研究堆乏燃料元件贮存架结构设计与安全分析

吴 瑞,罗文广,王万金,王亚军，张先萌

(中国核动力研究设计院，四川 成都 610041)

研究堆换料过程中将卸出乏燃料元件，而乏燃料元件具有很强的放射性并伴随着一定热量的释放。卸出来的乏燃料元件需要在乏燃料水池中贮存相当长时间，长时间的贮存以及不断卸出乏燃料元件，研究堆乏燃料水池就会形成乏燃料元件大量贮存的情况[1-3]。最近在设计乏燃料元件贮存架时，在贮存单元中采用了中子吸收体材料，该材料可以将乏燃料元件衰变过程中释放的中子料吸收掉，从而降低了由于乏燃料元件距离较近而引发临界反应的可能性。因此，笔者考虑将乏燃料元件贮存架的设计转为密集型，由此相邻贮存单元的距离也变得更小，乏燃料贮存架的贮存量则随之增大。本文针对研究堆乏燃料元件，设计新型的密集贮存架，以满足研究堆乏燃料元件在任何工况下都保持在次临界状态，保证燃料元件的完整性、可靠的冷却以及对放射性物质进行包容的安全要求[4-5]。

1 乏燃料元件贮存架设计要求

1.1 结构设计要求

1)乏燃料元件贮存架应设计可以调节格架高度的可调支腿，以便乏燃料贮存格架在现场安装时可以进行调平。

2)乏燃料元件贮存架应具有足够的刚度和强度，能确保乏燃料元件稳定、安全地贮存在相应的贮存单元中[6]。

3)贮存单元应便于乏燃料元件的放入和取出，且能保证其取放畅通无阻，不得带有尖锐的边角，避免损伤乏燃料元件。……