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TWI500043B - 燃料儲存用支架系統及總成 - Google Patents

燃料儲存用支架系統及總成 Download PDF

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Publication number
TWI500043B
TWI500043B TW099129246A TW99129246A TWI500043B TW I500043 B TWI500043 B TW I500043B TW 099129246 A TW099129246 A TW 099129246A TW 99129246 A TW99129246 A TW 99129246A TW I500043 B TWI500043 B TW I500043B
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TW
Taiwan
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assembly
frame
bracket
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shield
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Application number
TW099129246A
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English (en)
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TW201120911A (en
Inventor
Ian Mcinnes
William Bracey
Robert L Grubb
Jayant R Bondre
Miguel Manrique
Prakash Narayanan
Raheel Haroon
Peter Shih
Original Assignee
Areva Inc
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Publication date
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Publication of TW201120911A publication Critical patent/TW201120911A/zh
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/02—Details of handling arrangements
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    • G—PHYSICS
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    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
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    • G—PHYSICS
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Description

燃料儲存用支架系統及總成 相關申請案之交互參照
本發明主張2009年8月31日申請之美國暫時專利申請案第61/238590號，及2009年11月12日申請之美國暫時專利申請案第61/260719號之優先權，其揭露內容因此特別地加入作為參考。
本發明係有關於一種燃料儲存用支架系統及總成。
 背景
支架通常被用以將新鮮(新)核子燃料總成及用過(照射過)核子燃料總成儲存在核子反應器廠址，例如，在一乾儲存區域(用於新燃料總成)或在一用過燃料池區域(用於新及照射過燃料總成)。依據該核子反應器種類，該燃料池之尺寸通常是標準化的。
以前設計之支架總成對於有效地容納及儲存新及照射過燃料總成並不是最適當的，在這方面，以前設計之支架在製造上是複雜的，因為它們使用大量焊接點以產生框架總成。此外，以前設計之支架總成並未在該支架總成之各隔間之間提供一實質連續中子吸收屏蔽以減少臨界狀態(criticality)之風險。
因此，需要一種改良支架總成設計，其具有一有最少數目之焊接點之簡化設計，也具有一用以收納及容納多數獨立燃料總成之強固框架總成。此外，需要一改良支架總成設計，其具有一在該支架總成之各隔間之間之連續中子吸收屏蔽以改善臨界狀態控制。
 概要
這概要係用來以一簡化形式導入觀念之一選擇，該等觀念在以下詳細說明中再說明。這概要不是要確定所請求之標的物之關鍵特徵，也不是要用來協助決定所請求之標的物之範圍。
依據本發明之一實施例，提供一種用於多數核子燃料總成之支架總成。該支架總成大致包括一框架總成及一容器總成，該容器總成包括多數設計成可容納多數獨立燃料總成之獨立燃料容器，其中該等獨立燃料容器被收納在該框架總成內且被該框架總成支持。該支架總成更包括一屏蔽總成，該屏蔽總成包括一內屏蔽總成及一外屏蔽總成之至少一者，該內屏蔽總成包含一在該等獨立燃料容器之間的實質連續屏蔽，該外屏蔽總成包含一環繞該支架總成之外表面之至少一部份的實質連續屏蔽。
依據本發明之另一實施例，提供一種用於多數核子燃料總成之支架總成。該支架總成大致包括一框架總成及一容器總成，該框架總成包括頂與底框架部份及多數垂直框架支持物，該容器總成包括多數設計成可容納多數獨立燃料總成之獨立燃料容器，其中該等獨立燃料容器被收納在該框架總成之頂與底框架部份內且被該框架總成之頂與底框架部份支持。該支架總成更包括一屏蔽總成，該屏蔽總成包括一在該等獨立燃料容器之間的實質連續屏蔽，其中該屏蔽總成被該框架總成支持。
依據本發明之另一實施例，提供一種用於多數核子燃料總成之支架總成。該支架總成大致包括一框架總成及一容器總成，該框架總成包括頂與底框架部份及多數結構支持格柵，該容器總成包括多數設計成可容納多數獨立燃料總成之獨立燃料容器，其中該等獨立燃料容器被收納在該框架總成內且被該框架總成支持。該支架總成更包括一屏蔽總成，該屏蔽總成包括一在該等獨立燃料容器之間的實質連續屏蔽，其中該屏蔽總成被該容器總成支持。
依據本發明之另一實施例，提供一種用於多數核子燃料總成之支架儲存系統。該支架儲存系統大致包括第一與第二支架總成，該等第一與第二支架總成各包含一框架總成、一容器總成、及一屏蔽總成，該容器總成包括多數設計成可容納多數獨立燃料總成之獨立燃料容器，其中該等獨立燃料容器被收納在該框架總成內且被該框架總成支持，該屏蔽總成包括一在該等獨立燃料容器之間的實質連續屏蔽。
依據本發明之另一實施例，提供一種用於多數核子燃料總成之支架儲存系統。該支架儲存系統大致包括至少一第一支架總成，該第一支架總成包含一框架總成、一容器總成、及一屏蔽總成，該容器總成包括多數設計成可容納多數獨立燃料總成之獨立燃料容器，其中該等獨立燃料容器被收納在該框架總成內且被該框架總成支持，該屏蔽總成包括一在該等獨立燃料容器之間的實質連續屏蔽。該支架儲存系統更包括至少一第二支架總成，該第二支架總成包含一框架總成及一容器總成，該容器總成包括多數設計成可容納多數獨立燃料總成之獨立燃料容器，其中該第二支架總成不包括一屏蔽總成。
依據本發明之另一實施例，該支架總成之屏蔽總成包括一用於臨界狀態控制之中子屏蔽材料。
依據本發明之另一實施例，該支架總成之屏蔽總成包括選自於由碳化硼-鋁金屬基質複合材料、天然或濃化硼鋁合金、硼不鏽鋼合金、鋁護面碳化硼膠泥(cements)、由CERADYNE公司製造之BORAL中子吸收劑材料、鋁、及不鏽鋼構成之群的材料。
依據本發明之另一實施例，該支架總成之內屏蔽被該框架總成支持。
依據本發明之另一實施例，該支架總成之內屏蔽被該容器總成支持。
依據本發明之另一實施例，該支架總成之外屏蔽被該容器總成及該框架總成之至少一者支持。
依據本發明之另一實施例，該支架總成之內屏蔽包含多數沿該支架總成之x-與y-軸配置的交叉板。依據本發明之另一實施例，該等交叉內板構形成可在沒有實質中斷在該等獨立燃料容器之間之實質連續屏蔽的情形下互相接合。依據本發明之另一實施例，該等交叉內板具有用以互相接合之槽孔。
依據本發明之另一實施例，該內屏蔽總成包含在各獨立燃料容器之間的兩板。
依據本發明之另一實施例，該外屏蔽總成包含多數沿該支架總成之z-軸配置之板。
依據本發明之另一實施例，該外屏蔽總成被多數連接帶固定在該支架總成之z-軸中。
依據本發明之另一實施例，該框架總成包括第一與第二框架部份，該等第一與第二框架部份各包含多數用以收納多數獨立燃料容器之隔間，其中該第一框架部份與該第二框架部份分開一預定距離。
依據本發明之另一實施例，該框架總成包括一或多個在該等第一與第二框架部份中間的支持格柵。依據本發明之另一實施例，該等支持格柵具有多數孔，該等孔對齊在該等第一與第二框架部份中之該等多數隔間。
依據本發明之另一實施例，該等第一與第二框架部份包括多數在相鄰隔間之間用以收納該屏蔽總成之至少一部份的間隔室。
圖式簡單說明
由於本發明之前述特徵及許多附帶優點在配合該等添附圖式時參照以下詳細說明而更佳地了解，因此本發明之前述特徵及許多附帶優點將變成更容易明白，其中：第1圖是依據本發明之一實施例，一用過燃料池區域之支架儲存系統的俯視圖；第2圖是依據本發明之一實施例，用於第1圖之支架儲存系統中之一第一支架總成的立體圖；第3圖是第2圖之第一支架總成之一框架總成的立體圖；第4圖是第2圖之一第一支架總成的分解圖，包括一外屏蔽總成；第5圖是第2圖之第一支架總成之一內屏蔽總成的立體圖；第6圖是第5圖之內屏蔽總成之分解圖；第7圖是依據本發明之另一實施例，用於例如第1圖之支架儲存系統中之一第二支架總成的立體圖；第8圖是第7圖之第一支架總成之一框架總成的立體圖；第9圖是第7圖之一第一支架總成之分解圖，包括一外屏蔽總成；第10圖是依據本發明之另一實施例，用於第1圖之支架儲存系統中之一第一支架總成的立體圖；第11圖是第10圖之第一支架總成之一框架總成的立體圖；及第12圖是第10圖之一第一支架總成之分解圖。
 詳細說明
一依據本發明之一實施例構成之一用過燃料池區域的支架儲存系統10可以藉參照第1圖最佳地了解。該支架儲存系統10包括兩用以收納各個第一與第二支架總成20與120之區域(請參見第2與5圖)，即區域1及區域2。
設計成用於區域1中之第一支架總成20大致包括多數構形成用以固持例如新鮮核子燃料總成之高反應性核子燃料總成的隔間，設計成用於區域2中之第二支架總成120大致包括多數更靠近在一起用以固持例如用過核子燃料總成之低反應性核子燃料總成的隔間。第一支架總成20隔間之尺寸通常大於第二支架總成120隔間，因為區域1支架總成20設計成可容納在區域2支架總成120中不需要之中子屏蔽材料。但是，在此應了解的是如果較小區域2支架總成120構形成一西洋棋盤構形，亦可固持新鮮燃料，使得新鮮燃料總成不是被容納在相鄰隔間中。
在此應了解的是在說明書中使用之界定該等支架總成20與120之方位的用語，例如，“頂”、“底”、“垂直”、及“水平”等不是要成為限制。這些用語是用來簡化所示支架總成之說明；在此應了解的是該等支架總成可以除了所示方位以外之其他方位使用。
雖然在第1圖中該支架儲存系統10是以一用過燃料池區域之一特定構形顯示，但是在此應了解的是其他支架儲存系統、尺寸及構形亦在本發明之範疇內。例如，適當系統亦可構形成用於一具有與一用過燃料池區域不同之系統構形的乾儲存區域。此外，獨立支架總成20與120可構形成具有各種數目之隔間，作為非限制例，在第1圖之所示實施例中，該第二支架總成120顯示為具有9×10、8×8、及7×10隔間構形。
以下將參照第2-6圖更詳細地說明一設計成用於區域1中之第一支架總成20，且以下將參照第7-9圖更詳細地說明一設計成用於區域2中之第二支架總成120。
請參閱第2-4圖，該第一支架總成20包括一框架總成22(請特別參見該框架總成22之一骨架圖的第3圖)，一容器總成24及一屏蔽總成。該容器總成24包括多數用於以一所需位向收納多數核子燃料總成(圖未示)且互相分開之顯示為多數管的獨立燃料容器26，該屏蔽總成包括一內屏蔽總成28及一外屏蔽總成32之至少一者以維持在該支架總成20內及在該支架儲存系統10內之臨界狀態控制。
請參閱第3圖，以下將更詳細地說明該框架總成22。該框架總成22提供一用於容納該容器總成24之框架(請參見第4圖)，在所示實施例中，該框架總成22是一外框架總成22，其中它的組件主要定位在該支架總成20之外表面上。相反地，該容器總成24主要在該支架總成30之內部。作為非限制例，該框架總成22之組件可由如鋁、不鏽鋼、及其合金等金屬構成。
該框架總成22包括第一與第二框架部份40與42，其中第一與第二框架部份40與42各包括多數格柵結構，該等格柵結構具有多數界定各個多數隔間44與46之孔。該等第一與第二框架部份40與42兩者構形成用以收納及支持該等獨立燃料容器26之第一與第二端部62與64(請參見第4圖)，在這方面，該等第一與第二框架部份40與42保持該等獨立燃料容器26於一格柵方位中且因此保持在該等獨立燃料容器26之間的適當間距。在所示實施例中，該第一框架部份40是一頂框架部份，且該第二框架部份42是一底框架部份。
作為一非限制例，在所示實施例中之第一與第二框架部份40與42具有類似於一界定各個多數不同隔間44與46之蛋架設計的格柵結構。該等蛋架設計如以下更詳細說明地構形成在與一內屏蔽總成28一起使用時可堆疊，但是，在此應了解的是其他設計亦在本發明之範疇內。
在此應了解的是該第二框架部份42可構形成具有多數由一第一橫截面積漸縮至一較小第二橫截面積的隔間46。由於這種漸縮橫截面積，燃料總成(圖未示)或它們的容器26無法被移除或無法通過該第二框架部份42中之隔間46掉落。另一方面，在該第一框架部份40中之隔間44可具有一固定之橫截面積，使得燃料總成(圖未示)可以輕易地被插入及/或由該等隔間44移除。在此應了解的是該等容器26及各個第一與第二框架部份40與42之隔間44與46通常具有開口端，使得當該支架總成20在一用過燃料池區域中時，水可自由地流經該等容器26。
如在第3與4圖之所示實施例中所見，該等第一與第二框架部份40與42之不同隔間44與46被多數間隔室48圍繞，該等間隔室48容許在該等新鮮燃料總成之間存在適當間距以防止臨界狀態。該等第一與第二框架部份40與42之間隔室48可更收納及支持該內屏蔽總成28之多數內屏蔽板30，使得該內屏蔽總成28被該框架總成22支持。在這方面，內屏蔽板30之至少一部份可以定位成與該等第一與第二框架部份40與42之間隔室48接合，以形成該等獨立燃料容器26之多數不同且受屏蔽之縱向隔間。該受屏蔽縱向隔間可由該第一框架部份40至該第二框架部份42延伸該第一支架總成20之長度(請參見第4圖)。該等內屏蔽板30之性質及在該等間隔室48中且在該等第一與第二框架部份40與42之間延伸之該等內屏蔽板30之構形將在以下更詳細地說明。
該框架總成22更包括多數縱向地延伸在該等第一與第二框架部份40與42之間的框架支持物50，該等框架支持物50容許第一與第二框架部份40與42可互相分開一預定距離。在所示實施例中，該等框架支持物50在該支架總成20之四個角落邊緣之各角落邊緣處，垂直地延伸在第一(頂)與第二(底)框架部份40與42之間。在這方面，該框架支持物50之一第一端52與該第一框架部份40聯結且該框架支持物50之一第二端54與該第二框架部份42聯結。但是，在此應了解的是其他適當框架支持物構形亦在本發明之範疇內。例如，該等框架支持物不必是角落支持物，且可沿該支架總成20之側邊延伸在該等第一與第二框架部份40與42之間，並且不必在該等角落邊緣處。
此外，該框架總成22包括延伸在相鄰框架支持物50之間的連接帶60，該等連接帶60對該支架總成20提供補強，但在該框架總成22之整個製造中要求最少焊接或連接點。在所示實施例中，該等帶60水平地延伸在相鄰垂直框架支持物50之間，但是，在此應了解的是其他適當帶構形亦在本發明之範疇內。例如，多數適當帶可由一第一框架支持物50之第一端52(例如，頂端)交叉地延伸至一第二框架支持物50之第二端54(例如，底端)。使用這些帶60之好處是可改善該框架總成22及整體支架總成20之完整性，以及可支持且固定該外屏蔽總成32，使得多數外屏蔽板34可如下更詳細說明地定位成封圍該第一支架總成20之外壁。
請參閱第4圖，以下將更詳細說明包括多數獨立燃料容器26之容器總成24。這些獨立燃料容器26被設計成可將該等獨立燃料總成(圖未示)固持在該第一支架總成20中。如第4圖中所見，該等獨立燃料容器26構形成可被插入該第一框架部份40之獨立隔間44且延伸至在該第二框架部份42中之獨立隔間46。在所示實施例中，該等獨立燃料容器26為具有一正方形橫截面形狀之管狀。但是，在此應了解的是具有包括但不限於圓形、橢圓形或多邊形等其他橫截面形狀的其他管狀容器亦在本發明之範疇內。
在所示實施例中，該等獨立燃料容器26構形成可延伸該總成20之全高度，使得該容器26之一第一端62被該第一框架部份40之第一隔間44收納且該容器之一第二端64被該第二框架部份42之第二隔間46收納。藉延伸該總成20之全高度，該等獨立燃料容器26可在除了該等第一與第二框架部份40與42及該等框架支持物50以外不需要另外之框架支持構件的情形下，被容納在該框架總成22中。使用這構造，該支架總成20依靠該等獨立燃料容器26之剛性結構性地補助該框架總成22。
作為非限制例，該等獨立燃料容器26可以由如鋁、不鏽鋼及其合金等金屬構成。在一實施例中，該等獨立燃料容器26由擠製鋁製成。在另一實施例中，藉將多數獨立板焊接在一起，製造該等獨立燃料容器26。在所示實施例中，藉被收納在該等第一與第二框架部份40與42中之對應獨立隔間中，該等獨立燃料容器26被保持於一實質垂直位向中。但是，在此應了解的是例如一水平位向等其他位向亦在本發明之範疇內。
請參閱第4圖，以下將更詳細地說明該屏蔽總成。該屏蔽總成大致包括一內屏蔽總成28及一外屏蔽總成32，在第2-6圖之所示實施例中，該內屏蔽總成28包括多數內屏蔽板30，且該外屏蔽總成32包括多數外屏蔽板34。適當屏蔽板，內屏蔽板30或外屏蔽板32，可以是用於臨界狀態控制之中子屏蔽及/或中子吸收材料。適當示範性材料包括但不限於碳化硼-鋁金屬基質複合材料、天然或濃化硼鋁合金、硼不鏽鋼合金、鋁護面碳化硼膠泥(cements)、由CERADYNE公司製造之BORAL中子吸收劑材料、鋁、不鏽鋼、及其他類似材料。
如上所述，在該等第一與第二框架部份40與42中之間隔室48構形成可收納及/或接合該等內屏蔽板30。在所示實施例中，該等內板30沿該總成20之各個x-軸與y-軸實質水平地延伸通過該總成以對齊在該等第一與第二框架部份40與42中之間隔室48。這些屏蔽板在該支架總成120之各獨立燃料容器26之間產生一屏蔽以達臨界狀態控制之目的。
以下請參閱第5與6圖，將更詳細地說明該內屏蔽總成28。在這方面，以下將說明相鄰水平x-與y-軸內板30之交叉。x-軸內板被標示為30a，且y-軸內板被標示為30b。交叉之x-與y-軸內板30a與30b構形成可互相接合以在獨立燃料容器26之間提供一連續屏蔽。在所示實施例中，該等內板30a與30b包括槽孔66a與66b，使得垂直定向之內板30a與30b可在其各個槽孔66a與66b處接合且互相上下堆疊以在該等水平z-與y-軸上提供實質連續屏蔽。此外，該等板格柵構形成可互相上下堆疊以沿該垂直z-軸提供一實質連續屏蔽。這堆疊導致一在獨立燃料容器26之間的實質連續屏蔽，以有效地吸收中子及防止臨界狀態。
在所示實施例中，該內屏蔽總成28包括用以增加屏蔽之兩板。在這方面，該等內屏蔽板30a與30b各具有兩層屏蔽材料，該等層互相分開一預定距離。這距離可以是與在該等第一與第二框架部份40與42中之間隔室48之寬度相同的寬度。
在以前設計之支架中，該等獨立屏蔽板剛性地連接或固結於該等獨立燃料容器之側邊的一部份。例如，請參見頒發給Porowski之美國專利第5,361,281號，且其揭露內容特別被加入作為參考。因為該等屏蔽板僅剛性地連接於該等獨立燃料容器之側邊的一部份，所以不可能類似於由本發明之交叉與堆疊之內板30所提供之屏蔽地提供一連續屏蔽。雖然這些剛性連接之板提供某些中子屏蔽保護，但是以前設計之板未提供一用以有效防止在該支架總成中之臨界狀態的連續屏蔽。
除了內板30以外，一包括多數外屏蔽板34之外屏蔽總成32亦可定位在該支架總成20之外周邊四週以強化臨界狀態性質。在所示實施例中，該等外屏蔽板34沿該支架總成20之外周邊被定位於一實質垂直位向。在一實施例中，該等外板34包括用於臨界狀態控制之中子屏蔽及/或中子吸收材料。
在此應了解的是，在一實施例中，該等外板34設計成可由該第一框架部份40至該第二框架部份42延伸該總成20之全高度。但是，它們的寬度可依據該支架總成20之製造參數變化。此外，在此應了解的是該等外板34可類似於該等內板30地具有兩層屏蔽材料。
請回到第1圖，所示實施例顯示一包括第一與第二支架總成20(區域1)與120(區域2)之用過燃料池區域的支架儲存系統。當一區域1總成20之一側面向該燃料池之一壁W時，因為在該池壁W處不需要中子屏蔽，該總成20可構形成在面向該池壁W之側上沒有一外板34。
請參閱第4圖，藉被容納在該等第一與第二框架部份40與42之外壁之間且該等獨立燃料容器26沿該支架總成20之外周緣定位，該等外板34與該等獨立燃料容器26可保持在它們的實質垂直位向上。依此方式，該等外板34可至少由該第一框架部份40延伸至該第二框架部份42，使得該外板34之第一端70可被收納在一隔間44與該第一框架部份40內且該外板34之第二端72可被收納在該第二框架部份40一隔間46內。如上所述，多數連接帶60連接於該等框架支持物50以將該等外板34固持定位。在所述實施例中，該等連接帶60水平地定向於相鄰框架支持物50之間。
利用連接帶60及第一與第二框架部份40與42來將該等獨立燃料容器26及外板34固持定位，該支架總成20具有強大框架總成22完整性，但可以最少焊接點製造。
仍請參閱第4圖，顯示該支架總成20之底座78及腳部80。該等腳部80設計成可調整以配合一不平坦站立表面，例如，在該支架總成20可站立於其上之池的底部上。
請參閱第7-12圖，顯示支架總成之其他實施例。請參閱第7-9圖，顯示一設計用於區域2之一支架總成120之實施例。這實施例實質上類似於上述實施例20。但是，在這實施例中，第一與第二框架部份140與142在界定獨立隔間144與146之第一與第二框架部份140與142之壁之間未構形成具有多數間隔室。此外，此實施例之支架總成120不包括一內屏蔽總成。
即使該支架總成120不包括一內屏蔽總成，它亦可類似於該區域1支架總成20地包括一外屏蔽總成。在這方面，該區域2支架總成120可包括多數定位在該總成120之外周邊四週的外板134以強化臨界狀態性質。請回到第1圖，所示實施例顯示在該池構形中之獨立支架總成20(區域1)及120(區域2)。類似於區域1總成20地，在面向該等池壁W之側邊上，區域2總成120不需要一外板。
請參閱第10-12圖，顯示設計成用於區域1之一支架總成220的另一實施例。類似於該支架總成120地，這實施例亦實質類似於上述實施例20。但是，在這實施例中，該支架總成220之框架總成222包括多數支持格柵290以提供強化結構支持，例如，以承受一地震事件(請參見第11圖)。此外，該內屏蔽總成不是一如第2-6圖所示之支架總成20中所見之孤立系統。相反地，藉被固定於該等獨立燃料容器226之表面，該內屏蔽總成被加入該容器總成中。
請參閱第11與12圖，該等支持格柵290與在該等第一與第二框架部份240與242中間之框架支持物250聯結。在所示實施例中，所顯示的是三個支持格柵290；但是，在此應了解的是任何數目之支持格柵290均在本發明之範疇內。各支持格柵290構形成具有多數產生多數孔294之x-軸與z-軸分隔器292，多數適當分隔器292可以是圓形、正方形、矩形實心或中空、或任何其他適當構形。該等孔294對齊在該等第一與第二框架部份240與242中之隔間244與246，以將該等燃料容器226固持定位。由於這對齊，該等支持格柵290提供對該框架總成之強化結構支持。詳而言之，該等支持格柵290設計成例如，在一地震事件時，接受來自該等容器226之負載。
因為該等支持格柵290不容許一如第2-6圖之所示實施例中所見之實質連續內屏蔽總成，所以該內屏蔽總成被加入該等容器220，使得該內屏蔽總成被該容器總成支持。在這方面，各容器226在所有表面上包括屏蔽材料，產生一環繞該等容器226之連續內屏蔽總成。因此，因為在相鄰容器226之相鄰表面上有屏蔽材料，所以類似於第2-6圖之所示實施例地，在相鄰燃料容器226之間有一雙層屏蔽材料。
類似於其他實施例，該支架總成220可更包括多數定位在該支架總成220之外周邊四週以強化臨界狀態性質的外板(圖未示)。此外，在由該容器總成面向外之容器226的表面，該支架總成220具有一層屏蔽材料。因此，該外屏蔽總成可被該容器總成或該框架總成或兩者支持。
雖然已顯示與說明了數個說明性實施例，但是在此應了解的是在不偏離本發明之精神與範疇之情形下可進行各種改變。
10．．．支架儲存系統
20．．．第一支架總成
22．．．框架總成
24．．．容器總成
26．．．獨立燃料容器
28．．．內屏蔽總成
30．．．內屏蔽板
30a．．．x-軸內板
30b．．．y-軸內板
32．．．外屏蔽總成
34．．．外屏蔽板
40．．．第一框架部份
42．．．第二框架部份
44,46．．．隔間
48．．．間隔室
50．．．框架支持物
52．．．第一端
54．．．第二端
60．．．連接帶
62．．．第一端部
64．．．第二端部
66a,66b．．．槽孔
78．．．底座
80．．．腳部
120．．．第二支架總成
134．．．外板
140．．．第一框架部份
142．．．第二框架部份
144,146．．．隔間
220．．．支架總成
222．．．框架總成
226．．．燃料容器
240．．．第一框架部份
242．．．第二框架部份
244,246．．．隔間
250．．．框架支持物
290．．．支持格柵
292．．．分隔器
294．．．孔
W．．．壁
第1圖是依據本發明之一實施例，一用過燃料池區域之支架儲存系統的俯視圖；
第2圖是依據本發明之一實施例，用於第1圖之支架儲存系統中之一第一支架總成的立體圖；
第3圖是第2圖之第一支架總成之一框架總成的立體圖；
第4圖是第2圖之一第一支架總成的分解圖，包括一外屏蔽總成；
第5圖是第2圖之第一支架總成之一內屏蔽總成的立體圖；
第6圖是第5圖之內屏蔽總成之分解圖；
第7圖是依據本發明之另一實施例，用於例如第1圖之支架儲存系統中之一第二支架總成的立體圖；
第8圖是第7圖之第一支架總成之一框架總成的立體圖；
第9圖是第7圖之一第一支架總成之分解圖，包括一外屏蔽總成；
第10圖是依據本發明之另一實施例，用於第1圖之支架儲存系統中之一第一支架總成的立體圖；
第11圖是第10圖之第一支架總成之一框架總成的立體圖；及
第12圖是第10圖之一第一支架總成之分解圖。
10．．．支架儲存系統
20．．．第一支架總成
120．．．第二支架總成

Claims (20)

  1. 一種用於多數核子燃料總成之支架總成，該支架總成包含：(a)一框架總成，包括第一與第二框架部分及多數垂直框架支持物，其中該第一框架部分係以一預定距離與該第二框架部分相隔開，該等第一與第二框架部分各具有多數孔而該等孔界定出多數隔間(compartments)，其中該第二框架部分具有一漸縮橫截面積於各隔間中；(b)一容器總成，包括係設計成可容納多數獨立(individual)燃料總成之多數獨立燃料容器，其中該等獨立燃料容器被收納在該框架總成內且被該框架總成所支持；及(c)一屏蔽總成，包括一內屏蔽總成及一外屏蔽總成中之至少一者，該內屏蔽總成包含一在該等獨立燃料容器之間的實質連續屏蔽，該外屏蔽總成包含一環繞該支架總成之外表面之至少一部份的實質連續屏蔽。
  2. 如申請專利範圍第1項之支架總成，其中該屏蔽總成包括一用於臨界狀態控制之中子屏蔽材料。
  3. 如申請專利範圍第1項之支架總成，其中該屏蔽總成包括選自於由下列各者所構成之群的材料：碳化硼-鋁金屬基質複合材料、天然或濃化硼鋁合金、硼不鏽鋼合金、鋁包層碳化硼膠泥、BORAL®中子吸收劑材料、鋁、及不鏽鋼。
  4. 如申請專利範圍第1項之支架總成，其中該內屏蔽總成 被該框架總成所支持。
  5. 如申請專利範圍第1項之支架總成，其中該內屏蔽總成被該容器總成所支持。
  6. 如申請專利範圍第1項之支架總成，其中該外屏蔽總成被該容器總成及該框架總成中之至少一者所支持。
  7. 如申請專利範圍第1項之支架總成，其中該內屏蔽總成包含係沿該支架總成之x-與y-軸配置的多數交叉板。
  8. 如申請專利範圍第7項之支架總成，其中多數交叉內板構形成可在沒有實質中斷在該等獨立燃料容器之間之實質連續屏蔽的情形下互相接合。
  9. 如申請專利範圍第7項之支架總成，其中多數交叉內板具有用以互相接合之槽孔。
  10. 如申請專利範圍第1項之支架總成，其中該內屏蔽總成包含在各獨立燃料容器之間的兩板。
  11. 如申請專利範圍第1項之支架總成，其中該外屏蔽總成包含係沿該支架總成之z-軸配置之多數板。
  12. 如申請專利範圍第11項之支架總成，其中該外屏蔽總成被多數連接帶固定在該支架總成之z-軸中。
  13. 如申請專利範圍第1項之支架總成，其中該框架總成包括第一與第二框架部份，該等第一與第二框架部份各包含多數用以收納多數獨立燃料容器之隔間，其中該第一框架部份與該第二框架部份分開一預定距離。
  14. 如申請專利範圍第13項之支架總成，其中該框架總成包括係居中於該等第一與第二框架部份的一或多個支持 格柵。
  15. 如申請專利範圍第14項之支架總成，其中該等支持格柵具有多數孔，該等孔對齊在該等第一與第二框架部份中之該等多數隔間。
  16. 如申請專利範圍第13項之支架總成，其中該等第一與第二框架部份包括在相鄰隔間之間的多數間隔室，用以收納該屏蔽總成之至少一部份。
  17. 一種用於多數核子燃料總成之支架總成，該支架總成包含：(a)一框架總成，包括頂與底框架部份及多數垂直框架支持物，其中該頂框架部分係以一預定距離與該底框架部分相隔開，該等頂與底框架部分具有多數孔，而該等孔界定出多數隔間以及在相鄰隔間之間的多數間隔室(gap cells)，其中該底框架部分具有一漸縮橫截面積於各隔間中；(b)一容器總成，包括係設計成可容納多數獨立燃料總成之多數獨立燃料容器，其中該等獨立燃料容器被收納在該框架總成之頂與底框架部份內且被該框架總成之頂與底框架部份所支持；及(c)一屏蔽總成，包括一在該等獨立燃料容器之間的實質連續屏蔽，其中該屏蔽總成被收納在由該等間隔室所界定的間距(spacing)內。
  18. 一種用於多數核子燃料總成之支架總成，該支架總成包含： (a)一框架總成，包括頂與底框架部份，及居中於該等頂與底框架部份的多數結構支持格柵，其中該頂框架部分係以一預定距離與該底框架部分相隔開，該等頂與底框架部分及該等多數結構支持格柵各具有多數孔，而該等孔界定出多數隔間，其中該底框架部分具有一漸縮橫截面積於各隔間中；(b)一容器總成，包括係設計成可容納多數獨立燃料總成之多數獨立燃料容器，其中該等獨立燃料容器被收納在該框架總成內且被該框架總成所支持；及(c)一屏蔽總成，包括一在該等獨立燃料容器之間的實質連續屏蔽，其中該屏蔽總成被該容器總成支持。
  19. 一種支架儲存系統，包含：第一與第二支架總成，該等第一與第二支架總成各包含一框架總成、一容器總成、及一屏蔽總成；該框架總成包括第一與第二框架部分及多數垂直框架支持物，其中該第一框架部分係以一預定距離與該第二框架部分相隔開，該等第一與第二框架部分各具有多數孔而該等孔界定出多數隔間，其中該第二框架部分具有一漸縮橫截面積於各隔間中；該容器總成包括係設計成可容納多數獨立燃料總成之多數獨立燃料容器，其中該等獨立燃料容器被收納在該框架總成內且被該框架總成所支持；以及該屏蔽總成包括一在該等獨立燃料容器之間的實質連續屏蔽；其中該等框架總成中之至少一者界定出多數隔間以及在相鄰隔間之間的多數間隔室，且其中 該屏蔽總成中之至少一部分被收納在由該框架總成之該等間隔室所界定出的間距內。
  20. 一種支架儲存系統，包含：(a)至少一第一支架總成，該第一支架總成包含一框架總成、一容器總成、及一屏蔽總成，該框架總成包括第一與第二框架部分及多數垂直框架支持物，其中該第一框架部分係以一預定距離與該第二框架部分相隔開，該等第一與第二框架部分各具有多數孔，而該等孔界定出多數隔間以及在相鄰隔間之間的多數間隔室，其中該第二框架部分具有一漸縮橫截面積於各隔間中，該容器總成包括係設計成可容納多數獨立燃料總成之多數獨立燃料容器，其中該等獨立燃料容器被收納在該框架總成內且被該框架總成所支持，該屏蔽總成包括一在該等獨立燃料容器之間的實質連續屏蔽，且被收納在由該框架總成之該等間隔室所界定的間距內；及(b)至少一第二支架總成，該第二支架總成包含一框架總成及一容器總成，該框架總成包括第一與第二框架部分及多數垂直框架支持物，其中該第一框架部分係以一預定距離與該第二框架部分相隔開，該等第一與第二框架部分各具有多數孔，而該等孔界定出多數隔間，其中該第二框架部分具有一漸縮橫截面積於各隔間中，該容器總成包括係設計成可容納多數獨立燃料總成之多數獨立燃料容器。
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