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 отработанного ядерного топлива.

В патентной и научно-технической литературе широко представлены различные конструкции хранилищ для отработанного ядерного топлива. Стандартным типом хранилища, в котором пеналы с отработанным ядерным топливом размещают только в межбалочном пространстве описан в работе [1]
Прототипом заявленного технического решения является хранилище, описанное в [1] Хранилище состоит из водного бассейна, щелевого балочного перекрытия, пеналов с отработанным ядерным топливом (ОЯТ), размещенных непосредственно на балках посредством фланцев. Недостатками технического решения по прототипу является:
низкая эффективность использования объема бассейна хранилища, т.к. пространство под балками не используется для размещения пеналов;
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 и распределения нагрузки от общей массы ОЯТ между балками перекрытия и днищем бассейна;
снижение количества воды в бассейне, приходящееся на единицу веса хранящегося ОЯТ.

Сущность технического решения состоит в том, что в хранилище отработавшего ядерного топлива, содержащем водный бассейн, щелевое балочное перекрытие и пеналы с отработавшим ядерным топливом, пеналы снабжены подвесками, размещенными в межблочном пространстве, выполненными в виде стакана с опорным фланцем, продольными пазами, расположенными на боковой поверхности и центральным отверстием в дне, через которое пропущена винтовая пара болт-тяга, причем свободный конец тяги содержит узел крепления пеналов, а на болт установлена нажимная втулка с штифтами, входящими в пазы стакана, и между втулкой и дном стакана размещен упругий элемент. Применение подвесок позволяет размещать пеналы с ОЯТ не непосредственно на балках перекрытия в щелевых проходах, а на подвесках, используя при этом и межбалочное и подбалочное пространство бассейна. Наличие упругого элемента и винтовой пары в конструкции подвески позволяют распределять нагрузку от массы пенала с ОЯТ между балками перекрытия и днищем бассейна в различных соотношениях.

Сущность технического решения поясняется чертежами. На фиг.1 представлен разрез хранилища отработанного ядерного топлива; на фиг. 2 показан разрез подвески с закрепленными на ней пеналами; на фиг. 3 показана последовательность операций загрузки пеналов с ОЯТ в хранилище.

Хранилище отработавшего ядерного топлива состоит из водного бассейна (фиг. 1), балок щелевого перекрытия 2, на которых посредством фланцев 3 размещаются подвески с закрепленными пеналами 4 с ОЯТ. Нижние торцы пеналов 4 опираются на днище 5 бассейна 1. Верхняя часть бассейна 1 закрыта защитными экранами 6. В пространстве между экранами 6 и зеркалом воды создается разрежение посредством вентиляционных люков 7. Подвеска (фиг.2) состоит из стакана 8 с опорным фланцем 3, внутри стакана 8 размещена винтовая пара болт 9 с тягой 10. Головка болта 9 опирается на нажимную втулку 11 со штифтами 12, входящими в пазы 13 стакана 8. Между нажимной втулкой 11 и дном стакана 8 установлен упругий элемент 14. На свободном конце тяги 10, выступающем через отверстие в дне стакана 8 наружу, установлен узел крепления 15 пеналов 4.

Установка пеналов с ОЯТ в хранилище показана на фиг. 3. Подвеска посредством узла крепления 15 устанавливается на пеналы 4. Общая длина сборки: подвеска-пенал 4 устанавливается из условия распределения нагрузки от массы пенала с ОЯТ на балки 2 и днище бассейна 1. Общая длина сборки: подвеска-пенал 4 регулируется изменением линейного размера подвески посредством винтовой пары болт 9 тяга 10. Для изменения линейного размера подвески тяга 10 фиксируется в неподвижном положении, а болт 9 вращается за головку посредством торцевого ключа. Если требуется равномерное распределение нагрузки от массы пенала 4 с ОЯТ между балками 2 и днищем 5 бассейна ~ 50% на балки, ~ 50%, общая длина сборки: подвеска пенал 4 устанавливается равной размеру длины паза 13 стакана 8, где l (фиг.3) расстояние между верхними полками балок 2 и днищем 5 бассейна 1.

Если требуется передать меньшую часть нагрузки от массы пенала с ОЯТ на днище, например, ~ 70% нагрузки передать на балки и ~ 30% на днище, то общая длина сборки: подвеска-пенал 4 устанавливается равной размеру: длины паза 13 стакана 8. После установки требуемого общего линейного размера указанной сборки, подвеска с пеналами 4 посредством рамы 16 подвешивается на крюковой подвеске 17 транспортного устройства. При этом, болт 9 с нажимной втулкой 11 и тяга 10 под воздействием веса пенала 4 с ОЯТ, при сжатии упругого элемента 14, перемещаются в осевом направлении. Штифты 12, перемещаясь совместно с втулкой 11, не доходят до нижней части пазов 13. Усилие от веса пенала 4 с ОЯТ через нажимную втулку 11 и упругий элемент 14 передается на внутреннюю поверхность дна стакана 8. Посредством транспортного устройства подвеска с пеналами 4 передается в месту хранения и устанавливается опорным фланцем 3 на балки 2, при этом, торцы пеналов 4 будут опираться на днище 5 бассейна. При этом, тяга 10 и кинематически связанные с ней детали подвески переместятся вверх в осевом направлении на величину пропорциональную реакции днища 5 бассейна 1. По положению штифтов 12 в пазах 13 стакана 8 можно определить распределение нагрузки между балками 2 и днищем 5 бассейна от веса установленных пеналов 4 с ОЯТ. Если указанное распределение нагрузки отличается от заданного, производится корректировка распределения нагрузки непосредственно на месте хранения пеналов 4 с ОЯТ вышеизложенным способом посредством винтовой пары 9 тяга 10.

Количество пеналов на подвеске может быть различным и определяется исходя из конструкции ОЯТ и конструкции используемых пеналов.

Предлагаемое техническое решение позволяет:
увеличить объем полезной загрузки бассейна;
сократить объем воды в бассейне.

Использование: в хранилищах отработанного ядерного топлива, имеющих щелевые балочные перекрытия, на АЭС или заводах по регенерации отработанного топлива. Сущность изобретения: пеналы с отработанным ядерным топливом опираются на днище водного бассейна и снабжены подвесками, размещенными в межбалочном пространстве. Каждая из подвесок выполнена в виде стакана с фланцем, опирающимся на щелевое балочное перекрытие. На боковой поверхности стакана выполнены продольные пазы. В дне стакана выполнено центральное отверстие, через которое пропущена винтовая пара болт-тяга, причем свободный конец тяги содержит узел крепления пеналов, на болт установлена нажимная втулка с штифтами, входящими в пазы стакана, а между нажимной втулкой и дном стакана размещен упругий элемент. 3 ил.

Хранилище отработавшего ядерного топлива, содержащее водный бассейн, щелевое балочное перекрытие, пеналы с отработавшим ядерным топливом, отличающееся тем, что пеналы нижними торцами опираются на днище бассейна и снабжены подвесками, размещенными в межбалочном пространстве, подвеска выполнена в виде стакана с фланцем, опирающимся на щелевое балочное перекрытие, продольными пазами, выполненными на боковой поверхности, и центральным отверстием в дне, через которое пропущена винтовая пара болт-тяга, причем свободный конец тяги содержит узел крепления пеналов, на болт установлена нажимная втулка с штифтами, входящими в пазы стакана, а между нажимной втулкой и дном стакана размещен упругий элемент.