流冷卻時，不需要鼓風(fēng)機(jī)和電力供應(yīng)；4）對抗事故的能力大大增加，特別是抵抗失水事故方面的能力顯著提高，安全可靠性更高；5）易于退役；6）運行期間幾乎不會產(chǎn)生放射性廢物。符合廢物最小化的理念要求?？傊?，與壓水堆乏燃料濕法貯存技術(shù)相比，干法貯存技術(shù)具有模塊化貯存、運行費用低、放射性廢物產(chǎn)生少、抵抗事故能力更強(qiáng)等優(yōu)點。近二十年以來，國外新建的壓水堆乏燃料離堆貯存設(shè)施大部分采用干法貯存技術(shù) 。

根據(jù)我國核燃料后處理發(fā)展的現(xiàn)狀，要離堆貯存核電站乏燃料組件，除核電現(xiàn)場廠址可建設(shè)離堆貯存設(shè)施外，中試廠（我國第一座動力堆乏燃料后處理中間試驗工廠）乏燃料貯存水池擴(kuò)建工程是唯一的選擇 。

使用中試廠進(jìn)行離堆貯存，需要對貯存水池設(shè)施從乏燃料的接收、卸料與貯存等全過程進(jìn)行技術(shù)分析，還需要對水池冷卻能力、凈化能力、臨界安全、輻射防護(hù)安全與結(jié)構(gòu)承載能力等進(jìn)行計算和校核 。

堆料機(jī)堆放散裝物料有多種方法，如回轉(zhuǎn)連續(xù)堆料法、回轉(zhuǎn)步進(jìn)堆料法、人字形大車連續(xù)堆料法、大車步進(jìn)堆料法、大車橫行堆料法。此外，圓形料場有其專用的圓形堆料機(jī)堆料工藝。

回轉(zhuǎn)連續(xù)堆料法堆料時，懸臂回轉(zhuǎn)連續(xù)運行，從左側(cè)運行到右側(cè)，然后大車向后步進(jìn)一段距離，懸臂回轉(zhuǎn)再從右側(cè)運行到左側(cè)，如此反復(fù)，直至物料堆完或達(dá)到堆場后側(cè)邊界。

回轉(zhuǎn)步進(jìn)堆料法（或稱定點堆料）與回轉(zhuǎn)連續(xù)堆料法類似，大車的運行相同，都是在懸臂回轉(zhuǎn)最內(nèi)側(cè)或最外側(cè)時大車向后步進(jìn)一步，區(qū)別在于回轉(zhuǎn)的運行不是連續(xù)的，而是等料堆堆到一定高度時，回轉(zhuǎn)每次步進(jìn)一個角度，直至臂架回轉(zhuǎn)到達(dá)堆料內(nèi)側(cè)或外側(cè)邊界，大車再向后一步。如需要混勻效果時也可分層回轉(zhuǎn)步進(jìn)堆料（或稱魚鱗堆料）。

人字形大車連續(xù)堆料法，指堆料時大車先向前或向后連續(xù)運行，在料堆前后邊界時大車再反方向連續(xù)運行，或回轉(zhuǎn)步進(jìn)一個角度后大車再反向連續(xù)運行，直至物料堆完或區(qū)域內(nèi)物料達(dá)到預(yù)定堆料高度。這種堆料方式料堆截面形狀為人字形，一般用于混礦工序。大車步進(jìn)堆料法與大車連續(xù)堆料法類似，也是在大車前后邊界處回轉(zhuǎn)步進(jìn)一個角度，大車再反向步進(jìn)運行。與大車連續(xù)堆料法的區(qū)別在于大車運行時不連續(xù)，而是等料堆達(dá)到一定高度后，大車步進(jìn)一定的距離，直至達(dá)到大車前后邊界再回轉(zhuǎn)（或大車回轉(zhuǎn)聯(lián)動）步進(jìn)一步。

大車橫行堆料法，首先將臂架回轉(zhuǎn)到外側(cè)做好第一個料堆，然后回轉(zhuǎn)與大車連續(xù)聯(lián)動運行，保持落料點沿著垂直于大車軌道的方向向內(nèi)側(cè)步進(jìn)（或連續(xù)）移動，直至達(dá)到內(nèi)側(cè)邊界，這時大車向后移動一個步進(jìn)距離，然后回轉(zhuǎn)與大車再聯(lián)動運行，保持落料點沿著垂直于大車軌道的方向由內(nèi)側(cè)向外側(cè)步進(jìn)（或連續(xù)）移動，直至達(dá)到外側(cè)邊界。如此反復(fù)進(jìn)行，直至物料堆完或達(dá)到大車后側(cè)邊界。

連續(xù)堆料法堆料更均勻，特別適于混料的情況，但是機(jī)構(gòu)持續(xù)運行，比步進(jìn)堆料法能耗高。而回轉(zhuǎn)堆料法比大車堆料法節(jié)能，因為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)功率比大車機(jī)構(gòu)的小得多?；剞D(zhuǎn)堆料法堆出的物料為弧形，特別適合回轉(zhuǎn)式斗輪（堆）取料機(jī)取料，取料時在每堆物料起點和終點處效率也不降低。

綜合比較，回轉(zhuǎn)步進(jìn)堆料法在節(jié)能、場地空間利用以及取料效率等方面均最優(yōu) 。2100433B

堆料機(jī)高架型橋式皮帶堆料機(jī)

如圖1所示，高架型橋式皮帶堆料機(jī)是將堆料皮帶機(jī)裝設(shè)在一個可以移動的橋架上，而這個橋架是橫跨料堆的。在它的堆料皮帶機(jī)上設(shè)有S型的卸料小車，與橋架的運動方向相反，使堆料機(jī)能在料堆的任何一點進(jìn)行堆料。此類堆料機(jī)適用于梯形橫截面的料堆，也可以進(jìn)行波浪形或水平層狀的料堆。

堆料機(jī)耙式堆料機(jī)

如圖2所示，耙式堆料機(jī)又名鏈?zhǔn)桨?，是一種既能堆料又能取料的設(shè)備，主要用于側(cè)面堆料。有些鏈耙還能進(jìn)行反轉(zhuǎn)，即堆料時的回轉(zhuǎn)方向與取料時相反，物料通過耙桿中的開孔送往下股鏈。耙式堆料機(jī)通過鏈?zhǔn)焦伟逯邪惭b的堆料皮帶和刮板聯(lián)合作業(yè)，大大的提高了堆料能力。

堆料機(jī)頂部堆料的天橋皮帶堆料機(jī)

如圖3所示，頂部堆料的天橋皮帶堆料機(jī)用于預(yù)均化堆廠設(shè)在廠房內(nèi)的情況，通過廠房的屋頂將堆場進(jìn)料主皮帶機(jī)接到屋架上，與屋架上的天橋皮帶機(jī)相連接。該堆料機(jī)所采用的設(shè)備較簡單，只要在天橋皮帶機(jī)上裝一臺S型皮帶卸料車，就可以直接從天橋皮帶上進(jìn)行堆料。但是它只能作人字形或圓錐形料，如要采用波浪形堆料，就會使堆料設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜。它的另一個缺點是物料落差較大。因此，這種設(shè)備在水泥廠中較少采用。

堆料機(jī)回轉(zhuǎn)式懸臂皮帶堆料機(jī)

如圖4所示，回轉(zhuǎn)式懸臂皮帶堆料機(jī)是預(yù)均化堆場中采用最廣泛的側(cè)面堆料的堆料機(jī)。它主要由兩部分組成：一是連接在堆場進(jìn)料主皮帶機(jī)上的S型皮帶卸料小車，其作用就是通過進(jìn)料皮帶的S形轉(zhuǎn)折，將物料送到堆料皮帶機(jī)上；二是由此橫向伸到料堆上方的懸臂堆料皮帶機(jī)。懸臂堆料皮帶機(jī)可以是固定的，也可以是繞著中心軸轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)式懸臂皮帶堆料機(jī)，其回轉(zhuǎn)運動是通過電動機(jī)帶動，能進(jìn)行360回轉(zhuǎn)。