ХРАНИЛИЩЕ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА Российский патент 1996 года по МПК G21C19/06 G21C19/32 

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

В патентной и научно-технической литературе широко представлены различные конструкции хранилищ для отработавшего ядерного топлива. Стандартный тип хранилища, в котором пеналы с отработавшим ядерным топливом размещают только в межбалочном пространстве, описан в работе [1]
Прототипом заявляемого технического решения является хранилище, описанное в [1] Хранилище состоит из водного бассейна, щелевого балочного перекрытия, пеналов с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ), размещенных непосредственно на балках посредством фланцев.

Недостатками технического решения по прототипу являются:
низкая эффективность использования объема бассейна хранилища, т.к. пространство под балками не используется для размещения пеналов. Поперечные размеры помещенных на хранение пеналов, в этом случае, не могут быть больше ширины межбалочного пространства;
большое количество воды бассейна, приходящейся на единицу веса хранящегося в бассейне отработавшего топлива.

Задачи, решаемые предлагаемым техническим решением:
увеличение эффективности использования объема бассейна за счет повышения плотности хранения ОЯТ; возможность использования для хранения ОЯТ пеналов с размерами превышающими ширину межбалочного пространства; повышение безопасности хранилища в экстремальных ситуациях; снижение количества воды в бассейне, приходящейся на единицу веса хранящего в бассейне ОЯТ.

Поставленная задача решена путем использования в хранилище конструкции подвески, опирающейся на балки и имеющей узел для крепления пеналов под балками.

Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что хранилище отработавшего ядерного топлива содержащее водный бассейн, щелевое балочное перекрытие, пеналы с отработавшим ядерным топливом снабжены подвесками, выполненными в виде тяги с горизонтальными опорами, закрепленными на ее концах, причем верхняя опора установлена на балках, нижняя под балками. Оснащение хранилища подвесками, размещенными указанным образом, позволяет использовать более плотно объем хранилища, при этом пеналы с ОЯТ размещаются непосредственно на балках в щелевых проходах, а на подвесках, что позволяет использовать как межбалочное, так и подбалочное пространство бассейна. Эффективность использования хранилища увеличивается, т.к. плотность хранения возрастает в два раза. Только благодаря предложенной подвеске удается разместить пеналы или другого типа защитные устройства для ОЯТ с различными в поперечном сечении размерами в том числе и превосходящими ширину щели, например, многоместные пеналы (чехлы). Указанное позволяет в целом по хранилищу снизить металлоемкость пеналов по отношению к весу топливных сборок. Увеличение плотности загрузки приводит к соответствующему уменьшению объема воды бассейна за счет размещения дополнительного количества пеналов. Кроме того, в экстремальных ситуациях (землетрясение, ударная волна) пеналы, установленные под балками и в плотной расстановке по всему объему, выполняют роль дополнительных опор для балок при их прогибе, предотвратят обрушивание балок и хаотическое падение пеналов на днище бассейна.

Конструктивное оформление хранилища на фиг. 1 4, где на фиг. 1 дан разрез хранилища ОЯТ. На фиг. 2 фрагмент хранилища (вид в плане). Хранилище, представленное на фиг. 1, 2 состоит из водного бассейна 1, балок щелевого перекрытия 2, на которых установлены подвески 3 с закрепленными на них либо попарно пеналами 4 (фиг. 1) либо отдельно подвешенными пеналами для группового хранения ОЯТ 5. Подвеска 3 состоит из тяги 6, верхней опоры 7 и нижней опоры 8. В верхней опоре 7 выполнено отверстие 9 под рым-болт 10, используемый при транспортных операциях. На фиг. 2 показаны в плане варианты размещения различных типов пеналов, где 4 вариант парной подвески, 5 подвеска пеналов для группового хранения ОЯТ. На фиг. 3 даны примеры вариантов формы выполнения и размещения подвесок а, б, в. На фиг. 4 представлены варианты взаиморасположения верхних (7) и нижних (8) опор подвесок 3 (вид в плане), где поз. "а" и "б" верхние горизонтальные опоры (7) размещены на верхних полках балок 2, верхняя горизонтальная опора 7 и нижняя горизонтальная опора 8 расположены в одной вертикальной плоскости, поз. "в" верхняя горизонтальная опора 7 размещена на нижних полках балок 2, верхняя горизонтальная опора 7 и нижняя горизонтальная опора 8 размещены в одной вертикальной плоскости. Поз. "а" и "б" верхние горизонтальные опоры 7 размещены на верхних полках балок 2, нижние горизонтальные опоры 8 повернуты относительно верхних опор 7 в горизонтальной плоскости. Поз. "в" верхняя горизонтальная опора 7 размещена на нижних полках балок 2, нижняя горизонтальная опора 8 повернута относительно верхней опоры 7 в горизонтальной плоскости. Хранилище используют следующим образом. ОЯТ загружают в пеналы 4 или 5, которые закрепляют на подвеске 3. С помощью грузоподъемного механизма (на рисунке не показано), используя рым-болт 9, подвеску транспортируют к месту хранения на балках 2. При этом верхнюю опору 7 подвески 3 устанавливают на верхних либо на нижних полках балок щелевого перекрытия 2.

Заявляемая конструкция хранилища ОЯТ Позволяет:
размещать подвески на верхних или нижних полках балок;
увеличить объем загрузки ОЯТ;
сократить объем воды в бассейне;
повысить безопасность хранилища в экстремальных условиях. ЫЫЫ2

Использование: в хранилищах отработавшего ядерного топлива, имеющих балочные перекрытия, на АЭ0С или заводах по регенерации отработавшего топлива. Сущность изобретения: пеналы с отработавшим ядерным топливом снабжены подвесками, выполненными в виде тяги с опорами, закрепленными на ее концах, причем верхняя опора размещена на балках щелевого балочного перекрытия, нижняя - под балками, а пеналы прикреплены к нижним опорам подвесок. 4 ил.

Хранилище отработавшего ядерного топлива, содержащее водный бассейн, щелевое балочное перекрытие с подвешенными на нем пеналами с отработавшим ядерным топливом, отличающееся тем, что пеналы снабжены подвесками, выполненными в виде тяги с опорами, закрепленными на ее концах, причем верхняя опора размещена на балках щелевого балочного перекрытия, нижняя под балками, а пеналы прикреплены к нижним опорам подвесок.