IAEA-CN-102-02-阿根廷Atucha核电厂乏燃料中间干式贮存设施的概念设计

IAEA-CN-102/02阿根廷Atucha核电站乏燃料中间干式储存设施概念设计摘要信息本文评价了Atucha I核电站使用后可用作燃料中间存储的存储方式(30年寿命周期)。执行空气自然对流冷却的水平混凝土筒仓/井式是最经济高效的方案。Atucha I核电站(I期？)使用后燃料水平干井的概念设计。其主要特点是，每次使用后燃料不足的部件密封在金属罐中，可以单独装载(部分装载)到思洛存储器中的模块化结构。1简介阿根廷国家原子能委员会(CNEA)和阿根廷核管理委员会(NASA)正在计划新的Atucha I核电站使用后的燃料储存设施，以执行放射性废物管理国家计划，即评估和选择成本低、灵活性好的燃料后端处理战略1。核电站本身通常具有10年使用后燃料存储能力，需要采取额外的后端措施。但是很多发电厂已经开始在发电厂剩余寿命内引入干式储存器。作为中间阶段，燃料供应部件可以安全经济地储存在混凝土中几十年。这为开发完整的燃料后处理系统，最终处置时减少余热提供了缓冲时间。此外，可以调整多个寿命核电站的时差，以减少最终后处理部署。Atucha I是加压重水(PHWR)，由37根杆组成，活动区域有效长度为5.3米。Atucha I从1974年开始利用天然铀燃料，于1998年转变为低浓缩铀燃料(SEU)，直到2001年全部装载完毕。目前，Atucha I的使用后燃料存放在两个游泳池中，使用后燃料最多可使用28年。为了在2008年之前完成冷却池的扩展，国家原子能委员会和公司需要找到在2014年之前拆除的使用后为燃料留出空间的地方。mphier是阿根廷运输的另一座核电站(坎杜型)，拥有垂直干混凝土储存井，从1993年开始成功运行。Embalse和Atucha I核电站的形状和浓缩度差异很大的两个燃料组件不集中存储的原因是为了尽量减少使用后的燃料运输(两个核电站在运行，另外两个核电站在建设中，每个核电站在不同的时间运行核反应堆)。用中间储存调整时差，进行统一处理。2 Atucha I中间存储的总体要求在有关放射性废物管理的国家计划中，CNEA明确规定了核电站停止使用后使用后燃料不足部件的管制责任，选定了使用后中期储存方案。按照计划，中间存储只是最终处置的前一阶段，最终使用后的燃料必须从存储中取出。CNEA对Atucha I的中间存储提出了总体设计要求。30年内保证燃料元件的完整性。在游泳池里凉快10年。允许核电站完全退役。模块化建设，避免过度建设；还有其他隔离障碍。低辐射屏蔽成本(混凝土)；泄漏监测系统(边界完整性检测)；在边境失败或储存期结束时卸下燃料。燃料密封容器允许反复装载。游泳池附近的运输系统和热室必须使用现有的水处理系统。为了减少辅助系统的维护成本，必须选择手动系统。有符合国家管理机构(ARN)法规的辐射监视系统(Embalse干井有类似的机构)。从游泳池移到中间储存的二次污染最小。把土地收回成本降至最低。使用后尽量减少燃料运输。Atucha I工厂的独立光纤存储设备(ISFSI)将在2008年存储总计超过10000个燃料组件，并与kandu堆的干式存储系统兼容。此FSI可以存储两种燃料组件(FE):天然铀、低浓缩铀(SEU)、单个燃料消耗6000和11300 MW D/TU。该设施必须足够灵活，以便在使用Atucha和Cara的2英寸后存储14000 MWD/tu 3。3选择存储类型使用后燃料选择干式或湿式储存取决于资金和运营成本(与FSI战略相关)。现有使用后，扩大油箱或建造新的水箱都是困难的。设计、计划和操作需要巨额成本，不允许高成本。因此，下面仅评估几个中等干燥存储系统(墨盒、坟墓、井)。储存罐是模块化的，不需要额外的辅助系统，但目前设计仅授权使用20年，达到30年以下的寿命要求2。此外，为了满足运输许可要求，附带的设备非常昂贵4，而且仅在长期存储中就相当大。铅骨基础设施成本高(工厂运行)，燃料操作复杂，需要主动辅助冷却系统，不能满足整体要求。井式是成本效益最好的方案，也与既定的CANDU燃料方案类型兼容。卓越的灵活性允许模块化配置和手动冷却。近距离存储可以最小化工厂内的工作。与CANDU的垂直方式不同，Atucha I的燃料长度较长，因此其燃料水平放置在思洛存储器中，可以简化装载系统。4干式存储设计基准使用Atucha I后，燃料储存设施设计考虑以下方面：14000d/tu的燃料组件在游泳池里崩溃5年。具有很大的灵活性，燃料组件可以独立移动，局部装载；辐射屏蔽和密封分别由不同的系统(用标准材料制造)完成。也就是说，考虑外部使用条形闸门的混凝土屏蔽块，内部用金属薄壁罐密封燃料组件。罐材料必须具有腐蚀性，其厚度必须满足机器运输要求，保持30年储存期的完整性，密封边界可以检测氦泄漏。最小化存储大小的块状矩形阵列；衰变热通过与周围环境的自然对流排出。设计热时使用的中心杆温度为200c，入口温度为40c5；利用集成水平储井，可以共享和输送侧壁，减少混凝土成本及其表面积。模块的数量取决于经济情况。也就是说，运营要求是根据投资时间表确定的。根据相关国际标准，屏蔽厚度合理，可实现，使人和公众接收的辐射量在允许范围内；不是永久存储设备，因此需要专用操作设备以水平姿势插入坦克或将坦克移动到适当的位置。该系统与能装入加热室燃料组件的专用运输系统一起使用。罐子再次搬运后，可以重新装载；干储存点接近核电站，减少使用后的燃料运输。主动系统仅用于确保泄漏监控的可用性。油箱内的燃料组件状态和QA测试应在游泳池旁边的小阅览室进行。传送门应设计迷宫形状，以避免辐射梁的直接泄漏。5 Atucha I干式存储概念设计根据总体要求和设计标准，介绍了使用Atucha I后燃料干燥储存概念设计的主要特点。油箱的一端有进出油井室的特殊环。椭圆形导向用于放置和引导水箱。通过自然对流冷却系统(手动)从思洛存储器中清除衰变热。空气从靠近地面的入口进入燃料室，通过井仓上方的两个空气出口流出。使用两个内部孔板作为导向器，增加了传热面积。使用机库可以定期检查坦克的完整性，并确认保护措施。机库入口有一个用迷宫形状与集装箱连接的钢闸门，用于燃料箱移动。井可以是相邻两个单元之间的辐射屏蔽，因此背面和侧面壁厚都更薄。如图1所示，油箱以55对齐，如图2所示。孔口椭圆销闸门空气进口空气出口混凝土屏蔽层油箱使用后燃料组件图1图2如图3所示，通用思洛模块最大限度地减少了土地和混凝土路面的使用。使用后燃料运输系统是一种特殊的钢屏蔽容器，具有将使用后燃料推进井或热室的机械活塞。该系统还可以在混凝土筒仓中使用后重新包装，或发送回热室进行最终处理。图3机器活塞系统可以在两端单独移动罐子，并确认活塞的位置。油罐长度和紧凑排列是主要限制因素。机械活塞系统由齿轮、机架和电动马达组成，对应于每个水箱的位置。齿轮、机架设计为不直接向外泄漏。这种运输工作可以用一辆110吨卡车或14轴拖车来完成。使用Atucha I后燃料运输详细信息，如图4所示。活塞系统预留孔椭圆销钢屏蔽层油箱使用后燃料组件闸门查看A-A图4在热室内使用后，逐个处理燃油配件，然后放入不锈钢罐中干燥，用惰性气体重新填充，焊接密封盖。为了减少燃料运输，热房被安排在游泳池附近。使用后将燃料组件从游泳池运到热室需要专用容器。游泳池和热室之间的短程运输需要确认辅助系统是否可用(空气净化、水处理)。进入热室之前，把容器排水。热房装有拆卸Atucha I燃料组件上部结构的滚动切割机(不包括小金属)。罐里剩下的水用真空干燥器泵送。焊接盖子前用氦气加压罐。送仓库前进行泄漏测试。将燃料组件移入热室内包括一套远程操作系统和二维燃料定位系统，这是用于将包装的燃料组件装入专用运输容器的系统。热量和运输容器允许重用。最终设计将达到经济优化。最终热和屏蔽设计也在进行中。费用最初估计为每公斤8到10美元。6结论水池倒塌后，水平自然对流干式储存是与CANDU燃料选择方案兼容的最经济高效的储存装置，Atuch