Способ обращения с отработавшим ядерным топливом реактора рбмк-1000 и устройства для его осуществления

Группа изобретений относится к ядерной технике, в частности к обращению с отработавшим ядерным топливом, а именно к загрузке, транспортированию, выгрузке и размещению ампул с пучками тепловыделяющих элементов (ПТ) реактора РБМК-1000 в пеналах сухого хранилища. Технический результат - повышение эффективности транспортировки и хранения ПТ. Способ включает размещение на АЭС пучков тепловыделяющих элементов в ампулах и их загрузку в чехол, транспортирование чехла с ампулами в защитном контейнере на сухое хранилище, перегрузку ампул из чехла в пеналы, герметизацию пеналов путем приварки крышки к корпусу пенала, заполнение пеналов азотно-гелиевой смесью через клапан, герметизацию клапана, контроль герметичности сварных швов и размещение пеналов в гнездах сухого хранилища. При отправке на АЭС решетки извлекают из корпусов пеналов и устанавливают в ячейки (гнезда) чехла, на АЭС часть ампул с ПТ загружают в решетки пеналов, размещенные в гнездах чехла, а часть ампул - в ячейки чехла, размещенные между гнездами. В сухом хранилище краном-манипулятором поочередно извлекают решетки с ампулами с ПТ из чехла и устанавливают их в корпуса пеналов, а ампулы из ячеек чехла перегружают в корпус пенала известным способом с помощью электромеханического манипулятора грузоподъемностью 500 кг. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Группа изобретений относятся к ядерной технике, в частности, к обращению с отработавшим ядерным топливом, а более конкретно к загрузке, транспортированию, выгрузке и размещению ампул с пучками тепловыделяющих элементов реактора РБМК-1000 в пеналах сухого хранилища.

Известен способ обращения с отработавшим ядерным топливом реактора РБМК-1000, включающий в себя разделку двухпучковой топливной сборки ядерного реактора на пучки твэлов (ПТ), установку ПТ в ампулы с фиксацией на них крышек, загрузку ампул с ПТ в гнезда предназначенных для этого транспортных чехлов и установку их после заполнения всех гнезд в соответствующие транспортные контейнеры (см. патент РФ №2226011).

Также известен способ дальнейшего обращения с отработавшим ядерным топливом (см. проект «Комплекс основного технологического оборудования для транспортно-технологических операций в камере комплектации пеналов. Руководство по эксплуатации 1694-00-0003 РЭ» разработки ОАО «Центральное конструкторское бюро машиностроения», г.Санкт-Петербург), включающий установку доставленного на сухое хранилище защитного транспортного контейнера с чехлом, загруженным ампулами с ПТ, на передаточную платформу, подачу передаточной платформы под приемное гнездо камеры комплектации пеналов (далее по тексту - ККП), стыковку транспортного контейнера с ККП, снятие защитной крышки с контейнера, извлечение транспортного чехла с ампулами из контейнера и установку его в приемном гнезде на подкатываемую под транспортный чехол тележку. Далее из транспортного чехла с помощью электромеханического манипулятора грузоподъемностью 500 кг извлекают по одной ампуле с ПТ и устанавливают их в ячейки корпуса пенала. Перегрузку ампул с ПТ осуществляют дистанционно электромеханическим некопирующим мостовым манипулятором грузоподъемностью 500 кг (проект 1697-20-0002 разработки ОАО «Центральное конструкторское бюро машиностроения»). После полного заполнения корпуса ампулами с ПТ на корпус пенала устанавливают крышку, соединяют ее с корпусом на сварке, осуществляют через клапан крышки вакуумирование и заполнение пенала азотно-гелиевой смесью с избыточным давлением, после чего герметизируют клапан сваркой. Транспортировку загруженных пеналов в гнезда хранения осуществляют мостовым краном-манипулятором грузоподъемностью 4000 кг.

К недостаткам известного способа относится то, что перегрузка ампул с ПТ, осуществляемая электромеханическим некопирующим мостовым манипулятором по одной ампуле с ПТ, занимает продолжительное время.

Известный способ осуществляют с помощью известных устройств, а именно: герметичного пенала хранения отработавшего ядерного топлива и контейнера для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива с установленным в нем чехлом.

Известен герметичный пенал хранения отработавшего ядерного топлива (см. патент РФ №2435239, МПК. G21C 19/06, 2010), содержащий корпус, установленную внутри корпуса решетку и крышку.

Корпус образован цилиндрической обечайкой, на верхнем утолщенном конце которой выполнена расточка для установки и последующей приварки крышки, и глухим днищем с амортизатором. В корпусе на верхнем утолщенном конце выполнена внутренняя кольцевая канавка.

Крышка представляет собой диск, в центральной утолщенной части которого установлен грибок, в котором установлен замок с возможностью до выполнения сварного шва соединения крышки с корпусом пенала удерживать корпус пенала введением в кольцевую канавку замыкающих стержней, установленных в направляющих на внутренней поверхности крышки при совмещении свариваемых кромок центрального грибка и стержня-заглушки. В центральном грибке крышки установлен клапан для откачки и заполнения пенала средой хранения и контроля герметичности и управляющий им стержень-заглушку.

Решетка служит для размещения ампул в пенале и предотвращения неконтролируемого самопроизвольного перемещения их при транспортитировании и хранении, которые осуществляются в вертикальном положении. Решетка выполнена в виде набора дисков с соосными отверстиями, образующими ячейки для размещения отработавших тепловыделяющих сборок. Диски закреплены на вертикальных стойках на определенных расстояниях друг от друга, рассчитываемых по формуле, что позволяет осуществлять установку ампул с допускаемой непрямолинейностью.

Загрузка ампул с ПТ в известный пенал осуществляется следующим образом.

С установленного в гнездо загрузки пенала снимается крышка. Ампулы с ПТ электромеханическим некопирующим мостовым манипулятором по одной извлекаются из чехла и устанавливаются в ячейки решетки. После полной загрузки пенала ампулами с ПТ крышка устанавливается на корпус пенала. Далее крышка сваривается с корпусом, управляющей стержнем-заглушкой открывается клапан, через который осуществляется вакуумирование и заполнение пенала азотно-гелиевой смесью с избыточным давлением, после чего клапан закрывается. Герметизация клапана осуществляется последующей сваркой кромок стержня-заглушки и торца грибка крышки.

К недостаткам известного пенала относится то, что конструктивно решетка не извлекается из корпуса пенала и предназначена только для транспортирования ампул с ПТ в вертикальном положении, так как она изготовлена из набора дисков с соосными отверстиями, образующими ячейки для размещения отработавших тепловыделяющих сборок. Вследствие этого при переводе решетки в горизонтальное положение ампулы будут не зафиксированы от горизонтального перемещения при транспортировке, что при взаимодействии с опорными площадками в отверстиях дисков может привести к деформациям ампулы.

Известен чехол, помещаемый в контейнере для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива (см. патент РФ №2324241), содержащий соединенные между собой диафрагмы с ячейками для установки пучков тепловыделяющих элементов и центральную трубу с хвостовиком для грузового захвата, причем центры ячеек в плане расположены по контурам соответствующих правильных шестиугольников, имеющих общий центр, который геометрически совмещен с продольной осью центральной трубы, диафрагмы чехла жестко соединены посредством продольных стержневых элементов, расположенных вокруг диафрагм вдоль продольной оси чехла, при этом контейнер содержит трубчатые элементы, которые установлены в фиксированном положении, соответственно между смежными диафрагмами чехла соосно соответствующим несмежными между собой ячейками, причем внутренний диаметр трубчатых элементов соответствует диаметру ячеек, при этом чехол снабжен опорными демпфирующими элементами, которые установлены с наружной стороны нижней диафрагмы. Ячейки выполнены каждая с возможностью установки пучка тепловыделяющих элементов, помещенного в ампулу. Чехол снабжен торцевыми подпружиненными элементами, которые установлены на нижней диафрагме, каждый напротив соответствующей ячейки с возможностью взаимодействия с ампулой в нормальной эксплуатации контейнера. Опорные демпфирующие элементы выполнены каждый с возможностью пластической деформации вдоль продольной оси чехла при аварийном нагружении последнего. Продольные стержневые элементы установлены заподлицо с диафрагмами. Известный чехол, в котором осуществляется доставка ампул с ПТ на сухое хранилище, принят в качестве прототипа.

К недостаткам известного чехла относится то, что в его ячейки устанавливаются 144 ампулы с ПТ, которые извлекаются электромеханическим некопирующим мостовым манипулятором по одной и устанавливаются в пеналы в камере комплектации пеналов. Кроме того, так как вместимость известного пенала составляет 30 ампул с ПТ, то, после полной загрузки четырех пеналов, в пятый пенал может быть установлено только 24 ампулы с ПТ. Не полностью загруженный пенал не может оставаться в гнезде камеры комплектации пеналов до прибытия следующего транспортного чехла, так как его нахождение не позволяет проводить профилактические работы с оборудованием камеры комплектации пеналов. Также не полностью загруженный пенал не может быть временно установлен в гнезда хранения сухого хранилища, так как в этом случае его транспортировка должна осуществляться без его герметизации с не приваренной крышкой и клапаном, что резко снижает безопасность обращения с отработавшим ядерным топливом.

Поэтому незагруженные ампулы с ПТ остаются в чехле, который вновь устанавливается в защитный контейнер, и хранится до прибытия следующего, что снижает оборачиваемость транспортно-упаковочного комплекта между АЭС и сухим хранилищем и ухудшает радиационную безопасность.

Предлагаемые изобретения направлены на достижение технического результата, заключающегося в увеличении вместимости чехла до 150 ампул с ПТ, размещении решеток пеналов в гнездах чехла, загрузке и транспортировке части ампул с ПТ в ячейках решеток, а части ампул с ПТ в ячейках чехла, расположенных между гнездами, и перегрузке в сухом хранилище решеток с ампулами с ПТ из гнезд чехла в корпуса пеналов, а ампул с ПТ из ячеек чехла в корпус пенала известным способом.

Для получения указанного технического результата в предлагаемом способе, включающем размещение на АЭС пучков тепловыделяющих элементов в ампулах и их загрузку в чехол, транспортирование чехла с ампулами в защитном контейнере на сухое хранилище, перегрузку ампул из чехла в пеналы, герметизацию пеналов путем приварки крышки к корпусу пенала, заполнение пеналов азотно-гелиевой смесью через клапан, герметизацию клапана, контроль герметичности сварных швов и размещение пеналов в гнездах сухого хранилища, при отправке на АЭС решетки извлекают из корпусов пеналов и устанавливают в ячейки (гнезда) чехла, на АЭС часть ампул с ПТ загружают в решетки пеналов, размещенные в гнездах чехла, а часть ампул - в ячейки чехла, размещенные между гнездами, в сухом хранилище краном-манипулятором поочередно извлекают решетки с ампулами с ПТ из гнезд чехла и устанавливают их в корпуса пеналов, а ампулы из ячеек чехла перегружают в корпус пенала известным способом с помощью электромеханического манипулятора грузоподъемностью 500 кг.

Извлечение решеток из корпусов пеналов и их установка в гнезда чехла, отправляемого на АЭС, позволяет осуществить на АЭС загрузку ампул с ПТ непосредственно в ячейки решеток, установленных в чехле, и транспортировать решетки с ампулами с ПТ в чехле в защитном контейнере на сухое хранилище. Извлечение решеток с ампулами с ПТ из гнезд чехла и установка их в корпуса пеналов позволяет сократить продолжительность перегрузки. Перегрузка части ампул из ячеек чехла известным способом позволяет осуществить полную загрузку корпуса пенала тридцатью ампулами с ПТ.

Для достижения названного технического результата, в предлагаемом герметичном пенале хранения отработавшего ядерного топлива реактора РБМК-1000, включающем корпус с амортизатором, крышку с клапаном и замком, решетку с вертикальными стойками и ячейками для размещения ампул с пучками твэлов, решетка выполнена в несколько соосных ярусов, состоящих из трубчатых гильз, соединенных с центральной трубой, вертикальными стойками и между собой пластинами с образованием круглых и треугольных ячеек, оси симметрии которых располагаются в вершинах равносторонних треугольников, причем диаметр вписанной окружности треугольных ячеек равен внутреннему диаметру круглых ячеек, торцы пластин, расположенных между вертикальными стойками, выполнены V-образной формы, к центральной трубе присоединено основание, в котором выполнены отверстия, соосные с осями симметрии ячеек, а в центральной трубе установлен съемный грибок, по форме повторяющий грибок крышки пенала.

Выполнение решетки в несколько соосных ярусов, состоящих из трубчатых гильз, соединенных с центральной трубой, вертикальными стойками и между собой пластинами с образованием круглых и треугольных ячеек, позволяет не только увеличить опорные площадки для ампул с ПТ в каждом ярусе при горизонтальном положении решетки в гнезде чехла, но и распределять весовую нагрузку от ампул с ПТ через пластины на боковые стенки гнезда чехла и, тем самым, осуществлять транспортировку ампул с ПТ в решетке в горизонтальном положении. В этом случае весовая нагрузка от вышерасположенных ампул с ПТ будет распределяться на составляющие, направленные вдоль пластин, расположенных под различными углами, в том числе и на боковые стенки гнезд.

Расположение осей симметрии ячеек в вершинах равносторонних треугольников позволяет осуществить требуемую плотность упаковки ампул в решетке.

Равенство диаметра вписанной окружности треугольных ячеек внутреннему диаметру круглых ячеек позволяет разместить ампулы с ПТ как в круглых, так и в треугольных ячейках.

Выполнение торцов пластин, расположенных между вертикальными стойками, V-образной формы позволяет создать периферийные ячейки, расположенные между вертикальными стойками.

Установка в центральных трубах решеток грибков позволяет осуществлять извлечение решеток из корпусов пеналов, чтобы установить их в гнезда чехла при его отправке на АЭС.

Установка в центральной трубе решетки грибка, по форме повторяющего грибок крышки пенала, позволяет осуществлять зацепление за него захвата крана-манипулятора, предназначенного для транспортировки пеналов в ККП, извлечение решеток с ампулами с ПТ из чехла и их установку в корпуса пеналов.

Установка съемного грибка в центральную трубу решетки позволяет после установки порожних решеток в гнезда чехла извлечь грибок из центральной трубы и обеспечить загрузку ампулами с ПТ примыкающих к центральной трубе ячеек решетки, а после установки чехла в приемное гнездо ККП осуществить постановку грибка и обеспечить зацепление загруженной ампулами с ПТ решетки за установленный выше крышек ампул грибок.

Для достижения названного технического результата в чехле, помещаемом в контейнере для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива, включающем трубчатые элементы, торцевые подпружиненные элементы, центральную трубу с хвостовиком для грузового захвата, присоединенную к нижней диафрагме, с наружной стороны которой установлены демпфирующие элементы, особенностью является то, что трубчатые элементы (гнезда) установлены на нижней диафрагме с возможностью размещения решетки пенала в каждом гнезде, внутри гнезд в нижней диафрагме выполнены отверстия и смонтированы направляющие, ориентирующие решетку в гнезде таким образом, чтобы отверстия в основании решетки располагались над отверстиями в нижней диафрагме, под которыми установлены торцевые подпружиненные элементы, гнезда жестко соединены между собой ребрами в несколько ярусов, в ребрах и нижней диафрагме выполнены соосные отверстия с образованием ячеек для размещения ампул с ПТ, под отверстиями в нижней диафрагме также установлены торцевые подпружиненные элементы.

Кроме того, суммарное количество ячеек в ребрах равно количеству ячеек решетки, а в противолежащих ребрах располагается одинаковое количество ячеек.

В частном случае, в качестве направляющих используются центрирующий и позиционирующий стержни, прикрепленные внутри трубчатых элементов к нижней диафрагме и взаимодействующие при установке решетки в гнездо с ее центральной трубой и одной из вертикальных стоек соответственно.

В другом частном случае для обеспечения ядерной безопасности гнезда чехла могут быть выполнены из борсодержащей стали.

Установка гнезд на нижней диафрагме с возможностью размещения решетки пенала в каждом гнезде, позволяет осуществить загрузку, транспортировку и перегрузку ампул с ПТ в решетках и, тем самым, сократить продолжительность перегрузки ампул с ПТ из чехла в корпуса пеналов.

Выполнение внутри гнезд в нижней диафрагме отверстий и установка направляющих, ориентирующих решетку в гнезде таким образом, чтобы отверстия в основании решетки располагались над отверстиями в нижней диафрагме, в которых установлены торцевые подпружиненные элементы, позволяют при установке ампул с ПТ в ячейки решетки, размещенной в гнезде чехла, вводить трубчатые демпферы ампул в отверстия основания решетки, опирая их на торцевые подпружиненные элементы нижней диафрагмы. При установке чехла в контейнер и закрытии последнего защитной крышкой ампулы с ПТ, расположенные в решетках, оказываются зафиксированными между защитной крышкой и торцевыми подпружиненными элементами, что исключает их продольные перемещения при транспортировке и позволяет осуществить транспортировку ампул с ПТ в решетках, размещенных в гнездах чехла.

Выполнение в ребрах и нижней диафрагме соосных отверстий с возможностью установки в них ампул с ПТ и установка под отверстиями в нижней диафрагме торцевых подпружиненных элементов позволяет получить ячейки в ребрах чехла для установки в них дополнительного количества ампул с ПТ и, тем самым, увеличить общую вместимость чехла до 150 ампул с ПТ.

Соединение гнезд между собой ребрами в несколько ярусов позволяет обеспечить необходимую жесткость чехла и обеспечить отведение тепла от чехла к корпусу контейнера.

Равенство суммарного количества ячеек в ребрах количеству ячеек решетки пенала позволяет осуществить полную выгрузку ампул с ПТ из чехла без остатка и полную загрузку корпуса пенала и, тем самым, повысить оборачиваемость чехлов и контейнеров между сухим хранилищем и АЭС, а также снизить радиационную нагрузку на персонал.

Расположение в противолежащих ребрах по одинаковому количеству ячеек позволяет получить симметричное расположение ампул в чехле и расположение центра тяжести чехла по вертикальной оси центральной трубы.

Использование в качестве направляющих центрирующего и позиционирующего стержней, прикрепленных внутри гнезд к нижней диафрагме и взаимодействующие при установке решетки в гнездо с ее центральной трубой и одной из вертикальных стоек соответственно, позволяет при установке решетки в гнездо сориентировать ее таким образом, чтобы отверстия в основании решетки располагались над отверстиями в нижней диафрагме, в которых установлены торцевые подпружиненные элементы.

Выполнение гнезд чехла из борсодержащей стали позволяют обеспечить ядерную безопасность чехла при более полной загрузке чехла ампулами.

Предлагаемые изобретения иллюстрируются чертежами, на которых изображены:

на фиг.1 - чехол с установленными в него решетками в защитном контейнере;

на фиг.2 - разрез Б-Б на фиг.1;

на фиг.3 - решетка пенала;

на фиг.4 - чехол;

на фиг.5 - схема реализации предложенного способа перегрузки решеток, загруженных ампулами с ПТ, из чехла в корпуса пеналов в ККП сухого хранилища.

Предлагаемый способ осуществляют в следующей последовательности.

При подготовке к отправке на АЭС решетки извлекают из корпусов пеналов и устанавливают в чехлы. Ячейки в решетках и ребрах чехла заполняют порожними ампулами. Грибок извлекают из центральной трубы решетки для исключения помех при загрузке ампул с ПТ в примыкающие к центральной трубе ячейки. Чехлы устанавливают в защитные контейнеры и отправляют на АЭС. На АЭС загружают ПТ в ампулы, установленные в решетках и ребрах чехла и закрывают ампулы крышками. Загруженные чехлы в защитных контейнерах транспортируют на сухое хранилище. В сухом хранилище защитный контейнер устанавливают под приемным гнездом, снимают с него защитную крышку и лебедкой поднимают загруженный ампулами с ПТ чехол в приемное гнездо ККП. С помощью копирующего манипулятора устанавливают грибки в центральные трубы решеток, краном - манипулятором зацепляют за грибок решетку с ампулами, извлекают ее из чехла и устанавливают в корпус пенала, размещенный в гнезде ККП, после чего грибок извлекают из центральной трубы. Перегрузку ампул с ПТ из ячеек, размещенных в ребрах чехла, в корпус пенала осуществляют известным способом по одной ампуле с помощью электромеханического манипулятора. Далее известным способом осуществляют герметизацию пеналов путем приварки крышки к корпусу пенала, заполнение пеналов азотно-гелиевой смесью через клапан, герметизацию клапана, контроль герметичности сварных швов и транспортировку и установку пеналов в гнездах сухого хранилища.

В подготовленный к отправке на АЭС защитный контейнер (см. фиг.1) установлен чехол 1, в гнездах 2 которого установлены решетки 3 пеналов. В ячейки 4 решеток 3 устанавливаются порожние ампулы 5.

Предлагаемая решетка 3 (см. фиг.2) содержит центральную трубу 6, к нижнему торцу которой присоединено основание 7, а к верхнему торцу гильза 8 с установленным в нее на резьбе грибком 9, по форме повторяющим грибок крышки пенала. Решетка содержит несколько соосных ярусов 10, состоящих из трубчатых гильз 11, соединенных с центральной трубой 6, вертикальными стойками 12 и между собой пластинами 13 с образованием шести круглых 14 и двадцати четырех треугольных 15 ячеек, оси симметрии которых располагаются в вершинах равносторонних треугольников. Диаметр вписанной окружности треугольных ячеек 15 равен внутреннему диаметру круглых ячеек 14. Торцы 16 пластин 17, расположенных между вертикальными стойками 12, выполнены V-образной формы. В основании 7 выполнены отверстия 18, соосные с осями симметрии ячеек 14 и 15. Грибок 9 установлен в гильзу 8 с возможностью его снятия, в частном случае по резьбе 19. В отправляемом на АЭС контейнере грибки 9 решеток 3 из центральных труб 6 извлечены.

Предлагаемый чехол 1 (см. фиг.3) содержит центральную трубу 20, к нижнему торцу которой присоединена диафрагма 21. На нижней стороне диафрагмы 21 установлены демпфирующие элементы 22, а на верхней стороне - гнезда 23. Внутри каждого гнезда 23 в диафрагме 21 выполнены отверстия 24, в которых установлены торцевые подпружиненные элементы 25. Также внутри каждого гнезда 23 на диафрагме 21 установлены центрирующие 26 и позиционирующие 27 стержни, причем центрирующие стержни 26 установлены по центральной оси гнезд 23. Позиционирующие стержни 27 установлены таким образом, чтобы при установке решеток 3 в гнезда 23 он входил в одну из вертикальных стоек 12, при этом отверстия 18 в основаниях 7 решеток 3 располагались над отверстиями 24 в диафрагме 21 и установленными в них торцевыми подпружиненными элементами 25. Гнезда 23 соединены между собой в несколько ярусов ребрами 28. В ребрах 28 и диафрагме 21 выполнены соосные отверстия 29 и 24 соответственно. Внутренний диаметр отверстий 29 превышает наружный диаметр ампулы 5, а в отверстия 24 установлены торцевые подпружиненные элементы 25, образуя ячейки 30, расположенные в ребрах 26. На двух противолежащих ребрах 28 размещается по восемь ячеек 30, на двух других -по семь ячеек 30. К верхнему торцу центральной трубы 20 присоединен хвостовик 31. В частном случае гнезда 23 могут быть выполнены из борсодержащей стали.

Предлагаемые решетка и чехол работают при реализации предложенного способа следующим образом.

При подготовке к отправке на АЭС транспортно-упаковочных комплектов, решетки 3 за грибок 9 извлекают из корпусов пеналов и устанавливают в гнезда 2 чехла 1, ориентируя решетки 3 так, чтобы центральная труба 6 решетки 3 села на центрирующий стержень 26, а одна из вертикальных стоек 12 - на позиционирующий стержень 27. Грибок 9 решетки 3 по резьбе 19 извлекается из центральной трубы 6. Затем в круглые и треугольные ячейки 14 и 15 решетки 3 устанавливают порожние ампулы 5, которые своими трубчатыми демпферами проходят через отверстия 18 и опираются в торцевые подпружиненные элементы 25, установленные в отверстиях 24 диафрагмы 21. Затем порожними ампулами 5 заполняются ячейки 30, расположенные в ребрах 28 чехла 1. Заполненный порожними ампулами 5 чехол 1 устанавливают в защитный контейнер и отправляют в составе транспортно-упаковочного комплекта на АЭС. На АЭС в ампулы 5, размещенные в ячейках 14 и 15 решеток 3 и ячейках 30 загружают ПТ, устанавливают чехол 1 в защитный контейнер и отправляют на сухое хранилище. В сухом хранилище защитный контейнер устанавливают под приемным гнездом и снимают с него защитную крышку. За хвостовик 31 чехол 1 зацепляют захватом лебедки, которой поднимают загруженный ампулами с ПТ чехол 1 в приемное гнездо ККП, устанавливая его на подкатываемую под него тележку. Затем копирующим манипулятором устанавливают грибки 9 решеток 3 в центральные трубы 6, захватом крана-манипулятора зацепляют решетку 3 с ампулами 5 с ПТ за грибок 9, извлекают ее из чехла 1 и устанавливают в корпус пенала, размещенный в гнезде ККП, после чего снимают грибок 9. Далее известным способом осуществляют герметизацию пенала путем приварки крышки к корпусу пенала, заполнение пенала азотно-гелиевой смесью через клапан, герметизацию клапана, контроль герметичности сварных швов, транспортировку и установку пенала в гнездо сухого хранилища. После установки нового порожнего корпуса пенала в гнездо ККП, аналогичным образом перегружают следующую решетку 3 с ампулами 5 с ПТ. Перегрузку ампул 5 с ПТ из ячеек 30, размещенных в ребрах 28, в корпус пенала осуществляют известным способом дистанционно электромеханическим некопирующим мостовым манипулятором. После загрузки корпуса пенала тридцатью ампулами 5 с ПТ также известным способом осуществляют его герметизацию путем приварки крышки к корпусу пенала, заполнение его азотно-гелиевой смесью через клапан, герметизацию клапана, контроль герметичности сварных швов и транспортировку и установку пенала в гнездо сухого хранилища.

1. Способ обращения с отработавшим ядерным топливом, включающий размещение пучков тепловыделяющих элементов в ампулах, загрузку ампул в чехол, транспортирование чехла с ампулами в защитном контейнере к сухому хранилищу, перегрузку ампул из чехла в пеналы, герметизацию пеналов путем приварки крышки к корпусу пенала, заполнение пеналов азотно-гелиевой смесью через клапан, герметизацию клапана, контроль герметичности сварных швов и размещение пеналов в гнездах сухого хранилища, отличающийся тем, что при отправке на АЭС решетки извлекают из корпусов пеналов и устанавливают в ячейки (гнезда) чехла, на АЭС часть ампул с ПТ загружают в решетки, размещенные в гнездах чехла, а часть ампул - в ячейки чехла, размещенные между гнездами, в сухом хранилище краном-манипулятором поочередно извлекают решетки с ампулами с ПТ из чехла и устанавливают их в корпуса пеналов, а ампулы из ячеек чехла перегружают в корпус пенала с помощью электромеханического манипулятора.

2. Герметичный пенал хранения отработавшего ядерного топлива реактора РБМК-1000, включающий корпус с амортизатором, крышку с клапаном и замком, решетку с вертикальными стойками и ячейками для размещения ампул с пучками твэлов, отличающийся тем, что решетка выполнена в несколько соосных ярусов, состоящих из трубчатых гильз, соединенных с центральной трубой, вертикальными стойками и между собой пластинами с образованием круглых и треугольных ячеек, оси симметрии которых располагаются в вершинах равносторонних треугольников, причем диаметр вписанной окружности треугольных ячеек равен внутреннему диаметру круглых ячеек, торцы пластин, расположенных между вертикальными стойками, выполнены V-образной формы, к центральной трубе присоединено основание, в котором выполнены отверстия, соосные с осями симметрии ячеек, а в центральной трубе установлен съемный грибок, по форме повторяющий грибок крышки пенала.

3. Герметичный пенал хранения отработавшего ядерного топлива реактора РБМК-1000 по п.2, отличающийся тем, что грибок установлен в центральной трубе на резьбе.

4. Чехол контейнера для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива, включающий трубчатые элементы, торцевые подпружиненные элементы, центральную трубу с хвостовиком для грузового захвата, присоединенную к нижней диафрагме, с наружной стороны которой установлены демпфирующие элементы, отличающийся тем, что трубчатые элементы (гнезда) установлены на нижней диафрагме с возможностью размещения решетки по п.2 в каждом гнезде, внутри гнезд в нижней диафрагме выполнены отверстия и смонтированы направляющие, ориентирующие решетку в гнезде таким образом, чтобы отверстия в основании решетки располагались над отверстиями в нижней диафрагме, под которыми установлены торцевые подпружиненные элементы, гнезда жестко соединены между собой ребрами в несколько ярусов, в ребрах и нижней диафрагме выполнены соосные отверстия с образованием ячеек для размещения ампул с пучками твэлов, под соосными отверстиями в нижней диафрагме также установлены торцевые подпружиненные элементы.

5. Чехол контейнера для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива по п.4, отличающийся тем, что суммарное количество ячеек в ребрах равно количеству ячеек решетки.

6. Чехол контейнера для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива по п.4, отличающийся тем, что в противолежащих ребрах располагается по одинаковому количеству ячеек.

7. Чехол контейнера для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива по п.4, отличающийся тем, что в качестве направляющих используются центрирующий и позиционирующий стержни, прикрепленные внутри гнезд к нижней диафрагме и взаимодействующие при установке решетки в гнездо с ее центральной трубой и одной из вертикальных стоек соответственно.

8. Чехол контейнера для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива по п.4, отличающийся тем, что гнезда выполнены из борсодержащей стали.



 

Похожие патенты:

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 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 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.

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 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