УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ОТРАБОТАННОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА Российский патент 1997 года по МПК G21C19/06 G21F9/34 

Изобретение относится к технике эксплуатации атомных станций и предназначено для уплотненного хранения отработанного ядерного топлива в бассейнах выдержки под слоем воды.

Известно устройство для хранения отработанного ядерного топлива в заполненных водой бассейнах выдержки, содержащее установленный на балках щелевого перекрытия бассейна опорный узел, соединенный вертикальными подвесками с чехлами топлива [1]
В известном устройстве опорный узел представляет собой комбинацию из двух независимых опор, каждая из которых несет по две подвески с чехлами, заполненными отработанным ядерным топливом. При этом первая опора является обычным кронштейном и чехлы, которые она несет, находятся в бассейне в подвешенном состоянии. Вторая опора представляет собой опирающийся на смежные балки щелевого перекрытия стакан с расположенной в его полости пружиной, нижний торец которой находится на дне стакана, а на его верхний торец опирается через упорные гайки резьбовый хвостовик подвески, расположенный концентирично пружине. Конструкция второй опоры позволяет регулировать положение чехлов по высоте бассейна и частично опирать их на дно бассейна. В действительности добиваются распределения веса от подвешенной части груза 50% на балку щелевого перекрытия и 50% на дно бассейна выдержки. При этом от места заделки балки в строительную конструкцию до половины длины балки в направлении ее консольной части устанавливают первые опоры, а от половины балки и до ее конца вторые опоры, с опиранием чехлов на дно бассейна. Это необходимо для уменьшения прогиба консольного конца балки щелевого перекрытия при уплотненном хранении отработанного топлива.

Недостатком известного технического решения является то, что необходимо иметь два комплекта опор, что не удобно в производстве, а, во/вторых, в условиях повышенных радиационных полей материал пружины активно ралаксирует и пружина теряет часть упругости, что приводит к необходимости ее вначале регулировки, а в дальнейшем к ее замене. Кроме того, необходимо периодический контроль ее состояния в период хранения.

Задачей предложенного технического решения является создание одного единого опорного узла на четыре подвески, свободного от указанных выше недостатков, т. е. обеспечивающего длительное, в течении нескольких лет, хранение подвешенного груза без промежуточных регулировок и замен узлов или деталей.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для хранения отработанного ядерного топлива в заполненном водой бассейна, содержащем установленный на балках щелевого перекрытия бассейна опорный узел, соединенный вертикальными подвесками с чехлами топлива, опорный узел выполнен в виде двуплечевого коромысла, одно плечо которого больше другого, при этом подвески соединены с плечами коромысла шарнирно, а подвески, расположенные на большем плече коромысла выполнены регулируемыми по длине, причем опорный узел установлен на балках щелевого перекрытия шарнирно.

При этом целесообразно соотношение плеч коромысла выбрать в пределах 1: 1,95 ^oC 1:2,05.

Кроме того, целесообрано оснастить опорный узел расположенным на большем плече коромысла фиксатором вертикального положения подвесок, выполненным в виде шарнирно установленных на щеках коромысла поворотных защелок со стопором, воздействующих на плечо коромысла.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом позволил выявить отличительные признаки, что доказывает соответствие заявляемой совокупности признаков критерию изобретения "новизна".

При поиске аналогов и прототипа не обнаружены технические решения, сходные с отличительными признаками заявляемого решения, что доказывает соответствие заявляемой совокупности признаков критерию изобретения "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображено устройство для хранения тепловыделяющих сборок в заполненном водой бассейне (главный вид); на фиг. 2 профильная проекция на фиг. 1; на фиг. 3 вид в плане на фиг. 2; на фиг. 4 разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 3 (чехлы условно развернуты вдоль балок щелевого перекрытия); на фиг. 6 вид В на фиг. 5; на фиг. 7 разрез Г-Г на фиг. 3.

Устройство для хранения отработанного ядерного топлива в заполненном водой бассейне представляет собой установленный на балках 1 щелевого перекрытия 2, заполненного водой бассейна 3 выдержки отработанного ядерного топлива опорный узел 4, выполненный в виде шарнирно установленного на балках 1 двуплечего коромысла 5, одно из плеч которого больше другого. На концах плеч коромысла шарнирно установлены вертикальные подвески 6 и 7 с прикрепленными к ним чехлам 8, несущими в из полостях тепловыделяющие сборки. Двуплечее коромысло 5 представляет собой помещенный в ложементах 9, установленных на двух смежных балках 1 цилиндрический валик 10 с жестко прикрепленными к нему горизонтальными плечами 11 и 12 коромысла 5. При этом целесообразно плечо 12 выполнить вдвое больше плеча 11, т.е. соотношение размеров Е/Ж выбрать в пределах 1:2. При этом возможны незначительные отступления от указанного соотношения как в меньшую, так и в большую сторону, т.е. соотношение плеч коромысла выбрать в пределах 1:1,95 ^oC 1:2,05. Размещение валика 10 в ложементах 9 обеспечивает шарнирную установку коромысла 5 на балке 1, что необходимо для компенсации погрешностей установки балок щелевого перекрытия и дна бассейна выдержки. Плечо 11 пальцем 13 шарнирно соединен с подвеской 6. На плече 12 с помощью цапф 14 установлен стакан 15, в котором размещена подвеска 7. Подвеска 7 с помощью резьбового хвостовика 17 и пакета упорных гаек 18 имеет возможность регулировки вертикального положения чехлов 8 в бассейне 3. Для исключения углового разворота вокруг вертикальной оси подвески 7 штифтом 19 зафиксирована относительно стакана 15 в его вертикальных пазах. Подвеску 7, предварительно собранную со стаканом 15, цапфами 14 устанавливают в гнезда "И" плеч 12. Для предотвращения самопроизвольного выделения стакана (в форс-мажорных ситуациях) из гнезд "И" в щеках плеча 12 коромысла 5 установлены фиксаторы 20 вертикального положения подвесок 7. Фиксаторы 20 выполнены в виде шарнирно установленных на щеках плеча 12 вертикально поворотных защелок 21. Шарнирная установка защелок обеспечивается за счет ступенчатого по диаметру пальца 22, крепящего его к плечу 12. Стопор 23 препятствует самопроизвольному раскрытию защелки 21.

Для компенсации погрешностей изготовления опорного узла, монтажа балок щелевого перекрытия и прогиба балок на консольных участках подвески 6 и 7 соединены с плечами 11 и 12 коромысла 5 шарнирно.

Коромысло 5, собранное с подвесками 6 и 7 топливных сборок устанавливают в ложементах 9 на балках 1 щелевого перекрытия 2 бассейна 3 выдержки отработанного ядерного топлива таким образом, чтобы все четыре чехла 8 оставались на весу и не касались дна бассейна выдержки. Далее вращением упорных гаек 18 опускают подвески 7 до опирания чехлов на дно бассейна выдержки и добиваются горизонтального положения коромысла 5 на балках 1. В силу того, что соотношение плеч коромысла 5, шарнирно установленного на балках, равно примерно 1: 2, статическое равновесие опорного узла на балках 1 наступит при условии возникновения опорной реакции R₁ от фундаментной плиты дна бассейна, равной половине веса (0,5 P), шарнирно подвешенной части полезного груза на плече 12. При этом опорная реакция R₂ в шарнирном соединении опорного узла точка 0, приходящаяся на балку 1, составит лишь 1,5 P. Опорные узлы 4, начиная от пристенной зоны бассейна, располагают на балках в направлении их консоли с шагом, обеспечивающим ядерную безопасность сооружения, но используя прочностные резервы фундамента бассейна выдержки, нагружают балки щелевого перекрытия меньшей нагрузки, равной не 2P, а лишь 1,5P, что при прочих равных условиях позволяет обеспечить уплотненное хранение отработанного ядерного топлива.

Источники информации.

1. Чертеж ВО ВНИПИЭТ N Л. 67.359.000 СБ от 28.12.1991. "Подвеска для пеналов пружинная".

Использование: относится к технике эксплуатации атомных станций и может быть использовано для хранения отработанного ядерного топлива в бассейнах выдержки. Сущность изобретения: устройство для хранения отработанного ядерного топлива в заполненном водой бассейне содержит установленный на балках щелевого перекрытия опорный узел с подвесными и прикрепленными к ним чехлами, при этом опорный узел выполнен в виде двуплечего коромысла, одно плечо которого примерно вдвое больше другого, установлен на балках шарнирно, а подвески, расположенные на большем плече, выполнены регулируемыми по длине с возможностью опирания чехлов на дно бассейна. Кроме того, на большем плече коромысла установлен фиксатор вертикального положения подвесок в виде поворотных защелок со стопором. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для хранения отработанного ядерного топлива в заполненном водой бассейне, содержащее установленный на балках щелевого перекрытия бассейна опорный узел, соединенный вертикальными подвесками с чехлами топлива, отличающееся тем, что опорный узел выполнен в виде двуплечего коромысла, одно плечо которого больше другого, при этом подвески соединены с плечами коромысла шарнирно, а подвески, расположенные на большем плече коромысла, выполнены регулируемыми по длине, причем опорный узел установлен на балках щелевого перекрытия шарнирно. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соотношение плеч коромысла выбрано в пределах 1: 1,95 1: 2,05. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено расположенным на большем плече коромысла фиксатором вертикального положения подвесок, выполненным в виде шарнирно установленных на щеках коромысла поворотных защелок со стопором, воздействующих на плечо коромысла.