离堆贮存

乏燃料的离堆贮存技术主要分为干法贮存和湿式贮存。湿法贮存将乏燃料贮存在大的贮存水池中，靠池水来对乏燃料进行冷却。干法贮存将乏燃料贮存在空气或惰性气体氛围中，靠气体对流来对乏燃料进行冷却 。

离堆贮存湿式贮存

中试厂乏燃料离堆湿法贮存的乏燃料贮存厂房内设有2个乏燃料贮存水池，每个乏燃料贮存水池设有9*10乏燃料贮存格架12台。贮存水池内使用除盐水冷却乏燃料。乏燃料水池冷却以海水为最终热阱，按照三回路设计，包括乏燃料水池冷却系统，设备冷却水系统，重要厂用水系统等。厂房总体布置分为乏燃料贮存区、乏燃料装卸区、辅助系统区、人员工作区 。

离堆贮存干法贮存

在过去的几十年，燃料的干法贮存技术发展很快。对于压水堆乏燃料干法贮存比较常见的分类方法是分成贮存室贮存、金属容器贮存、混凝土容器贮存 。

金属容器贮存：金属容器最初主要用于乏燃料的运输，依靠厚壁金属来屏蔽乏燃料的辐射。可以用于乏燃料贮存的金属容器设计可分三类，第一类是容器专为贮存目的设计的；第二类，容器是运输和贮存兼用的；第三类，容器是运输、贮存和最终处置三用的 。

由于金属容器的造价比较昂贵（容量为19组乏燃料组件的金属贮存容器，单台造价约为2500万），为了降低干法贮存的费用，开发了混凝土容器贮存技术，使用混凝土来取代厚壁的金属屏蔽层，而大大降低了贮存费用。

混凝土容器贮存：混凝土容器贮存技术主要以NUHOMS和 HI-STORM贮存技术为典型代表。NUHOMS系统在混凝土水平贮存模块（HSM）中水平地干式贮存封装的乏燃料组件。NUHOMS系统利用转运设备将干式屏蔽罐从核电站燃料/反应堆厂房运到水平贮存模块贮存。转运系统包括转运容器、容器吊具、液压缸系统、牵引车、转运拖车、容器支撑滑架和滑架定位系统等。NUHOMS系统的辅助设备有转运容器/DSC环形密封圈、真空干NUHOMS系统通过热传导、辐射和自然对流将衰变热从乏燃料组件扩散到干式屏蔽罐（DSC），再从 DSC扩散到周围空气，最终扩散到环境中。

HI-STORM系统为垂直存放乏燃料的混凝土容器贮存系统。HI-STORM系统主要包括三部分：多功能吊篮（MPC）、贮存容器（HI-STORM）和转运容器（HI-TRAC）。MPC用于维持燃料组件的结构，并且构成乏燃料的包容边界。贮存容器为 MPC长期贮存过程中提供结构保护和辐射屏蔽。此外，转运容器为 MPC装料、卸料和转运过程提供结构保护和辐射屏蔽 。

贮存室贮存：贮存室贮存（VAULT）是由巨大的混凝土墙组成的贮存室，室内贮存乏燃料。贮存室本身很简单，其燃料接收和预处理装置，相对说来比较复杂。冷却系统分两类：即闭合回路和开式回路。对于闭合回路系统，通过人工或自然的对流使气流经燃料或燃料容器，然后通过热交换回流。开式回路系统包括一个诱发自然对流空气一次通过燃料容器外表面的排风烟囱，热能通过辐射、对流和传导从燃料流向容器壁 。

离堆贮存贮存方案比较

与压水堆乏燃料湿法贮存技术相比，干法贮存技术具有如下几方面的优点：1）在使用惰性气体作冷却剂时，可以很好的保护燃料和包壳；2）转运和贮存过程产生较低的辐射剂量，特别是在运行期间；3）运行和维修费用较低，采用自然对流冷却时，不需要鼓风机和电力供应；4）对抗事故的能力大大增加，特别是抵抗失水事故方面的能力显著提高，安全可靠性更高；5）易于退役；6）运行期间几乎不会产生放射性废物。符合废物最小化的理念要求。总之，与压水堆乏燃料湿法贮存技术相比，干法贮存技术具有模块化贮存、运行费用低、放射性废物产生少、抵抗事故能力更强等优点。近二十年以来，国外新建的压水堆乏燃料离堆贮存设施大部分采用干法贮存技术 。

根据我国核燃料后处理发展的现状，要离堆贮存核电站乏燃料组件，除核电现场厂址可建设离堆贮存设施外，中试厂（我国第一座动力堆乏燃料后处理中间试验工厂）乏燃料贮存水池扩建工程是唯一的选择 。

使用中试厂进行离堆贮存，需要对贮存水池设施从乏燃料的接收、卸料与贮存等全过程进行技术分析，还需要对水池冷却能力、净化能力、临界安全、辐射防护安全与结构承载能力等进行计算和校核 。

堆料机堆放散装物料有多种方法，如回转连续堆料法、回转步进堆料法、人字形大车连续堆料法、大车步进堆料法、大车横行堆料法。此外，圆形料场有其专用的圆形堆料机堆料工艺。

回转连续堆料法堆料时，悬臂回转连续运行，从左侧运行到右侧，然后大车向后步进一段距离，悬臂回转再从右侧运行到左侧，如此反复，直至物料堆完或达到堆场后侧边界。

回转步进堆料法（或称定点堆料）与回转连续堆料法类似，大车的运行相同，都是在悬臂回转最内侧或最外侧时大车向后步进一步，区别在于回转的运行不是连续的，而是等料堆堆到一定高度时，回转每次步进一个角度，直至臂架回转到达堆料内侧或外侧边界，大车再向后一步。如需要混匀效果时也可分层回转步进堆料（或称鱼鳞堆料）。

人字形大车连续堆料法，指堆料时大车先向前或向后连续运行，在料堆前后边界时大车再反方向连续运行，或回转步进一个角度后大车再反向连续运行，直至物料堆完或区域内物料达到预定堆料高度。这种堆料方式料堆截面形状为人字形，一般用于混矿工序。大车步进堆料法与大车连续堆料法类似，也是在大车前后边界处回转步进一个角度，大车再反向步进运行。与大车连续堆料法的区别在于大车运行时不连续，而是等料堆达到一定高度后，大车步进一定的距离，直至达到大车前后边界再回转（或大车回转联动）步进一步。

大车横行堆料法，首先将臂架回转到外侧做好第一个料堆，然后回转与大车连续联动运行，保持落料点沿着垂直于大车轨道的方向向内侧步进（或连续）移动，直至达到内侧边界，这时大车向后移动一个步进距离，然后回转与大车再联动运行，保持落料点沿着垂直于大车轨道的方向由内侧向外侧步进（或连续）移动，直至达到外侧边界。如此反复进行，直至物料堆完或达到大车后侧边界。

连续堆料法堆料更均匀，特别适于混料的情况，但是机构持续运行，比步进堆料法能耗高。而回转堆料法比大车堆料法节能，因为回转机构电机功率比大车机构的小得多。回转堆料法堆出的物料为弧形，特别适合回转式斗轮（堆）取料机取料，取料时在每堆物料起点和终点处效率也不降低。

综合比较，回转步进堆料法在节能、场地空间利用以及取料效率等方面均最优 。2100433B

堆料机高架型桥式皮带堆料机

如图1所示，高架型桥式皮带堆料机是将堆料皮带机装设在一个可以移动的桥架上，而这个桥架是横跨料堆的。在它的堆料皮带机上设有S型的卸料小车，与桥架的运动方向相反，使堆料机能在料堆的任何一点进行堆料。此类堆料机适用于梯形横截面的料堆，也可以进行波浪形或水平层状的料堆。

堆料机耙式堆料机

如图2所示，耙式堆料机又名链式耙，是一种既能堆料又能取料的设备，主要用于侧面堆料。有些链耙还能进行反转，即堆料时的回转方向与取料时相反，物料通过耙杆中的开孔送往下股链。耙式堆料机通过链式刮板中安装的堆料皮带和刮板联合作业，大大的提高了堆料能力。

堆料机顶部堆料的天桥皮带堆料机

如图3所示，顶部堆料的天桥皮带堆料机用于预均化堆厂设在厂房内的情况，通过厂房的屋顶将堆场进料主皮带机接到屋架上，与屋架上的天桥皮带机相连接。该堆料机所采用的设备较简单，只要在天桥皮带机上装一台S型皮带卸料车，就可以直接从天桥皮带上进行堆料。但是它只能作人字形或圆锥形料，如要采用波浪形堆料，就会使堆料设备结构复杂。它的另一个缺点是物料落差较大。因此，这种设备在水泥厂中较少采用。

堆料机回转式悬臂皮带堆料机

如图4所示，回转式悬臂皮带堆料机是预均化堆场中采用最广泛的侧面堆料的堆料机。它主要由两部分组成：一是连接在堆场进料主皮带机上的S型皮带卸料小车，其作用就是通过进料皮带的S形转折，将物料送到堆料皮带机上；二是由此横向伸到料堆上方的悬臂堆料皮带机。悬臂堆料皮带机可以是固定的，也可以是绕着中心轴转动的回转式悬臂皮带堆料机，其回转运动是通过电动机带动，能进行360回转。