離堆貯存

乏燃料的離堆貯存技術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)設有2個乏燃料貯存水池，每個乏燃料貯存水池設有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，按照三回路設計，包括乏燃料水池冷卻系統(tǒng)，設備冷卻水系統(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計可分三類，第一類是容器專為貯存目的設計的；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，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主要以NUHOMS和 HI-STORM貯存技術為典型代表。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)利用轉運設備將干式屏蔽罐從核電站燃料/反應堆廠房運到水平貯存模塊貯存。轉運系統(tǒng)包括轉運容器、容器吊具、液壓缸系統(tǒng)、牽引車、轉運拖車、容器支撐滑架和滑架定位系統(tǒng)等。NUHOMS系統(tǒng)的輔助設備有轉運容器/DSC環(huán)形密封圈、真空干NUHOMS系統(tǒng)通過熱傳導、輻射和自然對流將衰變熱從乏燃料組件擴散到干式屏蔽罐（DSC），再從 DSC擴散到周圍空氣，最終擴散到環(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）和轉運容器（HI-TRAC）。MPC用于維持燃料組件的結構，并且構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構保護和輻射屏蔽。此外，轉運容器為 MPC裝料、卸料和轉運過程提供結構保護和輻射屏蔽 。

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，其燃料接收和預處理裝置，相對說來比較復雜。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煙囪，熱能通過輻射、對流和傳導從燃料流向容器壁 。

離堆貯存貯存方案比較

與壓水堆乏燃料濕法貯存技術相比，干法貯存技術具有如下幾方面的優(yōu)點：1）在使用惰性氣體作冷卻劑時，可以很好的保護燃料和包殼；2）轉運和貯存過程產(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，不需要鼓風機和電力供應；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相比，干法貯存技術具有模塊化貯存、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施大部分采用干法貯存技術 。

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)場廠址可建設離堆貯存設施外，中試廠（我國第一座動力堆乏燃料后處理中間試驗工廠）乏燃料貯存水池擴建工程是唯一的選擇 。

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

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

回轉連續(xù)堆料法堆料時，懸臂回轉連續(xù)運行，從左側運行到右側，然后大車向后步進一段距離，懸臂回轉再從右側運行到左側，如此反復，直至物料堆完或達到堆場后側邊界。

回轉步進堆料法（或稱定點堆料）與回轉連續(xù)堆料法類似，大車的運行相同，都是在懸臂回轉最內(nèi)側或最外側時大車向后步進一步，區(qū)別在于回轉的運行不是連續(xù)的，而是等料堆堆到一定高度時，回轉每次步進一個角度，直至臂架回轉到達堆料內(nèi)側或外側邊界，大車再向后一步。如需要混勻效果時也可分層回轉步進堆料（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，或回轉步進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)物料達到預定堆料高度。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步進一個角度，大車再反向步進運行。與大車連續(xù)堆料法的區(qū)別在于大車運行時不連續(xù)，而是等料堆達到一定高度后，大車步進一定的距離，直至達到大車前后邊界再回轉（或大車回轉聯(lián)動）步進一步。

大車橫行堆料法，首先將臂架回轉到外側做好第一個料堆，然后回轉與大車連續(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)側步進（或連續(xù)）移動，直至達到內(nèi)側邊界，這時大車向后移動一個步進距離，然后回轉與大車再聯(lián)動運行，保持落料點沿著垂直于大車軌道的方向由內(nèi)側向外側步進（或連續(xù)）移動，直至達到外側邊界。如此反復進行，直至物料堆完或達到大車后側邊界。

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

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

堆料機高架型橋式皮帶堆料機

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

堆料機耙式堆料機

如圖2所示，耙式堆料機又名鏈式耙，是一種既能堆料又能取料的設備，主要用于側面堆料。有些鏈耙還能進行反轉，即堆料時的回轉方向與取料時相反，物料通過耙桿中的開孔送往下股鏈。耙式堆料機通過鏈式刮板中安裝的堆料皮帶和刮板聯(lián)合作業(yè)，大大的提高了堆料能力。

堆料機頂部堆料的天橋皮帶堆料機

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

堆料機回轉式懸臂皮帶堆料機

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