Хранилище для ядерного топлива
Изобретение относится к хранилищам, предназначенным для размещения жидких материалов с вредными примесями. Целью изобретения является повышение надежности хранения и снижения материалоемкости. Цель достигается за счет расположения лотков дренажной системы под сварными соединениями листов облицовки верхнего днища, крепления лотков торцами к стенкам хранилища, а бортами - к нижней поверхности листов. Такое выполнение обеспечивает исключение нижнего днища и работу лотков как балок. 7 ил.
Изобретение относится к области строительства хранилищ жидких материалов с вредными примесями и может быть использовано в любой промышленности, где требуется предотвращение попадания протечек в окружающую среду. Целью изобретения является повышение надежности хранения и снижение материалоемкости путем предотвращения загрязнения окружающей среды жидкими материалам с вредными примесями. На фиг. 1 показано хранилище, поперечное сечение; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - узел I на фиг. 1; на фиг. 5 - узел II на фиг. 3; на фиг. 6 - лоток в аксонометрии; на фиг. 7 - гидрофильный материал, расположенный на отогнутых участках бортов. Хранилище для ядерного топлива, заполняемое жидкостью, состоит из резервуара прямоугольной формы, железобетонные стены 1 которого имеют на внутренней поверхности облицовку 2, выполненную из металлических листов, герметично сваренных между собой и заанкеренных в бетон стен 1. Дно хранилища состоит из сваренных между собой встык металлических листов 3, к нижней поверхности которых прикреплены лотки 4. Лотки 4 расположены вдоль сварных стыковых соединений 5 листов 3 и торцами прикреплены к предусмотренным в стенах 1 хранилища закладным деталям 6, установленным по периметру резервуара. Крепление лотков 4 к закладным деталям 6 стен 1 осуществляется при помощи монтажных вставок 7 между стеной 1 и концами каждого лотка 4. Монтажные вставки 7, повторяющие конфигурацию лотков 4, объединенные с лотками в единый рабочий элемент - щит, обеспечивают работу лотков 4 как балок, закрепленных между стенами 1 резервуара. Под выходными концами лотков 4, с обеих сторон, поперек их, расположены каналы 8, имеющие сливной штуцер 9. Лотки 4 сообщаются с каналами 8 при помощи отверстий 10 в днищах лотка 4 в местах пересечений с каналами 8. В верхних краях бортов 11 и 12 лотков 4 и каналов 8 выполнены соответственно парные просечки 13 и 14 высотой в 1/3 минимальной высоты лотка, участки 15 и 16 в каждых парах которых отогнуты наружу под углом 75о от вертикали. Парные просечки 13 и 14 расположены в бортах 11 и 12 лотков 4 и каналов 8 одни против других. Борта 11 лотков 4 выполнены разновеликими, и в результате этого днище 17 лотков имеет уклоны от середины в сторону каналов 8. В конструкции дна хранилища предусмотрены также ребра 18, расположенные равномерно между парными просечками 13 лотков 4. Ребра 18 прикреплены торцами к бортам 11 лотков 4, а верхней кромкой к нижней поверхности листов 3. Высота ребер 18 соответствует 1/2 минимальной высоты лотков 4. Ребра 18 предназначены для организации независимых секций 19 по сбору протечек через лист 3. Листы 3 и лотки 4 опираются непосредственно на особоплотный бетон 20, поверхность которого покрыта дополнительно водонепроницаемым материалом 21, например полимерным, силикатным и другими гидрофобными материалами. На отогнутые участки 15 и 16 бортов 11 и 12 лотков 4 и каналов 8 укладывают слой гидрофильного материала 22, являющегося проводником случайных протечек с поверхности особо плотного бетона 20 в лоток 4. Соединенные между собой листы 3 с приваренными снизу лотками 4, каналами 8, ребрами 18 и подкладкой 23, установленной по периметру сваренных листов 3, представляют собой щит, заполненный особо плотным бетоном 20 до днища каналов 24. Щит установлен на тонкий слой бетонной подготовки 25, уложенной на бетонное основание 26 днища резервуара. Щит прикреплен к стенам 1 при помощи монтажных вставок 7, в промежуток между которыми уложен бетон 27, который сверху закрыт нащельником 28, соединяющим между собой подкладку 23 с закладной деталью 6. Монтаж хранилища для ядерного топлива, заполняемого жидкостью, осуществляют следующим образом. Бетонируют стены 1 резервуара, предварительно закрепив в их каркасе облицовку 2. Выполняется бетонная подготовка 25 основания 26 днища резервуара. Параллельно ведутся работы по изготовлению щита днища резервуара в цеховых условиях с применением автоматической или полуавтоматической сварки в следующем порядке. 1. Сначала на стенде производят укрупнительную сборку листов 3 в карту заданного размера путем сварки листов 3 между собой встык. Затем производится контроль стыковых сварных соединений 5 на прочность и плотность. 2. Следующим этапом приваривают к листам 3 борта 11 и 12 лотков 4, каналов 8 и подкладки 23 по периметру карты из листов 3. Лотки 4 располагают над сварными соединениями 5 листов 3, а каналы 8 по двум сторонам листов 3 по торцам лотков 4. Перед приваркой лотков 4 и каналов 8 в их бортах выполняют парные просечки 13 и 14, а участки 15 и 16 между ними отгибают наружу на 75о и на отогнутые участки 15 и 16 наклеивают соразмерные куски гидрофильного материала 22. 3. Затем перпендикулярно к лоткам 4 на равном расстоянии друг от друга и от отогнутых участков 15 приваривают кромки ребер 18 к листам 3, а торцы к бортам 11 лотков 4. Площадь поверхности карты облицовки при этом делится на равные секции 19. 4. После завершения сборки указанных металлических деталей и скрепления их между собой полученную щитообразную конструкцию в положении картой вниз заполняют особо плотным бетоном 20 до уровня днища 24 каналов 8, предварительно нанеся на поверхность металлических листов 3 тонкий слой жидкого стекла 21. 5. После набора прочности бетоном 20 готовый щит переворачивают в проектное положение и опускают в помещение хранилища на предварительно уложенную тонким слоем сырую бетонную подготовку 25. 6. Затем прикрепляют торцы лотков 4 к закладным деталям 6 стен 1 с помощью монтажных жестких вставок, повторяющих своей конфигурацией профиль лотка 4. 7. После окончания закрепления лотков 4 за стены 1 монтируют дренажный отвод - штуцер 9 - из дна 24 канала 8 наружу помещения хранилища. 8. Затем заполняют особоплотным бетоном 27 оставшееся свободное пространство между щитом и стенами 1 до уровня низа подкладки 23, тщательно выравнивая поверхность бетона 27, после чего на него наносят жидкое стекло 21 до уровня верха подкладки 23. 9. Последней операцией выполняют монтаж нащельника 28, устанавливая его по периметру стен 1 в плоскости щита, приваривая нащельник 28 к закладной детали 6 стен 1 и к подкладке 23 щита, замыкая при этом плоскость днища хранилища. Хранилище для ядерного топлива, заполняемое жидкостью, работает следующим образом. Производится залив резервуара водой и под водой осуществляется загрузка топлива. Днище хранилища испытывает нагрузки от давления столба воды и стеллажей, в которых размещено топливо. Кроме того, остаточное тепловыделение радиоактивного топлива прогревает воду, металлическую облицовку 2 стен 1 и днища хранилища. В листах 3 днища и сварных соединениях 5 возникают температурные напряжения. В результате длительного температурного воздействия и тем более циклического изменения температуры в сварных соединениях 5 с течением времени развиваются дефекты, что может привести к нарушению плотности карты днища. Возникает проблема снятия температурных напряжений в сварных соединениях 5. В одном из предлагаемых вариантов температурные напряжения в листах 3 передаются на лоток 4 через сварные соединения бортов 11 лотка 4 с листами 3 днища, исключая при этом работу на температуру стыкового сварного соединения 5 листов 3, так как лоток 4, заделанный в бетон 20, обладает определенной жесткостью в поперечном направлении. Возможность работы лотка 4 в продольном направлении как балки, закрепленной между стенами 1 при помощи монтажных вставок 7, позволяет ему нести вертикальные нагрузки от веса жидкости и топлива, находящегося в хранилище на стеллажах, удерживает листы 3 от выпучивания при температурных воздействиях, а также воспринимает сейсмические нагрузки, действующие в произвольном направлении. В случае появления протечки через нарушения в сварном соединении 5 листа 3 карты по наклонным лоткам 4 стекают к концам лотков и через отверстия 10 в дне 17 каждого конца лотка 4 попадают в отводные каналы 8 и далее через штуцер 9 наружу в сборник протечек. Если происходит сквозное нарушение самого листа 3 днища резервуара, то в таком случае протечки, попадая на поверхность особо плотного бетона 20, покрытого жидким стеклом 21, далее стекают к лоткам 4, подсасываясь гидрофильным материалом 2, уложенным на отогнутые участки 15 бортов 11 лотков 4. Ребра 18, прикрепленные к листам 3 снизу, обеспечивают в данном случае локализацию протечек в отдельных секциях 19 поверхности листов 3 и предотвращают распространение протечек по всей поверхности бетона 20 днища, попадая из замкнутой секции 19 на отогнутые участки 15 лотков для дальнейшего дренирования. Каналы 8, предназначенные для отвода протечек из лотков 4, одновременно и сами являются сборником возможных протечек через сварные соединения монтажного нащельника 28, расположенного по периметру стенки 1, а также с бетона 27 поверхности, покрытой стеклом 21, находящимся непосредственно под этим нащельником 28. Сбор протечек происходит через отогнутые участки 16 между прорезями 14 в бортах 12 каналов 8. Технико-экономический эффект изобретения заключается в следующем. 1. Повышается надежность эксплуатации хранилища за счет снятия температурных напряжений со сварных соединений за счет работы лотков, заделанных в бетон, которые одновременно являются дренажной системой. 2. За счет использования работы лотков как балки при воздействии различных нагрузок предотвращается деформация листов днища. 3. Снижается металлоемкость за счет исключения второго металлического днища - поддона - в известных аналогичных конструкциях, применяемых на современных АЭС. 4. В то же время при использовании изобретения упрощаются ремонтные работы хранилища, поскольку предотвращается замачивание бетона и накопление в нем активности. 5. Увеличивается срок службы конструкции днища в целом за счет предотвращения промачивания бетона и его разрушения, обеспечивая тем самым более экономически чистую конструкцию. 6. Предотвращается нарушение дистанционного раскрепления топлива, так как опирание несущих стеллажей топлива осуществляется через металлический лист непосредственно на плотный бетон, не подвергаемый разрушению за счет коррозии от случайных протечек. (56) Авторское свидетельство СССР N 1049645, кл. E 04 H 7/00, 1981. Авторское свидетельство СССР N 1241919, кл. G 21 F 9/22, 1984.
Формула изобретения
ХРАНИЛИЩЕ ДЛЯ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА, заполняемое жидкостью, содержащее железобетонные стены с внутренней стальной облицовкой, дно, состоящее из сваренных между собой встык металлических листов с прикрепленными к их нижней поверхности ребрами и расположенную под дном замоноличенную в бетон дренажную систему, имеющую сообщающиеся между собой лотки и сливной штуцер, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности хранения и снижения материалоемкости, лотки дренажной системы расположены вдоль сварных швов, кромками бортов прикреплены к нижним поверхностям сваренных между собой листов, а торцами прикреплены к стенке хранилища, ребра расположены между лотками и концами прикреплены к их бортам, при этом в краях бортов лотков выполнены парные просечки, участки между которыми отогнуты наружу.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7
