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IAEA-CN-102/14 干式贮存技术：金属筒式、混凝土屏蔽（钢罐）模块式 和墓穴式选择的关键因素 摘要 当今乏燃料中间干式贮存发展的国际趋势是改进“推荐系统”的性能来适应乏燃料不断增加的燃耗、裂变同位素含量、衰变热和存储量。由于全球的反应堆水池各不相同且存在当地的特定局限性，推荐的方案也必须能应对各种不同的燃料设计。此外，进行临时存储冷却的乏燃料组件可能需要运往后处理设施或在直接处置前运往中间贮存设施，这就是为什么“推荐系统”的可重复、可运输性往往是业界或者有时是法律指定贮存系统的一项设计指标。本文从用户对技术选择导向的角度，介绍了阿海珐集团所开发案例的关键参数和原理。一旦在某个厂址有大量可利到的乏燃料组件，其中一些局限就会被突破。无进一步移动乏燃料的必要，这是可预见的。 1 介绍 确定后端政策是一个具有挑战性的难题，答案取决于一系列基本因素，比如：我们是谁？是电力生产者还是一个负责制定国家长期后端管理政策的机构？是短期还是长期目标？ 显然，决策者对于后端乏燃料处理的对策，确切的讲对中间存储的政策，会从许多方面来影响主题，势必将唤起人们的多样化选择或者组合选择。阿海珐集团的先进技术和解决方案全方位涵盖了中间存储的手段： ?池式存储及后处理、再循环以及长寿命锕系元素的固化; ?乏燃料干式贮存： -Cascad墓穴式； -两用（运输、储存）的TN24 TM系列金属贮存筒； -混凝土屏蔽焊接罐（NUHOMS）。 本文不对众所周知的综合、集成性后处理系统进行论述，而只专注于干式贮存。在简明扼要的介绍完各个系统的特点后，将对存储系统的选择方法以及推理过程进行详细讨论。我们的干式存储系统主要有以下特点： ?多重屏障； ?被动式冷却，燃料组件存储在惰性气体以及适宜的温度条件下，从而防止燃料棒包壳的退化； ?满足ICPR60以及所有适用规定条件下（包括恶劣天气条件和地震）的临界要求； ?操作安全； ?通过设计优化来满足未来退役需求； ?建造及营运都具备经济性。 由北约开发和建造的墓穴式系统就是一种很好的解决方案：其结合了非能动的安全性和直???的大容量，允许快速分摊燃料接收设备的费用。此外，其多功能的存储位置可以在一个设施里很容易地接受不同类型燃料或中、高放废物。这就是墓穴式系统通常是多种乏燃料长期干式中间集中式存储的首选方案。 当处在某个厂址上的ISFSI专门用于永久地多次存放时，这也是一个备选方案。在大多数情况下，乏燃料的产出方需要大的存储容量来不断装载多年。因此关键在于高度模块化。 此外，这种方案的前期资金成本的要求是最小的，所以对于选择要求折现率的投资者具有额外吸引力。而那些规模较小的模块则更容易紧跟后端政策的变化。 模块式分为两种：两用的TN24TM金属贮存筒和单、双用途的混凝土屏蔽焊接罐NUHOMS?。 这两种方案分别由COGEMA物流、TRANSNUCLEAR和FRAMATOME-ANP公司来运作，优势在于非常灵活并且适于不同燃料的装载。 在选择时考虑的因素： ?倾向于金属贮存筒： - 最少的配套设备； - 准备移动到最终/集中处置库、后处理或其他ISFSI； - 结构紧凑； - 容易重新排列； - 易于操作。 ?倾向于混凝土屏蔽罐系统： - 当初始数量充足时可以分散前期设备投入； - 显着的成本与屏蔽比较优势； - 罐子相对较轻，利于在当地生产。 因为不是永久性的，这两种方法牵涉到的运输要能为公众所接受，而运输许可涉及到国际准则、标准及方法。 2 CASCAD墓穴式系统 其设计由2部分组成：卸载单元和中间存储单元（如图1所示）。采用双道屏障来保证封闭边界： ?第一道屏障是罐子，在其中装有燃料组件。罐子是惰性、密封的，并进行了完整性检查; ?第二道屏障是用于放置罐子的封闭井。 玻璃罐：第一道屏障 井：第二道屏障 冷空气自然对流 空气入口 玻璃罐贮存井 烟囱 容器接收 井：第二道屏障 存储罐：第一道屏障 暂存架 卸载间 乏燃料贮存井 图1 2.1 卸载单元 该单元具有很大灵活性，能适应各种类型的钢筒、燃料组件以及高放废物。该单元是基于COGEMA期下阿格核电厂一期乏燃料干式装卸设施而设计的。自1986年运营以来，一期已经卸出了13000吨压水、沸水堆的铀燃料。 在处理单元中，将待储存之燃料插入到合适的罐中，而不论其尺寸或特性（残余热功率、富集度等）如何。中期贮存期过后，该单元也可以将燃料罐运出到最终目的地。该操作不再需要其他辅助装置。 2.2 中间存储模块 这些模块可以根据需要增加建造。用屏蔽转运设备或起重机将燃料罐子从卸载单元传输过来。燃料罐存储在混凝土结构中，这样就能防止人员或公众免受辐射，同时也使燃料免于外部事件（如地震、飞机坠毁爆炸等）的影响。 3 全球Cascad技术应用 3.1 参考设施：位于法国卡达拉舍的Cas