Чехол контейнера для транспортировки отработавшего ядерного топлива реактора рбмк-1000

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к транспортированию, выгрузке и размещению пучков тепловыделяющих элементов реактора РБМК-1000 в пеналах сухого хранилища. Чехол контейнера содержит установленные на нижней диафрагме центральную трубу, трубчатые элементы (гнезда) для выемных кассет, жестко соединенные между собой ребрами в несколько ярусов. В ребрах выполнены соосные отверстия с образованием ячеек для размещения ампул с пучками твэлов. На диафрагме внутри гнезд и под ячейками установлены торцевые подпружиненные элементы, снабженные внутри гнезд присоединенным к их верхней части опорным диском, а под ячейками - опорными площадками. Суммарное усилие торцевых подпружиненных элементов, установленных под выполненными в ребрах ячейками, назначается с учетом количества торцевых подпружиненных элементов и веса загруженных пучками твэлов ампул. Технический результат - обеспечение транспортирования пучков твэлов с нормальными и повышенными значениями прямолинейности и наружного диаметра, а также взаимодействие трубчатых демпферов ампул, расположенных в ячейках боковых ребер с торцевыми подпружиненными элементами независимо от их взаимного расположения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к обращению с отработавшим ядерным топливом, а более конкретно к транспортированию, выгрузке и размещению пучков тепловыделяющих элементов реактора РБМК-1000 в пеналах сухого хранилища.

Известен чехол, помещаемый в контейнере для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива (см. патент РФ №2324241, G21F 5/008), содержащий соединенные между собой диафрагмы с ячейками для установки пучков тепловыделяющих элементов (твэлов) и центральную трубу с хвостовиком для грузового захвата. Чехол снабжен опорными демпфирующими элементами, которые установлены с наружной стороны нижней диафрагмы. Ячейки выполнены каждая с возможностью установки пучка твэлов, 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. Чехол после загрузки в его ячейки пучков твэлов помещается в контейнер, на который устанавливается защитная крышка. После установки защитной крышки торцевые подпружиненные элементы обеспечивают поджатие ампул с пучками твэлов к защитной крышке контейнера с целью исключения продольных перемещений ампул относительно чехла при транспортировке контейнера в горизонтальном положении железнодорожным транспортом. Загрузка и транспортирование пучков твэлов в известном чехле осуществляется в ампулах.

К недостаткам известного чехла относится то, что в камере комплектации пеналов сухого хранилища ампулы с пучками твэлов извлекаются электромеханическим некопирующим мостовым манипулятором по одной и устанавливаются в пеналы хранения. Поэтому перегрузка ампул занимает продолжительное время, что снижает оборачиваемость контейнеров с известным чехлом между АЭС и сухим хранилищем и ухудшает радиационную безопасность.

Известен способ обращения с отработавшим ядерным топливом реактора РБМК-1000 и устройства для его осуществления (см. патент РФ №2490734, Кл. G21C 19/06), включающие в себя, в частности, герметичный пенал хранения отработавшего ядерного топлива реактора РБМК-1000 и чехол.

Пенал содержит корпус с амортизатором, крышку с клапаном и замком и выемную кассету. Выемная кассета пенала включает в себя перфорированное основание с присоединенными к нему центральной трубой, вертикальными стойками и корпусами ампул, соединенными с центральной трубой, вертикальными стойками и между собой на сварке, причем трубчатые демпферы корпусов ампул проходят через отверстия основания и присоединены к нему. За счет исключения решеток из конструкции пенала внутренний диаметр корпусов ампул, собранных в выемной кассете, превышает внутренний диаметр применяемых индивидуально известных ампул по патенту №2353010, G21F 5/008.

Чехол содержит трубчатые элементы (гнезда), торцевые подпружиненные элементы и центральную трубу с хвостовиком для грузового захвата, присоединенные к нижней диафрагме, с наружной стороны которой установлены демпфирующие элементы. Трубчатые элементы (гнезда) установлены на нижней диафрагме с возможностью размещения в них выемных кассет в каждом гнезде, а гнезда жестко соединены между собой ребрами в несколько ярусов. Торцевые подпружиненные элементы установлены на нижней диафрагме, каждый напротив соответствующей ячейки, с возможностью взаимодействия с каждым трубчатым демпфером ампул выемной кассеты.

Загрузка и транспортирование пучков твэлов осуществляется известным способом в выемных кассетах, устанавливаемых в гнезда чехла. В сухом хранилище загруженные выемные кассеты извлекаются из гнезд чехла и устанавливаются в корпуса пеналов хранения.

Известные устройства позволяют осуществить транспортировку пучков твэлов с повышенной до определенного предела их кривизной и диаметром, определяемую диаметром корпусов ампул в выемной кассете, и сократить продолжительность перегрузки пучков твэлов в сухом хранилище. Но некоторая часть двухпучковых топливных сборок после нахождения в ядерном реакторе и длительного хранения в пристанционном хранилище имеет значительные отклонения от прямолинейности и выпуклости циркониевых топливных трубок между дистанционирующими решетками, увеличивающие наружный диаметр пучка твэлов, не позволяющие разместить их даже в корпусах ампул выемной кассеты. Исходя из этого для загрузки таких пучков твэлов может потребоваться применение выемной кассеты с корпусами ампул большего диаметра и уменьшением их количества в выемной кассете.

Недостатком известного чехла является то, что установка торцевых подпружиненных элементов на нижней диафрагме под каждым трубчатым демпфером корпусов ампул выемной кассеты позволяет использовать выемные кассеты со строго определенным количеством ампул в ней и требует, например, при наличии в выемной кассете 30 ампул, установить соосно также 30 торцевых подпружиненных элементов. Это не только усложняет конструкцию чехла, но и не позволяет применить выемные кассеты с увеличенным или уменьшенным количеством ампул в ней, так как в данном случае расположение торцевых подпружиненных элементов на нижней диафрагме не будет совпадать с расположением трубчатых демпферов в выемной кассете.

Также известный чехол не позволяет использовать существующий задел ампул по патенту №2353010, G21F 5/008 и пеналов, в которые они загружаются по отдельности.

Также известен способ обращения с отработавшим ядерным топливом реактора РБМК-1000 и устройства для его осуществления (см. патент РФ №2 491665, Кл. G21C 19/06), включающие в себя, в частности, герметичный пенал хранения отработавшего ядерного топлива реактора РБМК-1000 и чехол.

Известным способом загрузка и транспортирование пучков твэлов осуществляется в ампулах, причем одна часть их устанавливается в решетках, размещенных в гнездах чехла, а вторая часть устанавливается в ячейки чехла, размещенные между гнездами. В сухом хранилище решетки с ампулами извлекаются из гнезд чехла и устанавливаются в корпуса пеналов хранения. Ампулы из ячеек чехла перегружаются по одной в ячейки пеналов хранения.

Чехол включает в себя трубчатые элементы (гнезда), установленные на нижней диафрагме с возможностью размещения решетки пенала, торцевые подпружиненные элементы, центральную трубу с хвостовиком для грузового захвата, присоединенную к нижней диафрагме, с наружной стороны которой установлены демпфирующие элементы. 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 выполнены соосные отверстия с образованием ячеек для размещения ампул с пучками твэлов, под соосными отверстиями в нижней диафрагме также установлены торцевые подпружиненные элементы.

Установка торцевых подпружиненных элементов на нижней диафрагме под каждым трубчатым демпфером ампул, размещенных в ячейках, образованных соосными отверстиями в ребрах, усложняет конструкцию чехла. Известный чехол выбран заявителем в качестве прототипа. Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в создании чехла для существующих контейнеров ТУК-109, обеспечивающего транспортирование пучков твэлов с нормальными и повышенными значениями прямолинейности и наружного диаметра.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в обеспечении транспортирования пучков твэлов с нормальными и повышенными значениями прямолинейности и наружного диаметра, а также взаимодействия трубчатых демпферов ампул, расположенных в ячейках боковых ребер с торцевыми подпружиненными элементами независимо от их взаимного расположения и упрощение конструкции чехлов.

Указанный технический результат при использовании чехла контейнера для транспортировки отработавшего ядерного топлива реактора РБМК-1000 достигается тем, что в чехле, включающем установленные на нижней диафрагме центральную трубу, трубчатые элементы (гнезда), выполненные с возможностью размещения в них выемных кассет и жестко соединенные между собой ребрами в несколько ярусов, снабженные выполненными в ребрах соосными отверстиями с образованием ячеек для размещения ампул с пучками твэлов, и торцевые подпружиненные элементы, установленные на диафрагме внутри гнезд и под ячейками, снабженные внутри гнезд присоединенным к их верхней части опорными дисками, к верхней части торцевых подпружиненных элементов, установленных под выполненными в ребрах ячейками, прикреплены опорные площадки. Суммарное усилие торцевых подпружиненных элементов, установленных под выполненными в ребрах ячейками, назначается с учетом количества торцевых подпружиненных элементов и веса загруженных пучками твэлов ампул. На нижней диафрагме установлены симметрично три гнезда для размещения выемных кассет, а в соединяющих их ребрах выполнено по 11 ячеек в каждом с возможностью размещения в них индивидуальных ампул.

В частном случае исполнения оси торцевых подпружиненных элементов, установленных на нижней диафрагме внутри гнезд, расположены равномерно по окружности диаметром, равным 0,5-0,7 диаметра гнезда.

Прикрепление к верхним частям торцевых подпружиненных элементов, установленных на нижней диафрагме под выполненными в ребрах ячейками, опорных площадок, позволяет опереть на них загруженные пучками твэлов ампулы.

Назначение суммарного усилия торцевых подпружиненных элементов, установленных на нижней диафрагме под выполненными в ребрах ячейками, с учетом количества торцевых подпружиненных элементов и веса загруженных пучками твэлов ампул, позволяет сократить количество торцевых подпружиненных элементов, увеличив усилие каждого подпружиненного элемента и, тем самым, упростить конструкцию чехла.

Установка на нижней диафрагме симметрично трех гнезд для размещения выемных кассет и выполнение в соединяющих их ребрах по 11 ячеек в каждом с возможностью размещения в них существующих индивидуальных ампул, позволяет разместить заявляемый чехол в существующих контейнерах ТУК-109 и интенсифицировать транспортирование отработавшего ядерного топлива с АЭС в сухое хранилище за счет увеличения парка контейнеров.

Кроме того, выполнение в соединяющих гнезда ребрах по 11 ячеек в каждом, с возможностью размещения в них ампул, позволяет использовать для загрузки в ячейки, в том числе и ампулы по патенту №2353010 из существующего задела.

Расположение осей торцевых подпружиненных элементов равномерно по окружности диаметром, равным 0,5-0,7 диаметра гнезда, позволяет распределить нагрузку от выемной кассеты на опорный диск и на торцевые подпружиненные элементы равномерно.

Предлагаемый чехол иллюстрируется чертежами, на которых изображены:

на фиг. 1 - предлагаемый чехол, загруженный выемными кассетами и ампулами, в разрезе;

на фиг. 2 - вид разрез А-А на фиг. 1;

на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг 1;

на фиг. 4 - чехол, установленный в защитный контейнер.

Предлагаемый чехол 1 (см. фиг. 1) содержит центральную трубу 2, к нижнему торцу которой присоединена нижняя диафрагма 3, на верхней стороне которой установлены гнезда 4, соединенные ребрами 5 в несколько ярусов. На нижней диафрагме 3 внутри каждого гнезда 4 установлены торцевые подпружиненные элементы 6. К верхней части торцевых подпружиненных элементов 6 прикреплен опорный диск 7. Торцевые подпружиненные элементы 6 установлены внутри каждого гнезда 4 равномерно по окружности диаметром d, равным 0,5-0,7 внутреннего диаметра D гнезда 4.

Гнезда 4 выполнены с возможностью размещения в них выемных кассет или решеток 8. При этом выемная кассета или решетка 8 может содержать различное количество ампул 9, в том числе и с увеличенным внутренним диаметром, которые опираются своими трубчатыми демпферами 10 на опорный диск 7.

В ребрах 5 (см. фиг. 2) выполнены соосные отверстия 11, образующие ячейки 12 для размещения ампул 13, в том числе и выполненных по патенту №2353010, причем в каждом промежутке между гнездами 4 в ребрах 5 располагается по 11 ячеек 12. На нижней диафрагме 3 установлены торцевые подпружиненные элементы 6, к верхним частям которых прикреплены опорные площадки 14 (см. фиг. 3). Ампулы 9 и 13 снабжены крышками 15 и 16 соответственно.

Чехол 1 устанавливается (см. фиг. 4) в защитный контейнер 17 (ТУК-109), снабженный внутренней защитной крышкой 18. В ампулы 9 и 13 загружаются пучки твэлов 19.

Работа с предлагаемым чехлом 1 осуществляется следующим образом.

В подготовленный к отправке на АЭС контейнер 17 устанавливается чехол 1, в гнезда 4 которого помещаются выемные кассеты 8 с ампулами 9, а в ячейки 12 - ампулы 13.

При размещении в гнездах 4 чехла 1 выемных кассет 8 трубчатые демпферы 10 ампул 9 опираются на опорный диск 7 независимо от количества ампул 9 в выемной кассете 8.

На АЭС чехол 1 извлекают из защитного контейнера 17 и помещают в камеру загрузки. С ампул 9 выемных кассет 8 и ампул 13, размещенных в ячейках 12, снимают крышки 15 и 16 соответственно и загружают пучки твэлов 19. При этом пучки твэлов 19, в зависимости от их непрямолинейности и наружного диаметра, загружаются в ампулы 9 выемных кассет 8 или в ампулы 13, после чего вновь устанавливаются крышки 15 и 16.

Далее загруженный чехол 1 помещают в защитный контейнер 17 и устанавливают защитную крышку 18.

В сухом хранилище защитный контейнер 17 устанавливают под приемным гнездом камеры комплектации пеналов и снимают с него защитную крышку 18. Затем поднимают загруженный выемными кассетами 8 и ампулами 13 чехол 1 в приемное гнездо камеры комплектации пеналов, устанавливая его на подкатываемую под него тележку. Далее выемные кассеты 8 извлекают из чехла 1 и устанавливают их в корпуса пеналов. Перегрузку ампул 13 с пучками твэлов 19 из ячеек 12, размещенных в ребрах 5, в корпус пенала осуществляют по одной дистанционно электромеханическим некопирующим мостовым манипулятором. Затем известным способом осуществляют герметизацию загруженных пеналов 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.

1. Чехол контейнера для транспортировки отработавшего ядерного топлива, снабженный внутри гнезд присоединенным к их верхней части опорным диском, включающий установленные на нижней диафрагме центральную трубу, трубчатые элементы (гнезда), выполненные с возможностью размещения в них выемных кассет и жестко соединенные между собой ребрами в несколько ярусов, снабженные выполненными в ребрах соосными отверстиями с образованием ячеек для размещения ампул с пучками твэлов, и торцевые подпружиненные элементы, установленные на диафрагме внутри гнезд и под ячейками, отличающийся тем, что к верхней части торцевых подпружиненных элементов, установленных под выполненными в ребрах ячейками, прикреплены опорные площадки, суммарное усилие торцевых подпружиненных элементов, установленных под выполненными в ребрах ячейками, назначается с учетом количества торцевых подпружиненных элементов и веса загруженных пучками твэлов ампул, на нижней диафрагме установлены симметрично три гнезда для размещения выемных кассет, а в соединяющих их ребрах выполнено по 11 ячеек в каждом с возможностью размещения в них существующих индивидуальных ампул.

2. Чехол по п.1, отличающийся тем, что оси торцевых подпружиненных элементов, установленных на нижней диафрагме внутри гнезд, расположены равномерно по окружности диаметром, равным 0,5-0,7 диаметра гнезда.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к атомной технике, в частности к способу извлечения пробки и блока выемного реактора на быстрых нейтронах с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем.

Изобретение относится к управлению реактором деления на бегущей волне. Способ управления включает стадию определения формы фронта горения бегущей волны нейтронного деления и стадию, на которой определяют перемещение в активной зоне нескольких выбранных тепловыделяющих сборок в зависимости от требуемой формы фронта.

Изобретение относится к устройствам для фрагментации длинномерных радиоактивных изделий. Установка содержит подъемный механизм с кареткой, перемещающей изделие из шахты, механизм фиксации изделия, режущий механизм, контейнер для приема фрагментов изделия.

Изобретение относится к ядерной технике, а именно к конструкции ядерных реакторов и систем с внешними источниками нуклонов, предназначенных для сжигания трансурановых химических элементов.

Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано преимущественно для перегрузки тепловыделяющих сборок (ТВС) в ядерных реакторах с жидкометаллическим теплоносителем.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к средствам обеспечения безопасности при перегрузке ОТВС реактора ВВЭР-1000 из транспортных чехлов в чехлы хранилища, и предназначено для использования в водонаполненных хранилищах отработавшего ядерного топлива.

Изобретение относится к технологии кристаллизационного выделения и очистки продуктов. Заявленный способ кристаллизационного выделения и очистки гексагидрата нитрата уранила включает непрерывную кристаллизацию гексагидрата нитрата уранила из концентрированного азотнокислого раствора нитрата уранила, разделение кристаллов гексагидрата нитрата уранила и маточного раствора, промывку кристаллов, сбор и выгрузку промытых кристаллов.

Изобретение относится к ядерной энергетике, а именно к устройствам для хранения отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), и может быть использовано в «сухом» хранилище, а также в защитных камерах хранилищ ОЯТ и АЭС.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к средствам для обеспечения безопасности при перегрузке ампул с пучками отработавших тепловыделяющих элементов (твэлов) реактора РБМК-1000 в пеналы, и предназначено для использования в камере комплектации пеналов (ККП) сухого хранилища или на АЭС в качестве аварийного инструмента.

Изобретения относятся к ядерной технике, в частности к транспортированию и перегрузке облученных твэлов дисперсионных в алюминиевой оболочке высокообогащенных типа ДАВ-90 (далее «блоков ОДАВ») в транспортный упаковочный контейнер (ТУК).

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 съемных решеток пенала, загруженных ампулами и включающих присоединенные к основанию вертикальные стойки с пазами и ячейки для размещения ампул с пучками твэлов, содержит диск с центральным грибком и захватным буртом. В центральном грибке установлен замок, управляющий выдвижением замыкающих стержней с ползунами. Ползуны выполнены с верхними и нижними пластинами, расположенными по обе стороны диска и соединенными вертикальными ребрами, установленными в направляющих пазах диска. При установке диска на вертикальные стойки нижние пластины ползунов расположены на одном уровне с пазами вертикальных стоек и выполнены с возможностью вхождения в пазы. Технический результат - возможность зацепления крышкой съемной решетки, загруженной ампулами, за вертикальные стойки. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области атомной энергетики, а именно области ядерных реакторов с жидким теплоносителем, и, в частности, может быть использовано для отработки режимов перемещения пробки реактора на быстрых нейтронах с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. Способ определения оптимальных параметров процесса перемещения пробки ядерного реактора заключается в том, что на стенде для испытания, по меньшей мере, 5 раз перемещают в макете коробки переходной макет пробки с установленным на ней макетом приспособления для транспортировки пробки на 5 этапах при разных усилиях, имитирующих выталкивающую силу, действующую на пробку. Определяют оптимальные параметры перемещения механизмов подъема макета коробки переходной. Выталкивающую силу имитируют гидроцилиндром дискретно. При этом на каждом этапе задают значение давления в гидроцилиндре, соответствующее рассчитанному усредненному значению выталкивающей силы, действующей на пробку на соответствующем диапазоне глубин погружения. По экспериментальным данным осуществляют выбор оптимальных параметров процесса перемещения пробки ядерного реактора. Технический результат - уменьшение времени простоя в ходе проведения регламентных и ремонтных работ. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к атомной технике, а именно к устройству для установки и извлечения длинномерного оборудования из ядерных реакторов с жидкометаллическим теплоносителем, в частности натриевым. Перегрузочное устройство (ПУ) для установки и извлечения из ядерного реактора длинномерного оборудования включает мост, тележку, корзину, двухканальный контейнер с биологическими защитами, стойку с технологическим оборудованием, системы точного наведения, редуктор с приводом поворота контейнера, поворотную плиту, подвижную защиту, защитное кольцо с центрирующими элементами, переходные трубы и штанги-удлинители. При этом переходные трубы, герметично установленные на поворотные пробки реактора, снабжены устройствами управления захватами и устройством подъема подвижной защиты в виде механизмов винт-гайка. Двухканальный контейнер оборудован шиберным устройством и оснащен шариковыми захватами, перемещаемыми при помощи “толкающих” цепей. Технический результат - расширение арсенала средств перегрузки длинномерного оборудования. 10 ил.

Изобретение относится к способам и устройствам для растворения отработавшего ядерного топлива предварительно измельченных тепловыделяющих сборок (ТВС) атомных реакторов. Способ включает загрузку измельченных ТВС, подачу реагентов, растворение топлива с помощью реагентов, промывку нерастворившихся кусков и последующую выгрузку, включающую операцию удаления нерастворимых кусков ТВС воздействием сжатым газом. Двухфазный поток мелких абразивных частиц, образующийся в процессе осуществления стадии удаления нерастворимых кусков, переводят в распыленное состояние, создают условия для дробления потока и формируют боковые потоки во все стороны. Устройство содержит наружный и внутренний корпуса, образующие кольцевую реакционную полость, узел загрузки, средство (устройство) для выгрузки, включающее решетчатую перегородку с соплами, расположенную в нижней части устройства под реакционной полостью. Подрешеточное пространство разделено перегородками не менее чем на четыре секции-камеры. В каждой перегородке имеется округлое переливное отверстие, расположенное не ниже двух минимальных размеров последнего от дна подрешеточного пространства и боковых стенок. Технический результат - повышение производительности установки. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано, преимущественно, для перегрузки выемной части насосных агрегатов в ядерных реакторах с тяжело-жидкометаллическим теплоносителем. Устройство перегрузки содержит контейнер с захватом, установленный в коробку переходную, и переходник, предназначенный для состыковки выемной части насосного агрегата с захватом контейнера. Устройство позволяет обеспечивать преодоление значительной нагрузки при извлечении и погружении в ориентированном состоянии с отслеживанием состояния устройства и работоспособности механизмов устройства при воздействии высоких температур теплоносителя. Изобретение направлено на расширение арсенала технических средств. 5 ил.
Наверх