Способ обращения с отработавшим ядерным топливом, хранящимся в чехлах в ячейках сухого хранилища



Способ обращения с отработавшим ядерным топливом, хранящимся в чехлах в ячейках сухого хранилища
Способ обращения с отработавшим ядерным топливом, хранящимся в чехлах в ячейках сухого хранилища

 


Владельцы патента RU 2549201:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU)

Изобретение относится к области атомной техники, а именно к способам обращения с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ). Выявляют ячейку с попавшей в процессе хранения водой. Непосредственно в ячейке взвешивают чехол с ОЯТ перед удалением воды из ячейки и при разных уровнях воды в ячейке в процессе ее удаления. По полученным данным строят фактический график зависимости веса чехла от уровня воды в ячейке, который сравнивают с расчетными графиками упомянутой зависимости для герметичного чехла и для дефектного чехла, имеющего открытые отверстия в его верхней и донной частях. В случае расположения фактического графика между расчетными графиками судят о дефектности чехла в виде открытого отверстия в его донной части. При совпадении фактического графика с расчетным графиком для дефектного чехла делают вывод о дефектности в виде открытых отверстий в донной и верхней частях. Затем выгружают чехол из ячейки и проводят замену чехла. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение достоверности определения дефектности чехла. 2 ил.

 

Изобретение относится к области атомной техники, а именно к способам обращения с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ), и может быть использовано в технологии замены дефектных чехлов с ОЯТ, хранящихся в ячейках наземных сухих хранилищ при выгрузке ОЯТ из ячеек наземных сухих хранилищ.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленному изобретению является способ обращения с отработавшим ядерным топливом, хранящимся в чехлах в ячейках сухого хранилища, при котором выявляют ячейку с водой, попавшей в процессе хранения, удаляют воду из ячейки, выгружают чехол из ячейки и проводят его замену (Бюллетень «Вопросы утилизации АПЛ», Атомэнергоиздат, 2010, №1(20), с.78-80).

Сухие хранилища предназначены для временного хранения чехлов с ОЯТ (до 3-4 лет), однако в связи с постоянным увеличением количества отработавшего топлива и недостаточной активностью переработки в настоящее время в таких хранилищах ОЯТ выдерживается до трех десятков лет. За такое длительное время происходит нарушение герметичности хранилища, и в большей части ячеек начинает накапливаться вода атмосферных осадков и грунтовая вода, что приводит к коррозии материала чехлов и к последующему проникновению воды в чехол. Выгрузку чехла из ячейки выполняют после осушения ячейки, при этом вода, которая была в чехле, при наличии открытого сливного отверстия в его днище в процессе осушения ячейки удаляется, а при закрытом отверстии в днище вода остается в чехле. При выгрузке чехла из ячейки может произойти обрыв днища, что приведет к попаданию радиоактивной воды в окружающую среду с гипотетической возможностью возникновения самоподдерживающейся цепной реакции деления при определенных конфигурациях водно-урановой смеси. Поэтому перед началом выгрузки чехла из ячейки для обеспечения ядерной и радиационной безопасности выполнения работ должно быть достоверно подтверждено отсутствие воды в чехле, что может быть обеспечено только экспериментально. В известном способе эта операция отсутствует.

Недостатком известного способа являются невысокая ядерная и радиационная безопасность выполнения работ, связанных с выгрузкой дефектных чехлов из ячеек сухого хранилища, что объясняется возможным наличием радиоактивной воды в чехле.

Задачей настоящего изобретения является создание способа обращения с отработавшим ядерным топливом, хранящимся в чехлах в ячейках сухого хранилища, при котором обеспечивается ядерная и радиационная безопасность перегрузки дефектных чехлов с ОЯТ.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение достоверности выявления дефектности чехла в виде открытого сливного отверстия в его донной части, что гарантирует отсутствие воды в выгружаемом из ячейки чехле.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе обращения с отработавшим ядерным топливом, хранящимся в чехлах в ячейках сухого хранилища, при котором выявляют ячейку с попавшей в процессе хранения водой, удаляют воду из ячейки, выгружают чехол из ячейки и проводят его замену, перед удалением воды из ячейки и в процессе ее удаления производят непосредственно в ячейке взвешивание чехла с отработавшим ядерным топливом, причем в процессе удаления воды чехол взвешивают при разных уровнях воды в ячейке, а по полученным данным строят фактический график зависимости веса чехла от уровня воды в ячейке, который сравнивают с расчетными графиками упомянутой зависимости для герметичного чехла и для дефектного чехла, имеющего открытые отверстия в его верхней и донной частях, при этом в случае расположения фактического графика между упомянутыми расчетными графиками определяют дефектность чехла как наличие открытого отверстия в его донной части, а при совпадении фактического графика с расчетным графиком для дефектного чехла делают вывод о дефектности чехла в виде открытых отверстий в его донной и верхней частях.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где фиг.1 показаны примеры фактического и расчетных графиков, а на фиг.2 представлено устройство для реализации заявленного способа (общий вид).

На фиг.1 представлены расчетный график I зависимости веса чехла от уровня воды в ячейке для герметичного чехла, расчетный график II зависимости веса чехла от уровня воды в ячейке для дефектного чехла, имеющего открытые отверстия в его верхней и донной частях и фактический график III зависимости веса чехла от уровня воды в ячейке для чехла с открытым отверстием в его донной части.

Устройство для реализации заявленного способа содержит захват 1 с управляющим тросом 2, грузоподъемный механизм 3, например винтовой домкрат, крышку 4 и силоизмерительное устройство 5.

Способ осуществляют следующим образом.

Находят ячейку 6 с водой, попавшей в процессе хранения, и на головку чехла 7, расположенного в ячейке 6, устанавливают захват 1. Устанавливают крышку 4 на опорную поверхность (например, на направляющую воронку 8 перегрузочного агрегата или на верхний торец хранилища), и чехол 7 с помощью домкрата 3 поднимают на высоту около 150 мм от дна ячейки 6. Усилие подъема контролируют с помощью силоизмерительного устройства 5. При высоте подъема чехла 7 около 150 мм перемещение чехла 7 прекращают и фиксируют показания силоизмерительного устройства 5 в статическом положении чехла 7. После этого в ячейку 6 устанавливают водоотборную трубу (на чертеже не показана) и производят понижение уровня воды в ячейке 6 со средней скоростью 50 мм/мин, что при наличии в днище чехла 7 открытого отверстия с площадью проходного сечения около 50-70 мм2 обеспечит выравнивание уровней воды в чехле 7 и ячейке 6. Это отразится на весе чехла, который измеряется силоизмерительным устройством 5, в виде его увеличения. Откачку воды из ячейки 6 можно производить с большей скоростью, при этом на заданных уровнях воды в ячейке 6 осуществляют измерение веса чехла 7 силоизмерительным устройством 5 в течение 15 минут, что достаточно для выравнивания уровней воды в чехле 7 и в ячейке 6 при наличии отверстия в днище чехла 7. Операцию понижения уровня воды и взвешивание чехла при этом уровне повторяют не менее двух раз. Измерение уровня воды в ячейке 6 осуществляют с помощью уровнемера, например поплавкового (на чертеже не показан). По полученным данным строят фактический график III зависимости веса чехла 7 от уровня воды в ячейке 6, который сравнивают с расчетным графиком I зависимости веса герметичного чехла от уровня воды в ячейке и с расчетным графиком II зависимости веса дефектного чехла, имеющего открытые отверстия в верхней и донной частях, от уровня воды в ячейке. Определяют дефектный чехол, который имеет открытое отверстие в донной части, при этом если фактический график III расположен между упомянутыми расчетными графиками I и II, то делают вывод о выявлении дефекта в виде открытого отверстия в донной части чехла. Если дефект имеется в верхней и донной частях чехла, то фактический график совпадает с расчетным графиком для дефектного чехла. При обнаружении таких дефектных чехлов, внутри которых гарантированно будет отсутствовать вода после осушения ячейки хранилища, производят их выгрузку из ячейки без применения специальных мер и средств обеспечения ядерной и радиационной безопасности, поскольку открытое отверстие в дне чехла обеспечивает слив воды из него при осушении ячейки, что гарантирует безопасность выгрузки. В случае если фактический график совпадает с расчетным, для герметичного чехла делают вывод об условной герметичности днища чехла и возможном содержании воды в чехле. Для такого чехла выгрузку производят с обеспечением дополнительных мер безопасности. Далее производят замену чехлов известными из уровня техники приемами.

Способ выявления дефектности и замены чехла с отработавшим ядерным топливом в ячейке сухого хранилища, при котором выявляют ячейку с водой, попавшей в процессе хранения, удаляют воду из ячейки, выгружают чехол из ячейки и проводят его замену, отличающийся тем, что перед удалением воды из ячейки и в процессе ее удаления производят непосредственно в ячейке взвешивание чехла с отработавшим ядерным топливом, причем в процессе удаления воды чехол взвешивают при разных уровнях воды в ячейке, а по полученным данным строят фактический график зависимости веса чехла от уровня воды в ячейке, который сравнивают с расчетными графиками упомянутой зависимости для герметичного чехла и для дефектного чехла, имеющего открытые отверстия в донной и верхней частях, при этом в случае расположения фактического графика между упомянутыми расчетными графиками определяют дефектность чехла как наличие открытого отверстия в его донной части, а при совпадении фактического графика с расчетным графиком для дефектного чехла делают вывод о дефектности чехла в виде открытых отверстий в его донной и верхней частях.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области транспортных упаковочных устройств, используемых для временного хранения и транспортирования, например, «свежих» тепловыделяющих сборок (ТВС) от предприятия-изготовителя к потребителю на атомные станции, в частности для перевозки двух ТВС-КВАДРАТ для реактора PWR.

Изобретение относится к области транспортных упаковочных устройств, используемых в атомной энергетике для временного хранения и транспортирования «свежих» тепловыделяющих сборок (ТВС) от предприятия-изготовителя к потребителю на атомные станции.

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к обращению с отработавшим ядерным топливом, а более конкретно к ампуле, в которой размещаются пучки твэлов отработавшей тепловыделяющей сборки реактора РБМК-1000, для последующего размещения и транспортировки в транспортном упаковочном комплекте в сухое хранилище.

Изобретение относится к ядерной технике, а именно к дистанционирующим устройствам, в которых размещаются изделия с установленными в них разделанными на пучки отработавшими топливными элементами (ПТ) реактора РБМК-1000 во время их транспортирования и хранения в контейнерах.

Изобретение относится к области защитной техники при работе с радиоактивными веществами, в частности, к устройствам для длительного хранения и транспортирования высокоактивных радиоактивных материалов, в том числе авиационным транспортом.

Изобретение относится к способам безопасной транспортировки экологически опасных веществ в места утилизации или переработки. Технический результат: обеспечение простоты последующего демонтажа сборки при сохранении прочности соединения отдельных элементов между собой при ее транспортировке или хранении; повышение упругости и прочностных свойств отвержденной в сборке полимерной композиции.

Заявленное изобретение относится к системе для хранения и/или транспортировки радиоактивных отходов с высоким уровнем радиоактивности, а также к способу изготовления этой системы.
Изобретения относится к атомной энергетике, в частности к сухому хранению отработавшего ядерного топлива реакторов РБМК-1000 и ВВЭР-1000, и предназначены для использования в сухом хранилище отработавшего ядерного топлива (ОЯТ).

Изобретение относится к атомной промышленности, в частности к транспортированию высокоактивных радиоактивных материалов, в том числе ядерных, и может быть использовано для транспортирования облученного ядерного топлива (ОЯТ) с использованием воздушного транспорта.

Изобретение относится к области ядерной техники и может быть использовано для транспортирования и хранения ядерного топлива, в частности свежего смешанного уран-плутониевого топлива, при его перевозках в нормальных условиях и с учетом возникновения аварийных ситуаций от завода-изготовителя тепловыделяющих сборок к потребителю на атомные станции, а также при его хранении в складских помещениях.

Изобретение относится к способам защиты радиоактивных (особо опасных) массивных грузов от интенсивных механических воздействий, а именно к проектированию контейнеров для радиоактивных материалов, эксплуатация которых предполагает возможность перевозок авиационным транспортом, при аварии которого на контейнер с особо опасным грузом могут действовать интенсивные механические нагрузки, приводящие к разрушению груза и последующему масштабному радиоактивному заражению местности. Способ включает размещение радиоактивного груза в металлическом корпусе, в котором внутренний объем заполняют демпфирующими элементами, при этом корпус и демпфирующие элементы изготавливают из титанового сплава с пределом текучести σ0,2≥600 МПа, причем демпфирующие элементы изготавливают в виде полых сфер, толщину стенок и радиус которых выбирают из условия снижения действующих интенсивных механических нагрузок до безопасных уровней, укладку демпфирующих элементов производят эквидистантно относительно корпуса груза в виде упорядоченных не менее трех рядов, разделенных между собой тонкостенными перегородками из титанового сплава. Снижение интенсивности механических воздействий до уровней, при которых воздействующие нагрузки в условиях возможных авиационных аварий на радиоактивные грузы не приводят к повреждениям груза, является техническим результатом изобретения. 12 ил.
Изобретение относится к способу длительного хранения отработавшего ядерного топлива ядерного реактора. В заявленном способе предварительно перед размещением отработавшей тепловыделяющей сборки ядерного реактора в стальном пенале и герметизацией пенала крышкой, в стальной пенал помещают свинец, химически инертный по отношению к материалу оболочки ТВЭЛов отработавших тепловыделяющих сборок, материалу корпуса пенала, воздуху и воде. При этом устанавливают стальной пенал в нагревательное устройство, нагревают стальной пенал с помещенным в него свинцом до перехода его в жидкое состояние, затем в стальном пенале размещают отработавшую тепловыделяющую сборку, извлеченную из ядерного реактора так. При этом топливная часть ТВЭЛов отработавших тепловыделяющих сборок должна находиться ниже уровня жидкого материала в стальном пенале. Далее фиксируют отработавшую тепловыделяющую сборку в этом положении и герметизируют пенал крышкой, после чего герметизированный стальной пенал извлекают из нагревательного устройства и устанавливают в хранилище, охлаждаемое атмосферным воздухом. Техническим результатом является возможность длительного безопасного хранения отработавших тепловыделяющих сборок, а также возможность транспортирования отработавших тепловыделяющих сборок на завод по переработке с обеспечением повышенной безопасности. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к ампуле, в которой размещается пучок тепловыделяющих элементов (твэлов) отработавшей тепловыделяющей сборки реактора РБМК - 1000. Ампула содержит цилиндрический корпус, в котором помещен пучок отработавших твэлов и крышку, зафиксированную в верхней части корпуса с помощью запирающего устройства. Запирающее устройство содержит пружинное разрезное кольцо и выполненные на крышке и корпусе кольцевые канавки, а в корпусе - отверстия для раскрытия запирающего устройства. В кольцевой канавке крышки установлен штифт, размещенный в разрезе пружинного разрезного кольца. Ширина разреза увеличена на диаметр штифта. На крышке и корпусе выполнены метки, при совпадении которых смежные отверстия в корпусе располагаются по обе стороны разреза. Крышка снабжена пружиной, под которой размещен с возможностью перемещения конический центратор, взаимодействующий с хвостовиком загружаемого в ампулу пучка твэлов и устанавливающий его по центральной оси крышки. Технический результат - предотвращение деформаций пружинного разрезного кольца при снятии крышки, разрушения тонкостенных циркониевых оболочек твэлов и попадания топлива в ампулу при транспортировке. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к обращению с отработавшим ядерным топливом, а более конкретно к ампуле, в которой размещаются пучки твэлов отработавшей тепловыделяющей сборки реактора РБМК-1000, для последующего размещения и транспортировки в транспортном упаковочном комплекте в сухое хранилище. Ампула содержит цилиндрический корпус с горловиной и дном и крышку, фиксируемую в горловине с помощью различных запирающих устройств. Запирающие устройства содержат выполненные на горловине карманы. На крышке или на установленных в ней с возможностью вращения запорных кольцах выполнены выступы с возможностью их установки в карманы горловины при вертикальном перемещении и последующем повороте крышки или запорного кольца. Технический результат - жесткая фиксация положения крышки относительно корпуса ампулы и сокращение времени загрузки пучков твэлов в ампулы. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к хранению и/или утилизации опасных отходов, в том числе ядерных, таких как кальцинированный материал. В отдельных вариантах осуществления устройство включает в себя контейнер, имеющий корпус контейнера, наполнительный канал, выполненный так, чтобы соединяться с наполнительным патрубком и пробкой наполнительного канала, и выпускной канал, имеющий фильтр. Выпускной канал выполнен так, чтобы соединяться с выпускным патрубком и пробкой выпускного канала. В отдельных вариантах осуществления способ включает в себя следующее: (а) добавляют опасные отходы через наполнительный патрубок, присоединенный к наполнительному каналу контейнера, причем контейнер включает в себя выпускной канал, (б) выкачивают из контейнера воздух во время добавления опасных отходов через выпускной патрубок, присоединенный к выпускному каналу контейнера, (в) герметизируют наполнительный канал, (г) нагревают контейнер и (д) герметизируют выпускной канал. Технический результат - снижение загрязнения окружающей среды. 3 н. и 55 з.п. ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к атомной технологии, в частности к комплексной утилизации, консервации, временному и длительному хранению радиационно-опасных крупногабаритных объектов. На наружной поверхности блок-упаковки закрепляют арматурную сетку и наносят под давлением сжатого воздуха слой торкрет-бетона, покрывающий сетку и включающий портландцемент, заполнители, химические и минеральные добавки, а также воду. При этом используют сетку со стороной ячейки не менее 110×110 мм, изготовленную из наномодифицированной базальтопластиковой арматуры с песчаным наружным покрытием, сетку устанавливают с зазором не более 8 мм от торкретируемой поверхности, а торкрет-бетон наносят в определенном соотношении компонентов. В частном случае заявленного способа торкретирования наружных поверхностей блок-упаковки в целях уменьшения ее массы и габаритов максимальный слой торкрет-бетона наносят толщиной не более 25 мм. Технический результат - увеличение (на порядок) срока длительного хранения блок-упаковки. 2 ил.

Изобретение относится к автоматизированным средствам идентификации узлов или элементов, преимущественно используемых для хранения и транспортировки отработанных тепловыделяющих сборок, в частности ампулы, в которую осуществляется загрузка пучка тепловыделяющих элементов (твэлов) отработавшей тепловыделяющей сборки (ОТВС) реактора РБМК-1000. Технический результат заключается в повышении надежности автоматического распознавания идентификационной маркировки ампул с ОЯТ, выполненной в виде n-разрядного двоичного кода, символами которого служат сквозные отверстия в боковой поверхности крышки ампулы. Результат достигается за счет того, что изображение внутренней части крышки ампулы передают на матричный регистратор, производят автоматический поиск изображений отверстий, выполняют математическую обработку данных о найденных изображениях отверстий, в процессе которой определяют положение стартовой метки и восстанавливают положение знаков «1», в остальных позициях кодовой последовательности будут находиться знаки «0» и тем самым выполняют распознавание маркировки. 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к средствам хранения, транспортирования радиационно-, пожаро-, взрывоопасных грузов. Защитный контейнер состоит из основания с установленным на нем корпусом с крышкой, внутри которых установлены пулезащитный, энергопоглощающий экраны, теплозащитный материал. Между корпусом и крышкой герметично установлена система равномерно расположенных предохранительных клапанов. Груз закреплен во внутренней полости контейнера, ограниченной герметичной оболочкой, в которой установлен, по крайней мере, один предохранительный клапан. Перед клапаном установлен фильтрующий блок, состоящий из фильтра тонкой очистки, изготовленного из термостойкого газопроницаемого наноструктурированного углеродного материала, и фильтра грубой очистки, изготовленного из нескольких слоев сетчатого термостойкого материала. Выход фильтрующего блока и вход предохранительного клапана ограничены герметичной полостью. Технический результат - исключение выхода из гермообъема контейнера мелкодисперсных продуктов окисления радиоактивных веществ 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретения относится к ядерной технике, в частности к перегрузке ампул с пучками тепловыделяющих элементов реактора РБМК-1000 из транспортного чехла в пеналы сухого хранилища. Крышка для перегрузки решетки пенала содержит диск с центральным грибком и дублирующим захватным буртом, выполнена с возможностью ее установки на вертикальные стойки решетки. В грибке выполнено цилиндрическое отверстие, соосно с которым к нижней части крышки присоединен полый корпус. В корпусе установлены на осях поворотные рычаги, снабженные радиусными лапками и верхними и нижними кулачками, и подвижный стержень, фиксируемый в крайних положениях установленными на стержне выше и ниже грибка головкой и буртом. Решетка содержит присоединенные к основанию вертикальные стойки и три соосных яруса ячеек, состоящих из трубчатых гильз, соединенных с вертикальными стойками и между собой пластинами с образованием круглых и треугольных ячеек. В основании выполнены отверстия, соосные с осями симметрии ячеек. Технический результат - автоматическое сцепление и расцепление крышки с решеткой при установке крышки на решетку и ее снятии с решетки, зацепление решетки крышкой за центральную ячейку после извлечения из нее ампулы. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: изобретение относится к передвижным защитным контейнерам типа «С», предназначенным для хранения и транспортирования отработавших тепловыделяющих сборок атомных электростанций всеми видами транспорта, включая воздушный. Транспортно-упаковочный комплект для транспортирования и хранения отработавшего ядерного топлива включает контейнер, на торцах которого установлены съемные противоударные демпферы, каждый выполнен в виде набора. Набор состоит по меньшей мере из двух колец, установленных перед торцом контейнера и соединенных между собой концентричными цилиндрами. Контейнер представляет собой двухкорпусную конструкцию, в которой каждый из корпусов выполнен в виде стакана с герметично установленной крышкой. Крышка внутреннего корпуса обращена к днищу внешнего корпуса, имеющего торцовые кольца, на которых установлен боковой демпфер, представляющий собой цилиндр с продольными ребрами, на торцах которых симметрично закреплены цилиндрические обечайки, выходящие за их пределы, частично охватывающие боковую поверхность торцевых съемных противоударных демпферов. Технический результат - снижение динамических ударных нагрузок на контейнер независимо от направления воздействия при аварийных ситуациях, возможных в процессе транспортировки, особенно воздушным транспортом, а также возможность транспортирования большей массы перевозимого груза. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх