Контейнер и способ хранения или транспортировки отработанного ядерного топлива
Изобретение относится к способам хранения или транспортировки отработанного ядерного топлива и к контейнерам, применяемым при этом. Устройство для хранения и транспортировки отработанного ядерного топлива включает группу труб (2, 4, 6, 7), сконфигурированных для принятия отработанного ядерного топлива, и множество соединений между соседними парами труб (2, 4, 6, 7). Каждое из соединений состоит из первого из стержней (8, 12, 16, 18), присоединенного к первой из труб (2, 4, 6, 7) и второго из стержней (8, 12, 16, 18), присоединенного ко второй из труб (2, 4, 6, 7). Каждый из этих стержней (8, 12, 16, 18) имеет отверстие вдоль своей длины. Стержни соединяются штифтом (40, 50), проходящим сквозь отверстия первого и второго (8, 12, 16, 18). Способ хранения и транспортировки отработанного ядерного топлива в группе труб (2, 4, 6, 7) включает следующие операции: прикрепление первого из стержней (8, 12, 16, 18), имеющего отверстие, проходящее вдоль его длины к первой из труб (2, 4, 6, 7) в группе; прикрепление второго из стержней (8, 12, 16, 18), имеющего отверстие, проходящее вдоль его длины ко второй из труб (2, 4, 6, 7) в группе; соединения соседних пар труб (2, 4, 6, 7) в группе. Каждая соседняя пара труб (2, 4, 6, 7) соединяется путем выравнивания первого стержня (8, 12, 16, 18), присоединенного к первой из труб (2, 4, 6, 7) в одну линию со вторым стержнем (8, 12, 16, 18), присоединенным в одну линию со вторым стержнем (8, 12, 16, 18), присоединенным ко второй из труб (2, 4, 6, 7), и протягивания штифта (40, 50) через отверстия первого и второго стержней (8, 12, 16, 18). При соединении труб (2, 4, 6, 7) описанным способом боковые стенки труб выравниваются практически в одну линию. Это позволяет распределять передачу горизонтальной рабочей нагрузки через боковые стенки труб к стенкам контейнера, что устраняет напряжения непосредственно на сварных швах, соединяющих стенки труб. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил.
Перекрестная ссылка на родственные заявки
Данная заявка заявляет приоритет находящейся одновременно на рассмотрении предварительной заявки США под названием "Контейнер и способ хранения отработанного ядерного топлива", имеющей порядковый номер 60/535,884 и поданной 12 января 2004 г., а также находящейся одновременно на рассмотрении предварительной заявки США под названием "Контейнер для хранения отработанного ядерного топлива", имеющей порядковый номер 60/510,385 и поданной 10 октября 2003 г., которые полностью включены авторами путем ссылки.
Область изобретения
Данное изобретение относится к контейнерам для хранения или транспортировки отработанного ядерного топлива.
Уровень техники
Как правило, отработанное ядерное топливо, выгружаемое из гибридных ядерно-термоядерных реакторов, хранится в глубоких резервуарах, заполненных водой для рассеивания теплоты и ослабления гамма- и нейтронного излучения, вырабатываемого топливом. Это называется системой мокрого хранения. Альтернативным способом хранения отработанного ядерного топлива является система сухого хранения, в которой используют горизонтальную или вертикальную конфигурацию и которая имеет либо резервуар, защищенный тяжелой стенкой, который называют бочкой или транспортной тарой, либо резервуар с тонкими стенками, называемый канистрой. Системы сухого хранения также могут использоваться для транспортировки отработанного топлива между местами хранения. Для системы сухого хранения канистра может быть отдельно помещена в бочку или транспортную тару.
Конструкция, обеспечивающая защиту отработанного ядерного топлива для систем сухого хранения и транспортировки, называется топливной корзиной. Топливные корзины проектируются таким образом, чтобы соответствовать критериям сжимающей нагрузки, содержащимся в правилах, технических условиях и программах, в частности, условиям хранения и транспортировки отработанного ядерного топлива. Конструкции корзины для сухого хранения и транспортировки включают конфигурацию типа "tube and disk flux trap", конфигурацию типа "egg crate interlocking plate", конфигурацию типа "developed cell" и конфигурацию типа "stacked tube".
Описание изобретения
Описываются устройство и способы изготовления контейнера для хранения отработанного ядерного топлива. В одном варианте исполнения, помимо прочего, контейнер для хранения отработанного ядерного топлива включает множество удлиненных труб для помещения стержней отработанного ядерного топлива. Каждая труба имеет четыре боковых стенки и четыре угла, которые определяют прямоугольное сечение. Множество труб располагается в чередующемся порядке. Средство присоединения соединяет множество труб в углах таким образом, что две смежных боковых стенки соседних труб находятся практически на одной линии.
В другом варианте исполнения контейнер для хранения отработанного ядерного топлива включает множество труб, множество первых стержней и один или несколько штифтов. Множество труб принимает комплекты отработанного ядерного топлива. Множество первых стержней имеет отверстие и закрепляется на множестве труб. Первые стержни расположены в линию таким образом, что один или несколько штифтов проходят сквозь отверстия первых стержней, соединяющих трубы.
В другом варианте исполнения контейнер для хранения или транспортировки отработанного ядерного топлива включает множество труб и множество первых стержней. Множество труб принимает комплекты отработанного ядерного топлива, и трубы граничат одна с другой. Множество труб имеет множество вырезов, которые принимают множество первых стержней. Некоторые из множества первых стержней, закрепленных в вырезах соседних труб, прикрепляются к другим из множества первых стержней, соединяющих трубы.
В другом варианте исполнения контейнер для хранения отработанного ядерного топлива включает множество удлиненных труб и множество первых стержней. Множество удлиненных труб принимает стержни отработанного ядерного топлива. Каждая труба имеет четыре боковых стенки и четыре угла, которые определяют прямоугольное сечение. Множество труб располагается в чередующемся порядке. Трубы имеют множество вырезов и множество плоских несущих поверхностей вдоль, как минимум, одного угла труб. Множество первых стержней закрепляется в множестве вырезов в углах множества труб. Некоторые из множества первых стержней, закрепленных на соседних трубах, прикрепляются к другим из множества первых стержней, соединяющих трубы. Множество труб связано в углах таким образом, что множество плоских несущих поверхностей соседних труб зацепляются между собой, и две смежные боковые стенки соседних труб располагаются в линию.
Изобретение также может рассматриваться как обеспечивающее соединительный механизм для комплекта труб, в которых хранят и транспортируют отработанное ядерное топливо. Соединительный механизм включает один или несколько штифтов и множество первых стержней, закрепленных на множестве труб. Первые стержни имеют отверстия и располагаются в линию таким образом, что один или несколько штифтов проходят сквозь отверстия множества первых стержней.
Кроме того, изобретение может рассматриваться как обеспечивающее способ изготовления контейнера для хранения или транспортировки отработанного ядерного топлива. Такой способ в общих чертах может быть охарактеризован следующими этапами: формированием одного или нескольких вырезов на множестве труб, закреплением множества первых стержней в вырезах множества труб, расположением множества труб таким образом, чтобы они граничили между собой, выравниванием множества первых стержней в линию и вставкой одного или нескольких штифтов сквозь расположенные в линию отверстия множества первых стержней для соединения множества труб.
Другие устройства, способы, особенности и преимущества представленного описания станут понятны специалисту в данной области по ознакомлении с представленными ниже фигурами и детальным описанием. Предполагается, что все эти дополнительные устройства, способы, особенности и преимущества включены в данное описание и защищены прилагающейся формулой изобретения.
Краткое описание чертежей
Описанное устройство и способы дополнительно объясняются со ссылками на представленные ниже фигуры. Компоненты фигур не обязательно представлены в масштабе.
Фиг.1 является перспективой варианта исполнения контейнера с комплектом труб внутри контейнера.
Фиг.2 является боковой проекцией варианта исполнения трубы 2, показанного на Фиг.1.
Фиг.3 является боковой проекцией варианта исполнения трубы 4, показанного на Фиг.1.
Фиг.4 является покомпонентным сечением по линии АА контейнера, показанного на Фиг.1.
Фиг.5 является частичной горизонтальной проекцией варианта исполнения соседних труб в контейнере, показанном на Фиг.1.
Фиг.6 является частичной боковой проекцией верхних углов варианта исполнения соседних труб в контейнере, показанном на Фиг.1.
Фиг.7 является частичной боковой проекцией нижних углов варианта исполнения соседних труб в контейнере, показанном на Фиг.1.
Фиг.8 является частичным покомпонентным сечением соседних труб, показанных на Фиг.1, в углах соседних труб.
Фиг.9 является частичным покомпонентным сечением соседних труб, показанных на Фиг.1, в углах соседних труб, когда трубы соединены между собой.
Фиг.10 является блок-схемой, объясняющей вариант выполнения процесса изготовления контейнера.
Детальное описание
Описываются устройство и способы изготовления контейнера, в котором хранят и транспортируют отработанное ядерное топливо. Устройство и способы могут применяться в системах как для мокрого, так и для сухого хранения или транспортировки. В частности, отработанное ядерное топливо хранят в контейнере, включающем множество труб, которые граничат между собой. Примеры контейнеров обсуждаются со ссылкой на фигуры. Хотя все примеры контейнеров описаны в деталях, они приведены лишь для пояснения, и существует возможность различных модификаций. После описания примеров контейнеров даются примеры функционирования для пояснения способа изготовления этих контейнеров.
Если более подробно рассматривать фигуры, на которых одинаковые номера обозначают соответствующие детали, Фиг.1 является видом в перспективе варианта исполнения контейнера 10 с комплектом труб внутри контейнера 10, в котором хранят отработанное ядерное топливо. Как показано на этой фигуре, контейнер 10 включает множество удлиненных труб 2, 4, 6, 7, соединенных между собой для образования комплекта труб. Удлиненные трубы 2, 4, 6, 7 включают четыре боковых стенки и четыре угла, которые могут располагаться таким образом, чтобы образовывалось сечение в форме квадрата или прямоугольника. В альтернативных вариантах исполнения трубы могут располагаться, образуя другие геометрические формы, например, круг, треугольник, пятиугольник, шестиугольник и восьмиугольник.
Трубы закрепляются первыми стержнями (не показаны) или вторыми стержнями (не показаны), или и теми, и другими. В предпочтительном варианте первые стержни являются цилиндрическими и имеют отверстия, расположенные по центральному диаметру и вдоль длины первых стержней. Вторые стержни являются цилиндрическими и отверстий не имеют. Первые стержни позволяют трубам 2, 4, 6, 7 соединяться между собой. Первые стержни и вторые стержни способствуют передаче горизонтальной проектной нагрузки через комплект труб и обеспечивают структурную устойчивость во время сборки и перемещения трубы. В альтернативном варианте исполнения первые стержни и вторые стержни могут иметь другие геометрические формы, например треугольника, шестиугольника и восьмиугольника. Первые стержни и вторые стержни далее обсуждаются со ссылкой на Фиг.2-7.
На Фиг.1 трубы показаны по-разному, поскольку трубы 2 закреплены первыми стержнями и вторыми стержнями в четырех углах труб 2. Трубы 4 закреплены первыми стержнями в углах труб 4, но не закреплены вторыми стержнями. Трубы 6 закреплены первыми стержнями и вторыми стержнями в трех углах, граничащих с трубами 4, 7. Четвертые углы труб 6, которые граничат со стенкой контейнера 10, не закрепляются первыми стержнями и вторыми стержнями. Трубы 7 закреплены первыми стержнями и вторыми стержнями в двух углах, граничащих с трубами 2, 6. Другие два угла труб 7 не закрепляются первыми стержнями и вторыми стержнями. Первые и вторые стержни в предпочтительном варианте закрепляются в вырезах в углах одной трубы и зацепляются с вырезами соседней трубы. Вырезы и стержни далее обсуждаются со ссылкой на Фиг.5-7.
На Фиг.1 показано, что трубы 2, 4, 6, 7 соединяются в углах труб в чередующемся порядке для образования ячейки типа "developed cell" 5. В альтернативном варианте трубы 2, 4, 6, 7 могут соединяться последовательно в ряд или в колонну, где боковые стенки труб 2, 4, 6, 7 граничат между собой. В альтернативном варианте, если трубы имеют другую геометрическую форму, например форму шестиугольника, то трубы могут соединяться для образования комплекта труб в форме пчелиных сот, в котором боковые стенки труб граничат между собой.
Фиг.2 является боковой проекцией трубы 2, показанной на Фиг.1. Труба 2 включает первые стержни 8, 12, 16, 18. Следует заметить, что труба 2 имеет еще четыре первых стержня на другой стороне трубы 2, которые не показаны. Таким образом, труба 2 включает четыре первых стержня, прилегающих к верхним углам трубы 2, и четыре первых стержня, прилегающих к нижним углам трубы 2. Труба 2 также включает, как минимум, один второй стержень 14 между верхними и нижними углами трубы 2. Например, шестнадцать вторых стержней 14 закреплены вдоль двух углов трубы 2, показанной на Фиг.2. Два угла трубы 2, не показанной на Фиг.2, могут быть закреплены вторыми стержнями 14, количество которых в данном случае равняется шестнадцати. Первые и вторые стержни в предпочтительном варианте закреплены в вырезах в углах трубы 2 и зацепляются с вырезами в углах соседних труб 4, 7.
Фиг.3 является боковой проекцией трубы 4, показанной на Фиг.1. Труба 4 включает первые стержни 20, 22, 24, 26. Следует заметить, что труба 4 имеет еще четыре первых стержня на другой стороне трубы 4, которые не показаны. Таким образом, труба 4 включает четыре первых стержня, прилегающих к верхним углам трубы 4, и четыре первых стержня, прилегающих к нижним углам трубы 4. Труба 4 не имеет вторых стержней между верхними и нижними углами трубы 4. Первые стержни в предпочтительном варианте закреплены в вырезах, прилегающих к верхним и нижним углам трубы 4. Вырезы вдоль углов трубы 4 зацепляются с первыми и вторыми стержнями, закрепленными на соседних трубах 2, 6.
Трубы 6, 7 на Фиг.2 и 3 не показаны. Однако следует заметить, что труба 6 включает первые стержни в трех углах, прилегающих к трубам 4, 7. Труба 6 включает три первых стержня, прилегающих к верхним углам трубы 6, и три первых стержня прилегающих к нижним углам трубы 6. Труба 6 также включает вторые стержни 28 (показанные на Фиг.4) вдоль трех углов трубы 6. Четвертый угол трубы 6, прилегающий к стенке контейнера 10, не закреплен ни первыми, ни вторыми стержнями. Первые и вторые стержни в предпочтительном варианте закреплены в вырезах в углах трубы 6 и зацепляются с вырезами в углах соседних труб 4, 7.
Труба 7 включает первые стержни в двух углах, прилегающих к трубам 2, 6. Труба 7 включает два первых стержня, прилегающих к верхним углам трубы 7, и два первых стержня, прилегающих к нижним углам трубы 7. Первые стержни не закрепляются на двух углах трубы 7, которые не прилегают к трубам 2, 6. Кроме того, вторые стержни не закрепляются на трубе 7. Первые стержни в предпочтительном варианте закреплены в вырезах, прилегающих к верхним и нижним углам трубы 7. Вырезы вдоль углов трубы 7 зацепляются с первыми и вторыми стержнями, закрепленными на соседних трубах 2, 6.
В альтернативном варианте исполнения первые стержни могут быть закреплены не только в углах, прилегающих к верху и низу труб 2, 4, 6, 7, но и в любом месте вдоль углов труб. Первые стержни также могут быть закреплены на боковых стенках труб. Кроме того, вторые стержни могут быть закреплены на любых трубах 2, 4, 6, 7 и в любом месте вдоль углов труб и/или на боковых стенках труб.
Фиг.4 является покомпонентным сечением по линии АА контейнера 10, показанного на Фиг.1 и имеющего множество труб 2, 4, 6, 7. Трубы показаны не граничащими одна с другой для пояснения закрепления труб со вторыми стержнями и без них. Трубы 2 включают один или несколько вторых стержней 14 в углах трубы 2. Трубы 4, 7 не имеют вторых стержней в углах труб 4. Трубы 6 включают один или несколько вторых стержней 28 в трех углах труб 6. Четвертые углы труб 6, прилегающие к стенке контейнера 10, не имеют вторых стержней. То есть один комплект труб 4, 7 закрепляется без вторых стержней, а другой комплект труб 2, 6 закрепляется со вторыми стержнями. Когда трубы соединены между собой для образования комплекта труб, вторые стержни, закрепленные на трубах 2, 6, зацепляются с углами труб 4, 7. В предпочтительном варианте вторые стержни закреплены в вырезах труб 2, 6 и зацепляются с вырезами труб 4, 7, когда трубы соединены между собой.
В альтернативном варианте исполнения вторые стержни могут быть закреплены на любой из труб 2, 4, 6, 7 в любом месте вдоль углов труб. Например, второй стержень закрепляется на первой трубе в первой позиции вдоль угла первой трубы. Еще один второй стержень закрепляется на второй трубе во второй позиции вдоль угла второй трубы. Когда первая труба и вторая труба соединяются, второй стержень, закрепленный в первой позиции, зацепляется с углом второй трубы, а еще один второй стержень, закрепленный во второй позиции, зацепляется с углом первой трубы.
В предпочтительном варианте трубы 2, 4, 6, 7 располагаются в чередующемся порядке для соединения в углах труб 2, 4, 6, 7, образуя ячейку типа "developed cell" 5. Например, труба 4 в колонке С, ряд С, прилегает двумя углами к углу трубы 6 в колонке В, ряд В, и к углу трубы 2 в колонке D, ряд В. Труба 7 в колонке С, ряд А, прилегает двумя углами к другому углу трубы 6 и к другому углу трубы 2. Трубы в таком порядке могут соединяться между собой в углах труб 2, 4, 6, 7, образуя ячейку типа "developed cell" 5 в колонке С, ряд В. Соединение труб далее обсуждается со ссылкой на Фиг.5-7.
В альтернативном варианте исполнения трубы 2, 4, 6, 7 могут располагаться таким образом, что боковые стенки труб 2, 4, 6, 7 граничат между собой. Например, трубы могут располагаться последовательно в ряд или в колонну в контейнере 10. На Фиг.4 показано, что труба 7 в колонке С, ряд А, может граничить с другой трубой (не показана) в колонке D, ряд А, которая в свою очередь может граничить с трубой 7 в колонке Е, ряд А. В другом примере трубы могут иметь форму шестиугольника, и эти трубы могут соединяться для образования комплекта труб в форме пчелиных сот, причем боковые стенки труб граничат между собой. В обоих примерах первые стержни, соединяющие трубы 2, 4, 6, 7, могут быть закреплены на углах или боковых стенках труб.
Фиг.5 является частичной горизонтальной проекцией труб 2, 4. Трубы 2, 4 включают один или несколько поглощающих материалов 30, прикрепленных к внутренним боковым стенкам труб 2, 4. В углу, прилегающем к верху трубы 2, сделан вырез 32, а в углу, прилегающем к верху трубы 4, сделан вырез 34. Вырезы 32, 34 закреплены первыми стержнями 8, 12, 20, 22. Первый стержень 8, 12 закреплен в вырезе 32 трубы 2 немного выше первого стержня 20, 22, закрепленного в вырезе 34 трубы 4 таким образом, что отверстия 36, 38 первых стержней 8, 12, 20, 22 являются выровненными вдоль оси. Штифт (не показан) вставляется сквозь отверстия 36, 38 первых стержней 8, 12, 20, 22 соседних труб 2, 4 для соединения труб между собой. Первый стержень 8, 12 трубы 2 зацепляется с вырезом 34 трубы 4, а первый стержень 20, 22 трубы 4 зацепляется с вырезом 32 трубы 2. Расположение первых стержней и штифтов далее обсуждается со ссылкой на Фиг.6 и 7.
Следует заметить, что нижние углы труб 2, 4 включают особенности, упомянутые выше со ссылкой на Фиг.5. Например, первые стержни 16, 18, 24, 26 закреплены в вырезах, сделанных у нижних углов труб 2, 4. Первый стержень 16, 18 закреплен в вырезе 46 трубы 2 немного выше первого стержня 24, 26, закрепленного в вырезе 48 трубы 4, таким образом, что отверстия 52, 54 первых стержней 16, 18, 24, 26 являются выровненными вдоль оси. Штифт вставляют сквозь отверстия 52, 54 первых стержней 16, 18, 24, 26 соседних труб 2, 4 для соединения труб между собой. Первый стержень 16, 18 трубы 2 зацепляется с вырезом 48 трубы 4, а первый стержень 24, 26 трубы 4 зацепляется с вырезом 46 трубы 2. Следует заметить, что трубы 2 также соединяются с соседними трубами 7, а трубы 4 также соединяются с соседними трубами 6 вышеописанным способом.
Кроме того, трубы 6, 7 (не показаны на Фиг.5) включают особенности, упомянутые выше со ссылкой на Фиг.5. Труба 6 включает вырезы и три угла, прилегающие к трубам 4, 7. В предпочтительном варианте три первых стержня закреплены в вырезах в трех углах, прилегающих к верху трубы 6, и три первых стержня закреплены в вырезах в трех углах, прилегающих к низу трубы 6. Четвертый угол трубы 6, прилегающий к стенке контейнера 10, не включает вырезов и первых стержней. Первые стержни труб 6, 4, 7 включают отверстия, которые могут быть выровненными вдоль оси таким образом, что штифт проходит сквозь отверстия первых стержней, соединяя трубу 6 с соседними трубами 4, 7.
Труба 7 включает вырезы в двух углах, прилегающих к трубам 2, 6, в предпочтительном варианте два первых стержня закреплены в вырезах в двух углах, прилегающих к верху трубы 7, и два первых стержня закреплены в вырезах в двух углах, прилегающих к низу трубы 7. Другие два угла, не прилегающие к трубам 2, 6, не включают вырезов и первых стержней. Первые стержни труб 2, 6, 7 включают отверстия, которые могут быть выровненными вдоль оси таким образом, что штифт проходит сквозь отверстия первых стержней, соединяя трубы 7 с соседними трубами 2, 6.
Вырезы могут быть сделаны в любом месте вдоль углов труб 2, 4, 6, 7 и могут быть закреплены первыми стержнями и/или вторыми стержнями. В предпочтительном варианте вырезы, прилегающие к верхним и нижним углам труб 2, 4, 6, 7, закреплены первыми стержнями, как было упомянуто выше. Вырезы между верхними и нижними углами труб 2, 6 принимают вторые стержни 14, 28. Когда трубы 2, 4, 6, 7 соединяются между собой, вторые стержни 14, 28, закрепленные на трубах 2, 6, зацепляются с вырезами труб 4, 7.
Путем соединения первых стержней и вторых стержней в вырезах боковые стенки труб выравнивают практически в одну линию с боковыми стенками труб. Это позволяет комплекту труб распределять передачу горизонтальной рабочей нагрузки через боковые стенки труб к стенкам контейнера. Преимущество, помимо прочего, состоит в том, что распределение нагрузки к боковым стенкам уменьшает применение сварки и материалов для стенок труб, необходимых для несения больших сжимающих нагрузок, как изложено в правилах и технических условиях для контейнеров для отработанного ядерного топлива. Распределение нагрузки к боковым стенкам устраняет напряжение и высокие моменты непосредственно на сварных швах, которые применяют для соединения соседних труб, поскольку боковые стенки, стержни и вырезы передают сжимающую нагрузку.
В предпочтительном варианте вырезы выполняют полукруглыми для приема первых и вторых стержней цилиндрической формы. В альтернативном варианте исполнения вырезы могут быть выполнены таким образом, чтобы принимать первые стержни и вторые стержни других геометрических форм. Например, если стержни имеют шестиугольную форму, вырез может быть выполнен таким образом, чтобы принимать три из шести боковых стенок шестиугольных стержней. В другом альтернативном варианте исполнения вырезы выполняют на боковых стенках труб 2, 4, 6, 7 и закрепляют первыми стержнями и/или вторыми стержнями.
Фиг.6 является частичной боковой проекцией, на которой показан соединительный механизм комплекта труб в верхних углах труб 2, 4. Соединительный механизм включает первые стержни 8, 12, 20, 22 и штифт 40. Первые стержни 8, 12, 20, 22 могут быть закреплены в вырезах 32, 34, сделанных в углах, прилегающих к верху труб 2, 4. Первые стержни 8, 12, 20, 22 располагаются вдоль вырезов 32, 34 труб 2, 4 таким образом, что первые стержни могут быть выровнены в линию для вставки штифта 40 сквозь отверстия 36, 38 выровненных в линию первых стержней для соединения соседних труб 2, 4. Штифт 40 может включать головную часть 42 и нижнюю часть 44. Нижняя часть 44 штифта 40 проходит сквозь отверстия 36, 28 первых стержней 8, 12, 20, 22. Головная часть 42 прилегает к первому стержню 8, 12 и вырезу 32 трубы 2 и может быть приварена или иным образом захвачена первым стержнем 8, 12 и вырезом 32 трубы 2. Таким образом, штифт 40 может захватываться одной трубой, которой в данном примере является труба 2.
Фиг.7 является частичной боковой проекцией, на которой показан соединительный механизм нижних углов труб 2, 4. Соединительный механизм включает первые стержни 16, 18, 24, 26 и штифт 50. Первые стержни могут быть закреплены в вырезах 46, 48, сделанных в углах, прилегающих к низу труб 2, 6. Первые стержни 16, 18, 24, 26 располагаются вдоль вырезов 46, 48 труб 2, 4 таким образом, что первые стержни могут быть выровнены в линию для вставки штифта 50 сквозь отверстия 52, 54 выровненных в линию первых стержней для соединения соседних труб 2, 4. Штифт 50 может включать головную часть 56 и нижнюю часть 58. Нижняя часть 58 штифта 50 проходит сквозь отверстия 52, 54 первых стержней 16, 18, 24, 26. Головная часть 56 прилегает к первому стержню 24, 26 и вырезу 48 трубы 4 и может быть приварена или иным образом захвачена первым стержнем 24, 26 и вырезом 48 трубы 4. Таким образом, штифт 50 может захватываться одной трубой, которой в данном примере является труба 4.
Соединительный механизм, обсуждаемый со ссылкой на Фиг.6 и 7, может располагаться в любом месте вдоль углов труб 2, 4 и может соединять трубы между собой для образования комплекта труб. Соединительный механизм способствует передаче горизонтальной рабочей нагрузки через комплект труб к стенкам контейнера и обеспечивает гибкость для соединения труб 2, 4, 6, 7 в непрерывном порядке по всему комплекту труб. Кроме того, комплект труб можно перемещать вне контейнера 10 как единое целое, а не отдельные детали.
Фиг.8 является частичным сечением труб 2, 4, которое включает плоские несущие поверхности 60, 62, образованные вдоль углов труб 2, 4, в которых не предусмотрены вырезы 32, 34, 46, 48. Трубы показаны не граничащими одна с другой для лучшего пояснения плоских несущих поверхностей 60, 62. Фиг.9 является частичным сечением, на котором показана плоская несущая поверхность 60 труб 2, которая зацепляется с плоской несущей поверхностью 62 труб 4, когда трубы 2, 4 соединяются.
Когда трубы 2, 4 соединяются между собой, плоские несущие поверхности 60, 62 могут способствовать выравниванию боковых стенок трубы 2 практически в одну линию с боковыми стенками трубы 4. Например, боковая стенка 64 трубы 4 является выровненной практически в одну линию с боковой стенкой 66 трубы 2. Боковая стенка 70 трубы 4 является выровненной практически в одну линию с боковой стенкой 68 трубы 2. Это способствует передаче горизонтальной рабочей нагрузки через комплект труб к стенкам контейнера. Следует заметить, что трубы 2, 4, 6, 7 включают плоские несущие поверхности в углах соответствующих труб.
Фиг.10 является блок-схемой, поясняющей вариант процесса 72 изготовления контейнера для хранения отработанного ядерного топлива. Начиная с блока 74, формируют один или несколько вырезов на множестве труб, в предпочтительном варианте - в углах труб. В альтернативном варианте исполнения вырезы могут быть выполнены на боковых стенках труб.
В блоке 76 вырезы могут быть закреплены первыми стержнями или вторыми стержнями, или и теми, и другими. В предпочтительном варианте вторые стержни закрепляют на одном комплекте труб, а на другом комплекте труб вторые стержни не закрепляют. В блоке 78 один или несколько плоских несущих поверхностей выполняют вдоль углов труб, в предпочтительном варианте - в месте выполнения вырезов. Плоские несущие поверхности труб граничат и зацепляются одна с другой, когда трубы соединяются.
В блоке 80 множество труб прилегают одна к другой, в предпочтительном варианте - вдоль углов труб, таким образом, что боковые стенки труб являются выровненными практически в одну линию. Кроме того, предпочтение отдают расположению четырех труб в чередующемся порядке для образования ячейки типа "developed cell". В альтернативном варианте исполнения трубы могут располагаться таким образом, что боковые стенки труб граничат между собой. Например, если трубы имеют прямоугольную форму сечения, прямоугольные трубы могут располагаться последовательно. Если трубы имеют шестиугольную форму сечения, то шестиугольные трубы могут располагаться в форме пчелиных сот.
В блоке 82 первые стержни соседних труб расположены в линию. В блоке 84 один или несколько штифтов вставляют сквозь отверстия выровненных в линию первых стержней. В блоке 86 штифт может быть приварен или иным образом захвачен первыми стержнями одной из соседних труб.
Следует заметить, что вышеописанные варианты исполнения представленного описания, в частности любые "предпочтительные" варианты исполнения, являются лишь возможными примерами воплощения, изложенными лишь для четкого понимания принципов описания. Существует возможность многих вариантов и модификаций вышеописанного(ых) варианта(ов) исполнения согласно описанию без существенного отклонения от принципов описания. Все эти модификации и вариации охватываются объемом описания, защищенного представленной ниже формулой изобретения.
1. Устройство для хранения и транспортировки отработанного ядерного топлива, включающее: группу труб (2, 4, 6, 7), сконфигурированных для принятия отработанного ядерного топлива, и множество соединений между соседними парами труб (2, 4, 6, 7), отличающееся тем, что каждое из соединений включает:
первый из любого стержня (8, 12, 16, 18), присоединенный к первой из труб (2, 4, 6, 7);
второй из любого стержня (8, 12, 16, 18), присоединенный ко второй из труб (2, 4, 6, 7),
при этом первый и второй (8, 12, 16, 18), каждый имеют отверстие (36, 38, 52, 54) вдоль длины первого и второго (8, 12, 16, 18), и
штифт (40, 50), проходящий через отверстия (36, 38, 52, 54) первого и второго (8, 12, 16, 18).
2. Устройство по п.1, также включающее контейнер (10), при этом группа труб (2, 4, 6, 7) расположена в контейнере (10), и группа труб (2, 4, 6, 7) контактирует с, по крайней мере, одной боковой стенкой контейнера (10) передавая, таким образом, горизонтальную рабочую нагрузку, действующую на группу труб (2, 4, 6, 7), через трубы (2, 4, 6, 7) и соединения на, по крайней мере, одну боковую стенку контейнера (10).
3. Устройство по п.1, в котором каждая из труб (2, 4, 6, 7) также включает множество боковых стенок (64, 66, 68, 70), при этом, по крайней мере, одна из боковых стенок (64, 66, 68, 70), соответствующая одной из труб (2, 4, 6, 7), по существу выровнена с, по крайней мере, одной из боковых стенок (64, 66, 68, 70) второй из труб (2, 4, 6, 7).
4. Устройство по п.1, в котором каждая из труб (2, 4, 6, 7) в соседних парах труб (2, 4, 6, 7) также включает, по крайней мере, две боковые стенки (64, 66, 68, 70), соединенные вдоль угла, и плоскую несущую поверхность (60, 62), расположенную в, по крайней мере, части угла, при этом в каждой из соседних пар труб (2, 4, 6, 7) первая из плоских несущих поверхностей (60, 62) контактирует со второй из плоских несущих поверхностей (60, 62).
5. Устройство по п.1, также включающее, по крайней мере, один твердый стержень (14), расположенный между соседними парами труб (2, 4, 6, 7).
6. Устройство по п.1, в котором первый стержень и второй стержень (8, 12, 16, 18) расположены в вырезах, образованных во внешних поверхностях труб (2, 4, 6, 7).
7. Способ хранения и транспортировки отработанного ядерного топлива в группе труб (2,4, 6, 7), включающий операции:
прикрепление первого из любого стержня (8, 12, 16, 18), имеющего отверстие (36, 38, 52, 54), проходящее вдоль длины первого стержня (8, 12, 16, 18) к первой из труб (2, 4, 6, 7) в группе;
прикрепление второго из любого стержня (8, 12, 16, 18), имеющего отверстие (36, 38, 52, 54), проходящее вдоль длины второго стержня (8, 12, 16,18) ко второй из труб (2,4, 6, 7) в группе; и
соединения соседних пар труб (2, 4, 6, 7) в группе, при этом каждая соседняя пара труб (2,4, 6, 7) соединяется путем:
выравнивания первого стержня (8, 12, 16, 18), присоединенного к первой из труб (2, 4, 6, 7) в одну линию со вторым стержнем (8, 12, 16, 18), присоединенным ко второй из труб (2, 4, 6, 7), при этом первый и второй (8, 12, 16, 18), каждый имеют отверстие (36, 38, 52, 54) вдоль длины первого и второго (8, 12, 16, 18); и
протягивания штифта (40, 50) через отверстия (36, 38, 52, 54) первого и второго (8, 12, 16, 18).
8. Способ по п.7, также включающий операции:
расположения группы труб (2, 4, 6, 7) в контейнере (10), при этом группа труб (2, 4, 6, 7) контактирует, по крайней мере, с одной боковой стенкой контейнера (10); и
передачи горизонтальной рабочей нагрузки, действующей на группу труб (2, 4, 6, 7), через трубы (2, 4, 6, 7) и соединения между соседними парами труб (2, 4, 6, 7), на, по крайней мере, одну боковую стенку контейнера (10).
9. Способ по п.7, в котором каждая из труб (2, 4, 6, 7) также включает множество боковых стенок (64, 66, 68, 70), при этом способ также включает операцию, по существу, выравнивания, по крайней мере, одной из боковых стенок (64, 66, 68, 70),соответствующей одной из труб (2, 4, 6, 7) с, по крайней мере, одной из боковых стенок (64, 66, 68, 70) второй из труб (2, 4, 6, 7).
