一种溶液贮罐中中子毒物的布置结构.pdf

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1、10申请公布号CN104143364A43申请公布日20141112CN104143364A21申请号201410323481X22申请日20140708G21C19/46200601G21F9/3020060171申请人中国核电工程有限公司地址100840北京市海淀区西三环北路117号72发明人易璇霍小东杨海峰邵增74专利代理机构北京天悦专利代理事务所普通合伙11311代理人田明任晓航54发明名称一种溶液贮罐中中子毒物的布置结构57摘要本发明涉及后处理厂易裂变物质溶液贮罐中临界安全的控制技术，具体涉及一种溶液贮罐中中子毒物的布置结构，包括设置在溶液贮罐中的若干横截面为十字形的中子毒物体，每个。

2、中子毒物体沿溶液贮罐的高度方向延伸设置，彼此之间留有间隙，所述中子毒物体的外部为不锈钢包壳，不锈钢包壳内填充中子毒物。本发明的十字形中子毒物两翼位置为扁平结构，可以调整为最佳厚度，同时增加了与溶液的反应面积，中子吸收效应明显，且中子毒物与溶液隔离密封，避免了中子毒物有可能的流失。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图5页10申请公布号CN104143364ACN104143364A1/1页21一种溶液贮罐中中子毒物的布置结构，其特征在于包括设置在溶液贮罐中的若干横截面为十字形的中子毒物体，每个中子毒物体沿溶液贮。

3、罐的高度方向延伸设置，彼此之间留有间隙，所述中子毒物体的外部为不锈钢包壳，不锈钢包壳内填充中子毒物。2如权利要求1所述的溶液贮罐中中子毒物的布置结构，其特征在于中子毒物完全包覆在不锈钢包壳中，与溶液完全隔离，溶液装载在中子毒物以外的空间中。3如权利要求1或2所述的溶液贮罐中中子毒物的布置结构，其特征在于中子毒物内部包含使中子慢化而使吸收效果更好的慢化剂材料。4如权利要求1所述的溶液贮罐中中子毒物的布置结构，其特征在于在溶液贮罐的内部边缘位置设置若干横截面为T形或L形的中子毒物体，用以适应溶液贮罐的圆周形状。权利要求书CN104143364A1/3页3一种溶液贮罐中中子毒物的布置结构技术领域00。

4、01本发明涉及后处理厂易裂变物质溶液贮罐中临界安全的控制技术，具体涉及一种溶液贮罐中中子毒物的布置结构。背景技术0002我国核燃料循环的政策采取闭合的核燃料循环方式，对于从堆内卸出的乏燃料送入后处理厂，将铀、钚从乏燃料中分离再利用。世界上主要的后处理工艺采用湿法工艺对乏燃料进行后处理，例如普雷克斯法，将硝酸或有机溶剂当做化学试剂改变核燃料的物理和化学形态，并将铀钚与裂变产物等核素进行分离再利用，称之为化学处理过程。0003在上述的化学处理过程中，将出现很多用贮罐将溶液进行贮存的情况，而在大型乏燃料后处理厂中为了适应较高处理能力和处理量的要求，贮罐的容积可能变得很大，以往的采取适用于整个浓度范围。

5、的几何控制，即仅采用几何形状设计保证临界安全的做法不能达到要求，因此通常还采取其他的临界安全控制方式来保证设备的次临界安全，添加中子毒物是其中一种较为常用的方法。发明内容0004本发明的目的是提供了一种溶液贮罐中中子毒物的布置方式，用以保证贮罐在盛装一定量的易裂变物质溶液时可以满足临界安全的要求。0005本发明的技术方案如下一种溶液贮罐中中子毒物的布置结构，包括设置在溶液贮罐中的若干横截面为十字形的中子毒物体，每个中子毒物体沿溶液贮罐的高度方向延伸设置，彼此之间留有间隙，所述中子毒物体的外部为不锈钢包壳，不锈钢包壳内填充中子毒物。0006进一步，如上所述的溶液贮罐中中子毒物的布置结构，其中，中。

6、子毒物完全包覆在不锈钢包壳中，与溶液完全隔离，溶液装载在中子毒物以外的空间中。0007进一步，如上所述的溶液贮罐中中子毒物的布置结构，其中，中子毒物内部包含使中子慢化而使吸收效果更好的慢化剂材料。0008进一步，如上所述的溶液贮罐中中子毒物的布置结构，其中，在溶液贮罐的内部边缘位置设置若干横截面为T形或L形的中子毒物体，用以适应溶液贮罐的圆周形状。0009本发明的有益效果如下本发明在易裂变物质溶液的贮罐中加入一种横截面为十字形并且带有包覆层的中子毒物结构，中子毒物的类型可以有多种选择，十字形的中子毒物的尺寸也可以根据贮罐设计的有效容积变化。由于十字形中子毒物两翼位置为扁平结构，可以调整为最佳厚。

7、度，同时增加了与溶液的反应面积，中子吸收效应明显，且中子毒物与溶液隔离密封，避免了中子毒物有可能的流失。附图说明0010图1为十字形中子毒物结构示意图；说明书CN104143364A2/3页40011图2为含慢化剂的十字形中子毒物结构示意图；0012图3为一种布置十字形中子毒物的溶液贮罐的横截面示意图；0013图4为一种布置十字形中子毒物的溶液贮罐的纵截面示意图；0014图5为另一种布置十字形中子毒物的溶液贮罐的横截面示意图；0015图6为实施例中一种十字形中子毒物的布置示意图；0016图7为实施例中另一种十字形中子毒物的布置示意图。具体实施方式0017下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描。

8、述。0018本发明所提供的十字形中子毒物体的基本结构如图1所示，在中子毒物2外包覆不锈钢包壳1，用以防止中子毒物与溶液贮罐中的溶液直接接触。该基本结构的十字形两翼的宽度、长度和高度的尺寸可根据实际情况进行调整。根据所贮存溶液性质的不同，若该溶液特性之一，中子能谱较硬，则可以在十字形中子毒物中设置慢化剂，例如聚乙烯材料，可以使中子慢化而使吸收效果更好，基本结构如图2所示，慢化剂3外布置中子毒物2，中子毒物2外包覆不锈钢包壳1。0019本发明在圆柱形的溶液贮罐中布置该种形状的中子毒物，十字形中子毒物结构的两翼的宽度和长度、十字形中子毒物在溶液贮罐中的间距、十字形中子毒物基本结构的数量等参数可以通过。

9、临界安全分析计算进行优化，十字形中子毒物结构的高度根据其外溶液贮罐的高度进行调整。如图3和图5分别显示了同一尺寸的圆柱形溶液贮罐布置不同数量和大小的十字形中子毒物后的溶液贮罐的横截面。图3使用了中子毒物的结构较大，数量较少的布置方式，图5使用了中子毒物的数量较多，布置更密集的方式。如图3和5中所示，在溶液贮罐的边缘位置可能布置一些经过变形的如T字型和L字型的中子毒物结构，以满足圆柱形贮罐的圆周形状要求。图中的5标示位置为贮罐中盛装的溶液，图中的1表示包裹中子毒物的不锈钢包壳，图中的1表示填充在内的中子毒物，图中的4表示圆柱形溶液贮罐的容器壁。0020图4显示了图3中A截面处的纵截面图，图中1所。

10、示为包覆的不锈钢包壳，2所示为中子毒物，5所示的空间处为贮存溶液的空间，6为为了防止溶液发生沉淀而设置的通入空气的搅浑管，7为为了对贮存的溶液进行冷却而设置的冷却水管线。0021由于中子毒物的尺寸可以根据临界计算的结果进行调整，以满足最佳的中子毒物的吸收效果，因此以溶液贮存容量59M3，溶液贮罐外直径为28M，溶液贮存高度3M，中子毒物材料为碳化硼，装载的溶液为含40G/L的硝酸钚和10G/L的硝酸铀酰混合溶液等为不变的参数，模拟计算了两种不同十字形毒物尺寸和布置数量的模型，如图6所示，十字形中子毒物的宽度为8CM，长度为38CM，溶液贮罐计算得到的反应性KEFF为09916，如图7所示，十字。

11、形中子毒物的宽度为2CM，长度为256CM，溶液贮罐计算得到的反应性KEFF为07293。因此经过优化后的布置如图7可以满足临界安全的要求。0022实施上述中子毒物布置的溶液贮罐反应性将得到控制，十字形中子毒物两翼位置为扁平结构，可以调整为最佳厚度，同时增加与溶液的反应面积，中子吸收效应明显，且中子毒物与溶液隔离密封，避免了中子毒物有可能的流失。0023显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精说明书CN104143364A3/3页5神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。说明书CN104143364A1/5页6图1图2说明书附图CN104143364A2/5页7图3说明书附图CN104143364A3/5页8图4说明书附图CN104143364A4/5页9图5说明书附图CN104143364A5/5页10图6图7说明书附图CN104143364A10。