本發(fā)明涉及核燃料后處理廠溶解器的臨界安全控制技術(shù)，具體涉及一種離散式固體中子毒物布置的溶解器臨界安全控制方法。

背景技術(shù)：
乏燃料后處理是閉合核燃料循環(huán)的重要階段，工藝過程主要包括首端處理、化學分離和鈾、钚尾端。其中首端處理主要是對乏燃料組件進行切割、溶解、過濾、調(diào)料，為化學分離做準備。溶解器是后處理廠首端處理的一個關(guān)鍵工藝設備，其主要功能是溶解剪切成短段的乏燃料。目前國內(nèi)使用的批式溶解器能夠處理初始235U富集度3.3wt％、最高燃耗33000MWd/tU的動力堆乏燃料組件，處理量較小。在剪切過程中有剩余乏燃料組件殘段懸掛于剪切熱室中的情況出現(xiàn)，剩余的乏燃料組件殘段作為一個強輻射源，不僅會使剪切機精密部件、氣路管道、電纜等產(chǎn)生輻照損傷，意外跌落到溶解器增加投料量從而影響臨界安全，增加放射性氣體或氣溶膠的釋放從而影響通風系統(tǒng)，還影響剪切熱室的相關(guān)操作，如熱室檢修、吊籃轉(zhuǎn)移和包殼傾倒等。為解決上述問題，需要在現(xiàn)有溶解器的基礎上進行放大設計，實現(xiàn)溶解器每批的處理能力為一次完成一個乏燃料組件的溶解過程。將批式溶解器放大設計，不可避免地要增加溶解管的直徑，放大形成的批式溶解器，將不再具有幾何臨界安全性能。此外，為了處理更高初始富集度的核燃料組件，如初始235U富集度提高到4.45wt％甚至更高，核臨界安全問題也必須重新進行分析和研究，并選擇可靠的臨界安全控制手段來確保溶解器運行過程中始終處于次臨界安全狀態(tài)，這是需要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種離散式固體中子毒物布置的溶解器臨界安全控制方法，降低后處理廠關(guān)鍵工藝設備溶解器的系統(tǒng)反應性，在保證臨界安全的前提下，有效增加溶解器的處理量。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種離散式固體中子毒物布置的溶解器臨界安全控制方法，包括置于溶解器壁和大吊籃壁之間的溶解液中的若干根中子毒物棒，所述中子毒物棒包括毒物包殼和設置在毒物包殼內(nèi)的中子毒物，相鄰的中子毒物棒之間通過若干層緊固連接件進行連接。進一步，如上所述的離散式固體中子毒物布置的溶解器臨界安全控制方法，其中，所述的若干根中子毒物棒沿溶解器壁環(huán)向均勻設置，將大吊籃圍攏在中間，高度方向上能夠覆蓋大吊籃。進一步，如上所述的離散式固體中子毒物布置的溶解器臨界安全控制方法，其中，所述中子毒物為含較大中子吸收截面核素的物質(zhì)，所述核素包括釓、硼、銀、銦、鎘、鉿、鉭、銪等。進一步，如上所述的離散式固體中子毒物布置的溶解器臨界安全控制方法，其中，所述的中子毒物棒的毒物包殼為具有一定硬度、耐強酸溶解液腐蝕的結(jié)構(gòu)材料，所述材料包括各種不銹鋼、鈦合金以及其它可用合金等材料。進一步，如上所述的離散式固體中子毒物布置的溶解器臨界安全控制方法，其中，所述的中子毒物棒的毒物包殼和中子毒物之間留有空隙。本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明所提供的中子毒物采用棒狀結(jié)構(gòu)，并使用包殼進行封裝，保護毒物材料的結(jié)構(gòu)，防止溶液的腐蝕。中子毒物棒沿容器壁環(huán)狀離散布置，組成籠狀吊籃結(jié)構(gòu)，完全覆蓋大吊籃，中子毒物具有較大中子吸收截面，可降低系統(tǒng)的反應性。本發(fā)明的離散式固體中子毒物布置的溶解器臨界安全控制方法，提高了后處理廠關(guān)鍵工藝設備溶解器的處理量，可以解決后處理廠關(guān)鍵的臨界安全控制問題。同時，其不會干擾正常的溶解過程，能防止核燃料短段對中子毒物棒的沖擊和破壞。附圖說明圖1-1、圖1-2為中子毒物棒的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為離散式中子毒物棒連接在一起形成籠狀結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3-1、圖3-2為離散式中子毒物棒置于溶解器中的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1.中子毒物2.空隙3.毒物包殼4.緊固連接件5.溶解器壁6.大吊籃壁7.溶解液具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。本發(fā)明的離散式固體中子毒物布置的溶解器臨界安全控制方法，包括離散的若干中子毒物棒，這些中子毒物棒通過緊固件連接成為一個籠狀吊籃，籠狀吊籃布置在溶解器壁與大吊籃壁之間，通過對熱中子的吸收達到控制臨界安全的目的。圖1-1、圖1-2給出了中子毒物棒結(jié)構(gòu)示意圖，圖1-1為縱向截面圖，圖1-2為橫截面圖。中子毒物棒主要包括中子毒物1和毒物包殼3兩部分，之間留有空隙2，便于裝配。中子毒物1可以是含中子吸收截面較大核素的物質(zhì)，如釓、硼、銀、銦、鎘、鉿、鉭、銪等核素的單質(zhì)或化合物。毒物包殼3為具有一定硬度、耐溶解液7腐蝕的結(jié)構(gòu)材料，如各種不銹鋼、鈦合金以及其它可用合金等材料。用于保證中子毒物的完整性和幾何結(jié)構(gòu)。圖2給出了離散式中子毒物棒籠狀吊籃結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖，若干個中子毒物棒通過緊固連接件4連接成為一個籠狀吊籃，中子毒物棒沿籠狀吊籃所在圓周均勻散布，其直徑和數(shù)目可根據(jù)需要進行調(diào)整。這種離散布置的中子毒物棒能夠有效控制系統(tǒng)反應性，并減少干涉效應。圖3-1、圖3-2給出了離散式中子毒物棒籠狀吊籃結(jié)構(gòu)在溶解器中的布置示意圖，圖3-1為縱向截面圖，圖3-2為橫截面圖。正常運行時，被剪切機剪切成短段的核燃料經(jīng)斜溜槽進入大吊籃內(nèi)，在其中的硝酸溶解中進行溶解，形成溶解液。大吊籃壁6上開有一定數(shù)目的微孔，與溶解器壁5內(nèi)的溶液進行物質(zhì)和能量交換。離散式中子毒物棒籠狀吊籃結(jié)構(gòu)布置在溶解器壁5和大吊籃壁6之間的溶解液7中，高度方向上能夠覆蓋大吊籃。根據(jù)高度和結(jié)構(gòu)力學需要，布置若干層緊固連接件4。中子毒物1具有較大的中子吸收截面，通過對中子的吸收，降低系統(tǒng)的反應性。這種布置方式可以在實現(xiàn)臨界安全控制功能的同時，不干擾正常的溶解過程，并能防止核燃料短段對中子毒物棒的沖擊和破壞。本發(fā)明所提供的離散式固體中子毒物布置的溶解器臨界安全控制方法，對溶解器的臨界安全進行控制，可以有效解決大容量批式溶解器臨界安全控制問題，提高后處理廠關(guān)鍵工藝設備溶解器的處理量。顯然，本領域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。