Чехол для размещения и хранения отработавших тепловыделяющих сборок реактора ввэр-1000



Чехол для размещения и хранения отработавших тепловыделяющих сборок реактора ввэр-1000
Чехол для размещения и хранения отработавших тепловыделяющих сборок реактора ввэр-1000
Чехол для размещения и хранения отработавших тепловыделяющих сборок реактора ввэр-1000

 


Владельцы патента RU 2477899:

Федеральное государственное унитарное предприятие "ГОРНО-ХИМИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ" (RU)

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к средствам для хранения отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС), а более конкретно - к средствам для хранения дефектных ОТВС реактора ВВЭР-1000 и предназначено для использования в хранилищах отработанного ядерного топлива на заводах по регенерации такого топлива или на АЭС. Целью изобретения является безопасное хранение в бассейне хранилища дефектных ОТВС. Технический результат - исключение циркуляции воды в трубах чехла при хранении в них дефектных ОТВС за счет герметизации труб. Чехол для размещения и хранения отработавших тепловыделяющих сборок выполнен из нержавеющей стали и включает центральную трубу, квадратные дистанционирующие решетки с отверстиями для установки труб, в которых размещаются отработавшие тепловыделяющие сборки и оси которых расположены симметрично относительно центральной оси чехла. Трубы снабжены в нижней части днищами, а в верхней части фланцами. На трубы посредством байонетного соединения установлены крышки с внутренними кольцами, уплотнительные поверхности которых поджимаются байонетным соединением к фланцам труб. Крышки снабжены головками, в верхней части которых установлены металлокерамические фильтры. Для удобства в обслуживании внешний контур головок крышек соответствует внешнему контуру головок ОТВС. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к средствам для хранения отработавших тепловыделяющих сборок реактора ВВЭР-1000, а более конкретно к средствам для хранения дефектных отработавших тепловыделяющих сборок реактора ВВЭР-1000, и предназначено для использования в хранилищах отработавшего ядерного топлива на заводах по регенерации такого топлива или на АЭС.

Основу ядерного энергетического парка России составляют реакторы ВВЭР-1000 и РБМК. Для реакторов типа ВВЭР принята концепция замкнутого ядерного топливного цикла. Отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) реакторов ВВЭР-1000 будет перерабатываться на заводе РТ-2 после его ввода в эксплуатацию. Согласно «Стратегии развития атомной энергетики в первой половине XXI века» создание завода РТ-2 запланировано на 2020-2025 г. На площадке РТ-2 действует хранилище для этого топлива, где ОЯТ реакторов ВВЭР-1000 хранится в водонаполненном бассейне, так называемом «мокром» хранилище. Отработавшее ядерное топливо поступает в бассейн в загруженном в защитный контейнер транспортном чехле, из которого в отсеке перегрузки водонаполненного бассейна отработавшие тепловыделяющие сборки (ОТВС) перегружаются в чехлы хранилища, которые из отсека перегрузки устанавливаются на хранение в отсеки хранения ОТВС.

Опыт эксплуатации показал, что есть вероятность поступления в транспортных чехлах дефектных ОТВС с деформацией направляющих каналов, крепящих головку с тепловыделяющей частью ОТВС.

Поскольку при поступлении дефектной сборки неизвестна причина деформации направляющих каналов, существует вероятность деформаций циркониевых трубок пучка тепловыделяющих элементов (твэлов), в которых размещены топливные таблетки, и, как следствие, возможная негерметичность циркониевых оболочек твэлов.

Кроме того, проведенный анализ безопасности также показал, что при перегрузке ОТВС существует вероятность ее падения на дно бассейна и, как следствие, возможная потеря герметичности циркониевых оболочек твэлов. ОТВС с деформированными направляющими каналами, соединяющими головку с тепловыделяющей частью ОТВС, или после их падения не могут быть помещены в штатные чехлы хранения, так как проконтролировать герметичность циркониевых оболочек твэлов не представляется возможным, а их негерметичность при длительном хранении может привести к загрязнению воды в бассейне.

Наиболее близким устройством к заявляемому изобретению по совокупности признаков является чехол для размещения и хранения отработавших тепловыделяющих сборок от реакторов типа ВВЭР-1000, выполненный из нержавеющей стали и содержащий центральную трубу, квадратные дистанционирующие решетки с двадцатью отверстиями для установки труб, в которых размещаются отработавшие тепловыделяющие сборки, оси труб расположены симметрично относительно центральной оси чехла в точках с номинальными значениями полярных координат:

Ri αi Ri αi
R1=0,1758 α1=0° R11=0,1758 α11=180°
R2=0,4069 α2=15° R12=0,4069 α12=195°
R3=0,2952 α3=45° R13=0,2952 α13=225°
R4=0,5138 α4=45° R14=0,5138 α14=225°
R5=0,4069 α5=75° R15=0,4069 α15=255°
R6=0,1758 α6=90° R16=0,1758 α16=270°
R7=0,4069 α7=105° R17=0,4069 α17=285°
R8=0,2952 α8=135° R18=0,2952 α18=315°
R9=0,5138 α9=135° R19=0,5138 α19=315°
R10=0,4069 α10=165° R20=0,4069 α20=345°

где Ri - номинальное значение полярного радиуса для i-й трубы в единицах стороны А квадратного сечения чехла, а αi - номинальное значение полярного угла для i-й трубы.

Отверстия в дистанционирующих решетках и трубы, устанавливаемые в них, выполнены круглыми, а в верхней части круглых труб установлены три ребра, образующие незамкнутый шестигранник. По периферии квадратного сечения известный чехол обрамлен ребрами жесткости, расположенными симметрично относительно центральной оси чехла (см. патент РФ №2331943, кл. G21C 19/06, G21F 5/00).

При хранении ОТВС в трубах известного чехла за счет остаточного тепловыделения ОТВС возникает циркуляция воды в трубах. Подогретая в трубах известного чехла вода поднимается вверх по ним, а снизу в трубы поступает более холодная вода. При постановке в известный чехол дефектных ОТВС в случае негерметичности циркониевых трубок с топливными таблетками может произойти загрязнение радионуклидами воды в бассейне хранилища.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в исключении циркуляции воды в трубах чехла при хранении в них дефектных ОТВС за счет герметизации труб.

Указанный технический результат достигается тем, что чехол для размещения и хранения отработавших тепловыделяющих сборок от реакторов типа ВВЭР-1000, выполнен из нержавеющей стали и включает в себя центральную трубу, квадратные дистанционирующие решетки с отверстиями для установки труб, в которых размещаются отработавшие тепловыделяющие сборки и оси которых расположены симметрично относительно центральной оси чехла, особенностью является то, что трубы снабжены в нижней части днищами, а в верхней части фланцами, на трубы посредством байонетного соединения установлены крышки с внутренними кольцами, уплотнительные поверхности которых поджимаются байонетным соединением к фланцам труб, крышки снабжены головками, в верхней части которых установлены металлокерамические фильтры.

Кроме того, внешний контур головок крышек соответствует внешнему контуру головок ОТВС.

Снабжение труб в нижней части днищами, а в верхней части фланцами, установка на трубы посредством байонетного соединения крышек с внутренними кольцами, уплотнительные поверхности которых поджимаются байонетным соединением к фланцам труб, позволяют получить практически герметичный объем внутри труб и при установке в них ОТВС исключить циркуляцию воды по трубам, тем самым обеспечить безопасное хранение в бассейне дефектных ОТВС до их последующей переработки.

Установка в верхней части головок крышек металлокерамических фильтров позволяет удалить из труб образующиеся в результате радиолиза воды газы.

Соответствие внешнего контура головок крышек внешнему контуру головок ОТВС позволяет использовать при снятии и постановке крышек на трубы заявляемого чехла штатные штанги, применяемые при перегрузке ОТВС из транспортных чехлов в чехлы хранилища.

Предлагаемый чехол для размещения и хранения дефектных отработавших тепловыделяющих сборок реактора ВВЭР-1000 иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-4.

На фиг.1 показан вид спереди чехла в разрезе; на фиг.2 показан вид чехла сверху; на фиг.3 - крышка в разрезе с головкой, повторяющей контур серийной ОТВС, установленная на трубу чехла, на фиг.4 - крышка в разрезе с головкой, повторяющей контур несерийной ОТВС, установленная на трубу чехла

Предлагаемый чехол для размещения и хранения отработавших тепловыделяющих сборок реактора ВВЭР-1000 содержит (см. фиг.1 и 2) центральную трубу 1, присоединенные к центральной трубе 1 верхнюю 2, промежуточные 3, нижнюю 4 дистанционирующие квадратные решетки с отверстиями, в которых установлены трубы 5. К центральной трубе 1 также присоединена плита 6 и основание 7, соединенные между собой ребрами 8. К нижнему торцу труб 5 на сварке присоединены днища 9, а к верхним торцам труб 5 - фланцы 10. В верхней части труб 5 установлены три ребра 11, образующие незамкнутый шестигранник. На трубы 5 (см. фиг.3 и 4) посредством байонетного соединения 12 устанавливаются крышки 13 с внутренними кольцами 14, уплотнительные поверхности 15 которых поджимаются байонетным соединением 12 к фланцам 10.

Так как на хранение поступают серийные и несерийные ОТВС реакторов ВВЭР-1000, имеющих различный внешний контур своих головок, для их перегрузки из транспортных чехлов в чехлы хранилища используются два типа штанг. Для установки ОТВС в трубу 5 и последующей постановки на нее крышки 13 одной и той же штангой крышки 13 снабжены головками 16 или 17, повторяющими внешний контур головок серийных или несерийных ОТВС соответственно. В верхней части головок 16 и 17 установлены металлокерамические фильтры 18.

Количество труб 5 в предлагаемом чехле составляет 10 штук исходя из опыта эксплуатации «мокрого» хранилища, показавшего, что поступление дефектных ОТВС и вероятность падения ОТВС при их перегрузке из транспортных чехлов в чехлы хранилища крайне мала. Оси восьми труб 5 располагаются равномерно по периметру квадратного сечения предлагаемого чехла, а еще двух труб 5 равномерно по одной из диагоналей квадратного сечения, при этом наименьшее расстояние между осями труб 5 превышает минимально допустимое условиями ядерной безопасности расстояние.

Заявляемый чехол для размещения и хранения дефектных ОТВС реактора ВВЭР-1000 эксплуатируется следующим образом.

Чехол опускается на дно бассейна хранилища, при этом трубы 5 предварительно заполняются водой для компенсации выталкивающей силы при погружении чехла с герметичными трубами в воду.

Выявленные в процессе эксплуатации дефектные ОТВС с деформированными трубками, соединяющими головку с тепловыделяющей частью ОТВС, из транспортного чехла перегружаются в заявляемый чехол следующим образом. При отклонении головки от вертикальной оси ОТВС, позволяющем зацепить ее соответствующей штатной штангой, дефектная ОТВС извлекается из транспортного чехла и устанавливается в трубу 5 заявляемого чехла. Далее этой же штангой зацепляется крышка 13 и устанавливается на трубу 5, при последующем повороте штанги байонетным соединением 12 уплотнительные поверхности 15 внутренних колец 14 крышки 13 поджимаются к фланцам 10.

При отклонении головки от вертикальной оси ОТВС, не позволяющем зацепить ее соответствующей штатной штангой, а также при подъеме ОТВС со дна бассейна в случае ее падения используется «Устройство для подъема и перемещения отработавших тепловыделяющих сборок», используемое в качестве аварийного инструмента (см. патент РФ №2418320, МПК7 G21C 19/32). С помощью указанного устройства, используемого для подъема и перемещения как серийных, так и несерийных ОТВС, последняя помещается в трубу 5 заявляемого чехла, после чего штатной штангой, соответствующей типу ОТВС, на трубу 5 устанавливается крышка 13 и поджимается к трубе 5 байонетным соединением 12. После установки крышек 13 на трубы 5 и их поджатия байонетным соединением 12 исключается циркуляция воды через трубы 5, а остаточное тепловыделение ОТВС поглощается водой бассейна за счет теплопередачи через стенки трубы 5. Возникающие в результате радиолиза воды газы отводятся из герметичного объема трубы 5 через металлокерамический фильтр 18.

1. Чехол для размещения и хранения отработавших тепловыделяющих сборок реактора ВВЭР-1000, выполненный из нержавеющей стали и содержащий центральную трубу, квадратные дистанционирующие решетки с отверстиями для установки труб, в которых размещаются отработавшие тепловыделяющие сборки, оси отверстий расположены симметрично относительно центральной оси чехла, отличающийся тем, что к нижнему торцу труб герметично присоединены днища, а к верхним торцам труб - фланцы, на трубы посредством байонетного соединения установлены крышки с внутренними кольцами, уплотнительные поверхности которых поджимаются байонетным соединением к фланцам труб, крышки снабжены головками, в верхней части которых установлены металлокерамические фильтры.

2. Чехол для размещения и хранения отработавших тепловыделяющих сборок реактора ВВЭР-1000 по п.1, отличающийся тем, что внешний контур головок крышек соответствует внешнему контуру головок ОТВС.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к средствам для хранения отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) реактора ВВЭР-1000 и предназначено для использования в стационарных хранилищах отработанного ядерного топлива на заводах по регенерации такого топлива или на АЭС.

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к средствам для хранения отработавших ядерных топливных элементов реактора РБМК-1000, и предназначено для использования в стационарных хранилищах отработанного ядерного топлива на заводах по регенерации такого топлива или на АЭС.

Изобретение относится к области атомной техники, в частности к устройствам для установки пеналов отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) в хранилища отработавшего ядерного топлива, и может быть использовано на атомных электростанциях или спецкомбинатах для утилизации ОТВС ядерных реакторов.

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к средствам хранения отработавших ядерных топливных элементов реактора РБМК-1000, и предназначено для использования в стационарных хранилищах отработанного ядерного топлива на заводах по регенерации такого топлива или на АЭС.

Изобретение относится к области ядерной энергетики, касается, в частности, технологии хранения отработавшего ядерного топлива и может быть использовано в хранилищах отработавшего ядерного топлива.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к средствам для хранения отработавших ядерных топливных элементов (ТВС) реактора ВВЭР 1000, и предназначено для использования в хранилищах отработанного ядерного топлива на заводах по регенерации такого топлива или на АЭС.

Изобретение относится к технике эксплуатации атомных станций и может быть использовано при обращении с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ), в частности, к средствам крепления установленных на позицию длительного хранения отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) в хранилищах, имеющих щелевые балочные перекрытия, или на заводах по регенерации отработавшего ядерного топлива.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к средствам для хранения отработавших ядерных топливных элементов реактора ВВЭР 1000 и предназначено для использования в хранилищах отработанного ядерного топлива на заводах по регенерации такого топлива или на АЭС.

Изобретение относится к области обращения с отработавшим ядерным топливом. .

Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано в хранилищах отработанного ядерного топлива (ХОЯТ), а также при транспортировке отработанного ядерного топлива (ОЯТ) из приреакторного бассейна в хранилище.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к групповой перегрузке ампул с отработавшим ядерным топливом реактора РБМК - 1000 из транспортного чехла в пеналы

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к обращению с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ), а более конкретно к загрузке, транспортированию, выгрузке и размещению ампул с пучками тепловыделяющих элементов реактора РБМК-1000 в пеналах сухого хранилища

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к средствам для обеспечения безопасности при перегрузке ампул, загруженных пучками отработавших тепловыделяющих элементов (твэлов) реактора РБМК-1000, и предназначено для использования в «сухом» хранилище отработавшего ядерного топлива. Технический результат заключается в повышении безопасности при перегрузке ампул с пучками твэлов за счет размещения остатка ампул с пучками твэлов в оборотном пенале, временно размещаемом в гнезде хранения. Пенал содержит корпус с выполненной в нем кольцевой канавкой, вертикальные стойки, решетку, образующую ячейки для размещения ампул и крышку с грузозахватным устройством, выполненным в виде центрального грибка, установленный в центральном грибке замок с замыкающими стержнями. Крышка установлена на опорный фланец, присоединенный к корпусу под кольцевой канавкой на сварке. Замыкающие стержни установлены в направляющих на внешней поверхности крышки и соединены с замком. Верхние поверхности кольцевой канавки и замыкающих стержней выполнены под углом, не превышающим угол трения, а в крышке выполнено отверстие, в котором установлен аэрозольный фильтр. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к средствам для хранения отработавших ядерных топливных элементов реактора РБМК-1000, а более конкретно к средствам для обеспечения безопасности при перегрузке ампул, загруженных пучками отработавших тепловыделяющих элементов (твэлов) реактора РБМК-1000, и предназначено для использования в «сухом» хранилище отработавшего ядерного топлива. Герметичный пенал хранения ампул с пучками тепловыделяющих элементов содержит корпус, вертикальные стойки и штатную крышку с грузозахватным устройством, выполненным на крышке в виде центрального грибка и дублирующий захватный бурт, выполненный по периферии крышки. В центральном грибке крышки установлен клапан для откачки и заполнения пенала средой хранения и контроля герметичности и управляющий им стержень-заглушку. В корпусе пенала установлен на сварке фланец, к которому на период загрузки сухого хранилища присоединяется на болтах съемная временная крышка с центральным грибком, решетка выполнена из присоединенных на сварке к фланцу с нижней стороны продольных пластин, с верхней стороны которых выполнены пазы, в которые установлены съемные поперечные пластины, а после загрузки сухого хранилища вместо съемной временной крышки на сварке устанавливается штатная крышка. Изобретение позволяет повысить безопасность при перегрузке ампул с пучками твэлов. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к ядерной технике, в частности к упаковке (загрузке) дефектных отработавших твэлов в ампулу (пенал) для временного хранения в бассейне выдержки и последующей транспортировки на переработку. После загрузки отработавших твэлов в пенал и запрессовки верхней крышки на опоре-фиксаторе кессона размещают нижнюю крышку пенала, загруженный пенал устанавливают в кессон, подают в кессон сжатый воздух, после чего загруженный пенал осаживают на нижнюю крышку и извлекают загруженный пенал из кессона. Предложенный способ реализуется устройством, состоящим из пенала и кессона. Пенал состоит из герметичного корпуса с верхней и нижней крышками. В корпусе пенала установлена опора для загруженных твэлов, а верхняя и нижняя крышки снабжены уплотнениями. Корпус пенала устанавливают с возможностью вертикального перемещения через уплотнительный узел в кессон. Входной патрубок кессона через клапан соединен с трубопроводом сжатого воздуха, а выходной - с атмосферой над бассейном. В нижней части кессона установлена опора-фиксатор для размещения на нем нижней крышки пенала. В корпусе пенала установлена опора для загруженных твэлов, а верхняя и нижняя крышки снабжены уплотнениями. Технический результат - возможность осуществлять под защитным слоем воды не только загрузку отработавших твэлов в пенал, но и удаление из загруженного пенала воды и его герметизацию. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к транспортированию, выгрузке и размещению пучков тепловыделяющих элементов реактора РБМК-1000 в пеналах сухого хранилища. Контейнер содержит корпус, в котором размещен чехол, и защитную крышку. В чехле на нижней диафрагме установлены гнезда с возможностью размещения в них выемных кассет. Внутри гнезд на нижней диафрагме и над каждым гнездом на защитной крышке установлены торцевые подпружиненные элементы, включающие стакан, плунжер и пружину. К плунжерам прикреплено опорное кольцо с возможностью прохождения внутри его трубчатых демпферов ампул выемной кассеты, устанавливаемой на опорное кольцо с образованием зазора между торцами трубчатых демпферов и нижней диафрагмой. На торцевых подпружиненных элементах между стаканом и плунжером установлены пластичные втулки с зазором между их верхними торцами и плунжерами. Зазор между торцами трубчатых демпферов и нижней диафрагмой равен сумме величины зазора между верхними торцами пластичных втулок и плунжерами и 0,3-0,5 высоты пластичной втулки. Технический результат - снижение риска деформаций трубчатых демпферов и крышек ампул выемной кассеты в случае падения выемных кассет в гнезда чехла, чехла с загруженными выемными кассетами - в контейнер и падения контейнера. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технологии хранения отработавшего ядерного топлива в бассейнах выдержки, в частности к области коррозионно-безопасного хранения, обеспечения целостности оболочек твэлов и чехлов отработавших тепловыделяющих сборок, и может быть использовано как на действующих АЭС, так и при проектировании новых АЭС. Заявленный способ включает операции выгрузки отработавшей тепловыделяющей сборки (ОТВС) из реактора, ее отмывки от остатков натрия, термического отжига ОТВС в инертной среде при температуре от 700 до 750°C в течение от 1 до 10 часов с давлением, соответствующим давлению внутритвэльной атмосферы, помещения ее в негерметичный по воде чехол, расположенный на дне БВ. Техническим результатом является повышение коррозионной стойкости оболочек твэлов и чехлов ОТВС, выполненных из ферритно-мартенситных 12%-ных хромистых сталей, уменьшение радиационной и экологической опасности при хранении ОЯТ за счет снижения концентрации радионуклидов в воде бассейна выдержки. 2 табл.

Заявленное изобретение относится к пеналам сухого хранилища для тепловыделяющих элементов (твэлов) реактора РБМК-1000. Пенал содержит корпус с амортизатором, крышку (10) с клапаном и замком и выемную кассету (1) с основанием и присоединенными к нему вертикальными стойками (4) и трубами для размещения в них пучков твэлов (22). Трубы соединены с вертикальными стойками и между собой на сварке и снабжены в нижней части донышками (7), а в верхней части крышками. Выемная кассета снабжена транспортным съемным диском, установленным при помощи направляющих (12) и фиксирующих (13) элементов на вертикальных стойках над крышками с возможностью вертикального перемещения и фиксации в верхнем положении. На нижней поверхности съемного диска (11), соосно с крышками, прикреплены пружины (28), на верхней поверхности по его центральной оси - грузозахватный грибок (25). По центральной оси выемной кассеты установлена дополнительная труба с донышком и крышкой, в которой размещается дополнительный пучок твэлов. Крышки установлены в корпус с возможностью вертикального перемещения в трубах. После загрузки выемных кассет с пучками твэлов в защитный контейнер и установки защитной крышки контейнера последняя перемещает транспортный съемный диск, пружинами которого крышки вдвигаются в трубы и фиксируют пучки твэлов в них. Технический результат заключается в повышении вместимости выемной кассеты. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к обращению с отработавшим ядерным топливом, а более конкретно к загрузке, транспортированию и выгрузке ампул с пучками тепловыделяющих элементов реактора РБМК-1000 из транспортного чехла в пеналы сухого хранилища. Решетка включает в себя присоединенные к основанию центральную трубу, вертикальные стойки и ячейки для размещения ампул с пучками твэлов, выполненные в несколько соосных ярусов. В основании выполнены отверстия, соосные с осями симметрии ячеек и отверстие по оси центральной трубы. Внутренний диаметр центральной трубы выполнен равным внутреннему диаметру ячеек, а верхняя часть центральной трубы снабжена устройством для ее зацепления после извлечения из нее ампулы. Технический результат - возможность размещения в центральной трубе ампулы с кондиционным или некондиционным пучком твэлов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх