压水堆乏燃料中间贮存技术研究

本文通过调研主要核电国家的压水堆核电站乏燃料中间贮存与处理现状,分析研究近年来在压水堆核电站乏燃料中间贮存方面的趋势,明确乏燃料干式贮存技术将是未来压水堆核电站乏燃料中间贮存的主流。结合我国压水堆核电站乏燃料的现状并对未来核电站乏燃料贮存与处理工作提出建议。     

重水堆核电厂乏燃料干式中间贮存现状和技术

乏燃料干式贮存经过近30年的研发和改进已成为一种成熟的技术。乏燃料干式贮存总量正在显著增加。本文概要介绍重水堆核电厂乏燃料干式中间贮存的现状和技术，同时，提出秦山三期重水堆核电厂采用乏燃料干式中间贮存技术的初步设想。     

压水堆乏燃料干式贮存的安全考量

通过对压水堆乏燃料干式贮存的准备、运输和贮存三个工艺区域的设备设施、操作过程和环境及其潜在的危险因素的研究, 重点针对作用于干式贮存设施的临界安全、放射性物质的包容、衰变热的移除和辐射防护的影响因素开展分析, 提出了针对性的防控对策;同时总结了秦山第三核电厂重水堆乏燃料干式贮存实施过程安全操作和管理的经验。研究成果可为解决压水堆乏燃料干式贮存设施的规划、设计、建设和运行过程有关安全问题提供思路。     

田湾核电站乏燃料干式贮存临界安全计算研究

以CASTOR 1000/19干式贮存容器装载田湾核电站六角形乏燃料组件为例,研究六角形乏燃料干式贮存的临界安全问题。基于新燃料假设,应用MONK9A程序对贮存容器满装载乏燃料进行不同工况下k_eff的计算。计算结果表明：正常工况下,k_eff远小于临界安全限值,是临界安全的;事故工况下,当²³⁵U富集度大于3.15%时,系统存在临界安全风险,须减少乏燃料装载量来确保临界安全。考虑燃耗信任制后,采用相同的模型计算得出贮存容器满装载的参考装载曲线,按此曲线要求装载能确保所有工况下的系统临界安全。采用燃耗信任制技术提高了贮存容器的利用率。该研究可为田湾核电站采用乏燃料干式贮存方案提供依据。     

压水堆乏燃料干法贮存技术应用研究

介绍了国际上乏燃料干法贮存技术的产生背景以及技术发展历程,总结了国际上各种乏燃料干法贮存技术特点并进行了归类。鉴于我国压水堆乏燃料离堆贮存的需求,分析了国际上广泛应用于压水堆的三类乏燃料干法贮存技术的技术特点。最后基于我国核电厂乏燃料管理的现状,提出了我国压水堆乏燃料干法贮存在近期和远期的技术选择建议。     

美批准扩大欧安诺干式贮存系统使用范围

正【欧安诺美国公司网站2019年4月9日报道】美国核管会(NRC)近日批准修订欧安诺公司(Orano) NUHOMS干式乏燃料贮存系统许可证,准许使用该系统贮存更多类型乏燃料,包括拥有更高衰变热的乏燃料。未来,在将乏燃料在贮存水池中存放至少2年之后,就能将乏燃料从水池转移至干式系统,从而能大幅缩短乏燃料水池冷却的时间,大幅提升乏燃料转运作业的灵活性。     

切尔诺贝利核电站ISF-2乏燃料干式贮存设施已完成热试

美国霍尔台克公司在切尔诺贝利核电站场址内建造的ISF-2乏燃料中间贮存设施已完成热试,这是目前世界上最大的干式乏燃料贮存中间设施,使用寿命最少100年。运行方将根据最新测试结果编制设施安全分析报告,交由乌克兰国家核监管局审查。预计在2021年4月通过审查并获得运行许可证。切尔诺贝利核电站在1977年到2000年运行期间,积累了21000个乏燃料组件,现贮存在ISF-1湿式中间贮存设施中。但ISF-1无法长期贮存乏燃料,使用寿命有限,因此必须将所有乏燃料组件转移到ISF-2中进行干式贮存。     

一种干式外圆机械切割装置的研制

在乏燃料后处理中，需要回取已封装在乏燃料贮存容器中的乏燃料。根据热室使用环境及乏燃料贮存容器的特点，从耐辐射设计、乏燃料贮存容器固定、切割进给、切割刀具及刀具更换、放射性废物最少化等方面进行设计响应，研制了一种在热室内开启乏燃料贮存容器的干式外圆机械切割装置。功能性试验验证了该装置满足设计和使用要求。      

乏燃料干式贮存是中期内一种经济的解决方案

【法国《能源快报》1996年6月17日第6596期报道】 乏燃料从核反应堆中卸出暂时贮存于水池之后,可以在核电站场址干式贮存设施中安全储存,而只需要简单的监测。法马通公司将给贮存能力已饱和的亚美尼亚梅察莫尔核电厂提供这种贮存模式。当水池中乏燃料的放射性衰变得足以使其余热可通过自然对流的方式容易地排放时,乏燃料则可以干式贮存于惰性气体中。这是乏燃料已在水池内贮存3—5年后的情况。     

加拿大公布核废物政策草案

加拿大核安全委员会(CNSC)公布了一项政策草案,供公众评论。该草案规定了有关放射性废物监管决策的指导原则。CNSC试图使该草案与国际标准保持一致。 CNSC目前正在对扩大皮克灵核电厂乏燃料干式贮存设施贮存能力(目前有650件干式贮存容器)的申请进行评估。安大略电力公司也建议到2007年,即国家乏燃料最终处置库即将投入运营的相同时间框架内,在达灵顿建造一座干式贮存设施。 加拿大公布核废物政策草案     

达灵顿乏燃料干式贮存设施不会产生不利的环境效应

【世界核协会2003年12月2日第48期新闻报道】 加拿大核安全委员会(CNSC)目前已得出结论:拟议的达灵顿乏燃料干式贮存项目不可能产生任何明显的不利环境效应。因此,CNSC将按照加拿大核安全与控制法案继续考虑安大略电力公司(OPG)的许可证申请。该拟议设施将仅贮存达灵顿核电厂的乏燃料,达灵顿电厂现有乏燃料贮存设施的容量将于2010年用尽。预计该设施将在2007年之前投入运行。 达灵顿乏燃料干式贮存设施不会产生不利的环境效应     

美国完成全球威胁降低倡议的首次返还燃料运输

【日本《原子能产业新闻》2004年7月29日报道】核燃料循环开发机构与电力中央研究所计划从2010年前后开始联合开发接近实用的工程规模干式后处理实验装置,并拟于2020年之前将该装置用于回收再循环作业。该消息是于2004年7月20在原子能委员会例会上发布的。这样,日本就将于2025年前后确立日本型干式后处理技术。上述两机构联合开发的干式后处理技术将用于对轻水堆乏燃料进行后处理、为正在进行中间贮存的乏燃料提供处置方案以及确立使用金属燃料的快堆燃料循环。该项技术将被用于建造第二座后处理厂,以对“钚热轻水堆”的乏燃料和高燃耗乏燃…     

浅析俄罗斯乏燃料干法贮存设施安全要求及贮存实践

乏燃料贮存一直困扰各核电国家发展。随着中国的在建设核电厂更多投入运行,乏燃料贮存问题不可避免,俄罗斯是核电大国,核电起步早,拥有压水堆、石墨堆、快堆、舰船核动力堆等一系列反应堆堆型,制定了较为完善乏燃料贮存设施规范,并在贮存事件方面积累了很多经验,借鉴其乏燃料贮存安全管理规范和有益实践,对我国具有一定的借鉴意义。     

乏燃料干式贮存设施临界计算研究

以HI-STORM 100乏燃料干式贮存设施内部装载AFA-3G燃料组件为研究对象,用MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code)4C程序,通过改变贮存设施内外的水密度,采用新燃料假设对不同工况下的临界安全进行研究。结果表明,在正常工况下,keff远低于0.93,是临界安全的。在事故工况下,当水密度大于0.8 g·cm-3时,存在临界安全问题。然后选取适当的核素,通过使用ORIGEN-ARP程序,得到不同燃耗下核素的组成,在同一模型下考虑燃耗信任制,对干式贮存设施的临界安全进行研究。在此基础上,给出了乏燃料干式贮存设施临界安全工作的相关建议。     

高燃耗对乏燃料贮存和运输的影响研究

本文对高燃耗对乏燃料包壳结构完整性的影响进行了分析。探讨了影响包壳结构完整性的重要温度限值,即燃料包壳温度限值、包壳溶解温度以及韧脆转变温度(DBTT)。给出了分析包壳结构完整性的方法,对拟在干式贮存设施内贮存超过20年的容器性能及贮存后运输时乏燃料组件的结构完整性进行了分析,并给出了相关建议。     

我国乏燃料离堆贮存需求分析

随着我国核电的大力发展,产生了大量的乏燃料。若不能妥善进行处理,会给核电发展带来不利影响。我国后处理技术的发展现状暂时无法有效缓解乏燃料大量累积造成的困境。本文按照我国的核电发展规划,结合现有的乏燃料贮存能力,计算得出了乏燃料的年产生量、累积量,以及离堆贮存需求。建议我国尽快开展压水堆乏燃料离堆贮存设施的研究工作,确保核电的安全发展。     

切尔诺贝利乏燃料贮存设施准备服役

美国Holtec国际公司宣布完成"切尔诺贝利乏燃料中间贮存设施(ISF-2)的预调试计划"或"冷试验"。设施位于乌克兰境内,是全世界最大的干式贮存实施。ISF-2设施项目的主要承包商是乌克兰UTEM、德国BNG和意大利Maloni等公司。该项目得到"核安全账户"的支持,账户由总部位于伦敦的欧洲建设与开发银行管理。项目将对1、2、3号机组的乏燃料提供处理和贮存,这是切尔诺贝利核电站退役所要求的。     

保加利亚科兹洛杜伊核电厂签署建造干式乏燃料贮存设施的建造合同

【美国《核新闻》2004年8月刊报道】保加利亚科兹洛杜伊核电厂已与德国RWENukem公司和GNB公司签署了新建干式乏燃料贮存设施的合同。该合同总价值4870万欧元(约6000万美元),所需资金将来自科兹洛杜伊国际支持退役基金。合同内容包括在科兹洛杜伊设计、建造、并调试可贮存2800件VVER-440乏燃料组件的贮存设施。该设施将使用Constor型容器进行干式贮存。RWENukem公司将负责项目管理、贮存厂房及辅助系统的设计和建造、以及安全分析。GNB公司将设计和制造34个Constor容器以及容器操作设备。该贮存设施的设计还允许将其贮存能力扩大到贮…     

核电厂乏燃料贮存格架水下去污装置研制

针对核反应堆乏燃料贮存格架去污的必要性与功能要求,研制了一种二代核电厂乏燃料贮存格架水下冲洗去污装置。详细介绍了该装置的结构组成、功能原理及控制系统设计。经某核电厂现场使用验证,该装置操作简便,具有良好的冲洗去污能力,可大幅降低乏燃料贮存格架的辐射剂量水平。      

重水堆密集化乏燃料干式贮存设施热工安全研究

为解决秦山第三核电有限公司（简称:秦三厂）计划延寿导致乏燃料增加、已有乏燃料干式贮存模块容量不足的问题,在原有的1~6号（QM-400）乏贮模块基础上,研发了密集化乏燃料干式贮存设施（M1型乏贮模块）。与QM-400乏贮模块相比,M1型乏贮模块贮存容量更大,能量密度更高。为论证M1型乏贮模块的热工安全性,采用RELAP5/MOD3程序,根据保守的初始假设条件建立其热工分析模型,对极端气候条件下模块正常运行和事故工况下各区域温度进行了计算,同时采用了三维流体计算流体力学（CFD）程序对RELAP5程序计算结果进行了验证,综合RELAP5程序和CFD程序的计算结果,论证了M1型乏贮模块的热工安全。