Хранилище отработавшего ядерного топлива

 

Использование: в ядерной технике, в частности на атомных электростанциях или на заводах по регенерации обработавшего ядерного топлива. Сущность изобретения: хранилище содержит водный бассейн и щелевое балочное перекрытие. Пеналы с отработавшим ядерным топливом подвешены на балках симметричными парами, при этом часть пар пеналов установлена на днище. Каждый ряд закреплен фиксаторами, установленными на балках. Изобретение позволяет увеличить полезный объем хранилища и повышает безопасность хранения топлива. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к хранилищам отработавшего ядерного топлива, имеющим щелевые балочные перекрытия и может быть использовано на АЭС или заводах по регенерации отработавшего топлива.

Ближайшим аналогом является стандартный тип хранилища, в котором пеналы с отработавшим топливом размещают только в межбалочном пространстве, описан в работе [1] Хранилище состоит из водного бассейна, щелевого балочного перекрытия, пеналов с ОЯТ, размещенных непосредственно на балках посредством фланцев.

Недостатками этого хранилища являются низкая эффективность использования объема бассейна хранилища, так как пространство под балками не используется для размещения пеналов; малая величина плотности размещения отработавшего ядерного топлива; большое количество жидких радиоактивных отходов, приходящихся на единицу веса, хранящегося в бассейне отработавшего топлива.

Техническим результатом изобретения является: увеличение эффективности использования объема бассейна за счет повышения плотности хранения отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) и повышение несущей способности бассейна; повышение безопасности хранилищ.

Сущность изобретения состоит в том, что хранилище отработавшего ядерного топлива, содержащее водный бассейн, щелевое балочное перекрытие, пеналы с отработавшим ядерным топливом снабжено подвесками, выполненными в виде тяги с горизонтальными опорами, закрепленными на ее концах таким образом под балками, пеналы соединены попарно симметрично с нижними опорами, при этом в пределах каждого ряда одна группа пар пеналов установлена с возможностью опоры на днище бассейна, а другая подвешена к нижним опорам, при этом каждый ряд подвесок закреплен фиксаторами, установленными на балках. Фиксаторы закреплены на балках за последними в ряду пеналами, причем один непосредственно у подвески, а другой на расстоянии шага размещения пеналов.

Оснащение хранилища подвесками позволяет размещать пеналы с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ) не непосредственно на балках перекрытия в щелевых проходах, а на подвесках, используя при этом межбалочное и подбалочное пространство бассейна. Размещение пеналов попарно на нижних опорах на различных уровнях таким образом, что пары пеналов верхнего уровня расположены в подвешенном положении, а пары пеналов нижнего уровня опираются на днище бассейна, позволяет соответственно распределить нагрузку общего веса пеналов на балки и днище бассейна. Размещение пеналов в каждой паре симметрично обеспечивает равномерную нагрузку на подвеску, что позволяет более технологично производить загрузку в пеналов в бассейн и оптимизировать режим работы конструктивных элементов: балок, подвесок. Закрепление каждого ряда подвесок пеналов на балках фиксатором и установка дополнительного фиксатора на балках на расстоянии шага размещения пеналов перед загрузкой очередной пары пеналов позволяет не допустить самопроизвольное перемещение пеналов вдоль балок, как при загрузке пеналов в бассейн, так и в аварийных ситуациях в процессе хранения, что обеспечивает плотное размещение пеналов в рядах и исключает падение пеналов на днище. В качестве фиксаторов используют, например, зажим с резьбовой парой. Пеналы, установленные на днище бассейна и закрепленные фиксаторами на балках, связывают между собой несущие конструкции хранилища: днище и щелевое балочное перекрытие, что повышает общую прочность хранилища. Общая загрузка хранилища составляет десятки тысяч пеналов. Расстояние между нижней полкой балок щелевого перекрытия до верхнего торца бобышек штанг пеналов, установленных на днище, выбрано в пределах деформации балок. В результате, при экстремальных ситуациях (землетрясение, ударная волна) при частичном разрушении хранилища, падение кровли, балки с пеналами не обрушатся, так как пеналы, опирающиеся на днище, выполнять роль многочисленных опор и позволяет сохранить устойчивое состояние всей сборки пеналов.

На фиг. 1 приведен разрез хранилища отработавшего ядерного топлива (показан начальный период загрузки ряда и ряд загруженный пеналами полностью); на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1, вид на подвеску с пеналами, размещенными в подвешенном положении; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1, вид на подвеску с пеналами, установленными на днище; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 1, вид на фиксатор.

Хранилища отработавшего ядерного топлива (фиг. 1) состоит из водного бассейна 1, балок 2 щелевого перекрытия, на который установлены подвески 3 с симметрично размещенными на них в подвешенном положении пеналами 4 с фланцами 5 и пеналами 6 с фланцами 7, установленными на днище. На балках 2 закреплены фиксаторы 8 и 19. Подвески 3 (фиг. 2 и 3) состоят из тяги 9, верхней опоры 10 и нижней опоры 11 с технологическими отверстиями 12. Пеналы 4 (фиг. 2) закреплены на подвеске 3 посредством резьбового соединения. Пеналы 6 (фиг. 3) закреплены на подвеске 3 посредством штанг (удлинителей) 13 с бобышками 14, установленных с зазором в пазы 15 нижней опоры 11 с возможностью перемещения штанг 13 относительно подвесок 3 в вертикальном направлении и упоров 16, ограничивающих перемещение штанг 13 в горизонтальной плоскости.

Хранилище используется следующим образом.

Отработавшее ядерное топливо загружают в пеналы 4 и 6. На балки 2 бассейна 1 (фиг. 1 и 4) устанавливают фиксатор 8 на расстоянии от поверхности стенки 18 бассейна, равном для размещения подвески 3 с пеналами 6. К фланцам 7 пеналов крепят штанги 13 с бобышками 14 (фиг. 3). На штанги 13 пары пеналов 6 устанавливают подвеску 3 посредством пазов 15 и закрепляют упоры 16. Транспортным устройством (не показано) за рым 17 подвеску 3 с пеналами 6 перемещают в щелевой проход, образованный балками 2, в зону между стенкой 18 бассейна и фиксатором 8. Подвеску 3 с пеналами 6 разворачивают на 90^o и опускают до установки на днище бассейна 1, а верхней опоры 10 на балки 2. Затем на балки 2 устанавливают фиксатор 19 на расстоянии от фиксатора 8, равном шагу размещения очередной пары пеналов. На фланцы 5 пары пеналов 4 устанавливают подвеску 3 и закрепляют резьбовым соединением (фиг. 1 и 2). Транспортным устройством (не показано) за рым 20 подвеску 3 с парой пеналов 4 перемещают в щелевой проход, в зону, ограниченную фиксаторами 8 и 19. Подвеску 3 с пеналами 4 разворачивают на 90^o и опускают до установки опоры 10 на балки 2. После чего, снимают фиксатор 8 и закрепляют его на балках 2 на расстоянии шага размещения следующей пары пеналов. Устанавливают в вышеуказанной последовательности подвеску 3 с пеналами 6 на балки 2 в зоне между фиксаторами 8 и 19. Затем снимают фиксатор 19 и устанавливают его на балках 2 на расстоянии шага размещения следующей пары пеналов 4. После окончания загрузки всего ряда пеналов 4 и 6 фиксатор, установленный в конце ряда, оставляют на весь период хранения ОЯТ. В аналогичной последовательности производится загрузка следующего ряда бассейна.

Таким образом, данное техническое решение позволяет увеличить полезный объем и повысить безопасность хранилища отработавшего ядерного топлива.

Формула изобретения

1. Хранилище отработавшего ядерного топлива, содержащее водный бассейн, щелевое балочное перекрытие, пеналы с отработавшим ядерным топливом, отличающееся тем, что хранилище снабжено подвесками, выполненными в виде тяг с горизонтальными опорами, закрепленными на ее концах таким образом, что верхние опоры располагаются выше балок, а нижние под балками, пеналы соединены попарно-симметрично с нижними опорами, при этом в пределах каждого ряда одна группа пар пеналов установлена с возможностью опоры на днище бассейна, а другая подвешена к нижним опорам, при этом каждый ряд подвесок закреплен фиксаторами, установленными на балках.

2. Хранилище по п.1, отличающееся тем, что фиксаторы закреплены на балках за последними в ряду пеналами, причем один непосредственно у подвески, а другой на расстоянии шага размещения пеналов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4