УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ОТРАБОТАННОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА Российский патент 1997 года по МПК G21C19/32 

Изобретение относится к области ядерной энергетики, касается, в частности устройств, предназначенных для обращения с отработанным ядерным топливом на АЭС.

После выгрузки отработанной топливной кассеты из реактора она временно хранится в приреакторном бассейне, а после снижения остаточного и энерговыделения транспотируется в хранилище. Транспортирование отработанного ядерного топлива (ОЯТ) в хранилище осуществляется в вагон-контейнере. Транспортирование ОЯТ из приреакторного бассейна в вагон-контейнер осуществляется в специальных чехлах.

Известен чехол, используемый для транспортирования ОЯТ в вагон-контейнер [1] Чехол выполнен в виде полого цилиндра, высота которого соответствует длине отработанной топливной сборки. В полости чехла предусмотрены ячейки для размещения в них ОЯТ. В верхней части чехла предусмотрена крышка, обеспечивающая радиационную защиту верхнего торца, и приспособление для транспортирования чехла.

Используют чехол следующим образом. Пустой чехол извлекают из вагон-контейнера и транспортируют в приемный узел приреакторного бассейна для загрузки в него ОЯТ. После загрузки чехла ОЯТ его транспортируют в вагон-контейнер для перевозки в хранилище. В хранилище чехол с ОЯТ выгружают из вагон-контейнера и устанавливают в водный бассейн хранилища. Все описанные операции с ОЯТ производят дистанционно посредством подъемно-транспортного оборудования. Недостатком данного чехла для транспортирования ОЯТ является отсутствие необходимой радиационной защиты при транспортировании.

Наиболее близким аналогом изобретения является устройство для транспортирования ОЯТ [2] Данное устройство содержит чехол для размещения отработанного ядерного топлива, радиационную защиту верхнего торца, на боковой поверхности чехла установлен полый кожух, снабженный штуцерами для заполнения и опорожнения его радиационно-защитной средой.

Недостатком данного устройства для транспортирования ОЯТ является его большой вес и отсутствие полной радиационной защиты в случае отказа подъемно-транспортного оборудования при транспортных операциях с чехлом, загруженным ОЯТ, либо возникновение других отказов в работе оборудования, отсутствие полной защиты исключает участие персонала в устранении неисправностей.

Задачей, решаемой предлагаемым техническим решением, является уменьшение веса устройства и обеспечение уровня радиации в транспортном помещении АЭС до величин, позволяющих производить ремонтные работы персоналом в случае отказа подъемно-транспортного оборудования при транспортировании с чехлом загруженным ОЯТ.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в устройстве для транспортирования отработанного ядерного топлива, содержащем чехол с размещенным в нм отработанным ядерным топливом, радиационную защиту верхнего торца и радиационную защиту боковой поверхности с использованием жидкого теплоносителя, предложено, жидкий теплоноситель поместить в отдельный, подвижный относительно чехла, полый кожух, снабженный штуцерами для заполнения и опорожнения его радиационно-защитной средой, а в верхней части кожуха установить упругодеформируемую подвеску.

Предложенное конструктивное решение позволит снизить уровень радиации в помещении при необходимости выполнения ремонтных работ, связанных с неисправностью оборудования при транспортировании ОЯТ, путем создания защитного контура вокруг ОЯТ. Это достигается тем, что кожух заполняют радиационно-защитной средой (например водой). В результате изменения массы кожуха изменятся линейный размер упругого элемента подвески, вследствии чего кожух опускается на пол помещения. Указанное приводит к образованию замкнутого радиационно-защитного контура: защита верхнего торца чехла кожух с защитной средой пол помещения. Кроме того, наличие указанной подвески позволяет ограничить нагрузку на транспортное оборудование.

Предлагаемое техническое решение поясняется графическими материалами. На фиг. 1 показано устройство для транспортирования ОЯТ, продольный разрез. Слева от оси показано устройство во время его транспортирования, справа устройство с заполненным радиационно-защитной средой, например водой, кожухом, установленным на пол помещения. На фиг. 2 устройство в момент загрузки чехла с ОЯТ в кожух. На фиг. 3 устройство в момент перегрузки чехла с ОЯТ из кожуха в вагон-контейнер.

Устройство для транспортирования ОЯТ (фиг. 1) содержит кожух 1, чехол 2, упругодеформируемую подвеску 3. Кожух 1 состоит из двух концентрически расположенных обечаек наружной 4 и внутренней 5, которые образуют полость 6, днища 7 и крышки 8. Наружная 4 обечайка содержит штуцер 9 для заполнения кожуха 1, штуцер 10 для опорожнения кожуха 1, штуцер 11 воздушник. Штуцер 9 соединен шлангом 12 с запорной арматурой 13, установленной в защитной зоне системы заполнения кожуха 1 радиационно-защитной средой, например водой. Шланг 12 закреплен на подвесках 14. Штуцер 10 содержит запорную арматуру 15. Во внутренней полости кожуха 1 размещен чехол 2. Чехол 2 состоит из обечайки 16 с дном 17 и крышкой 18 являющейся торцевой радиационной защитой. Сверху к чехлу 2 крепится захват 19 для транспортирования его с помощью транспортного оборудования 20. Внутри чехла 2 расположены дистанционирующие решетки 21 для установки в их ячейки ОЯТ 22. На крышке 8 кожуха 1 установлена упругодеформируемая подвеска 3. Упругодеформируемая подвеска 3 состоит из траверсы 23, тяг 24, пружин 25 и стаканов 26. Тяги 24 крепятся к траверсе 23 и подвижно встроены в стакан 26, где на них опираются пружины 25. Траверса 23 имеет проушину 27 для закрепления кожуха 1 на крюке транспортного оборудования 28.

Работает устройство следующим образом (фиг. 2 и 3). Все ниже описанные операции, по транспортированию ОЯТ, проводятся дистанционно. Транспортирование ОЯТ 22 из приреакторного бассейна 29 в вагон-контейнер 30 осуществляется следующим образом. С помощью транспортного оборудования 28 устанавливают кожух 1 (фиг. 2) на приемный узел 31 приреакторного бассейна 29, загружают в него с помощью транспортного оборудования 20 и захвата 19 чехол 2 с установленным в него ОЯТ 22. Затем, посредством транспортного оборудования 28 и 20 устройство, состоящее из кожуха 1, чехла 2 с ОЯТ 22, транспортируют к приемному узлу 32 вагон-контейнера 30. При транспортировании ОЯТ 22 расстояние от нижнего торца кожуха 1 до пола помещения устанавливают в пределах изменения линейного размера пружин 25 упругодеформируемой подвески 3. Для загрузки чехла 2 с ОЯТ 22 в вагон-контейнер 30 совмещают ось чехла 2 с осью контейнера 30 и посредством транспортного оборудования 20 и захвата 19 устанавливают чехол 2 с ОЯТ 22 в вагон-контейнер 30. Транспортирование ОЯТ 22 из вагон-контейнера 30 в хранилище (на фиг. не показано) осуществляется в обратной последовательности. При возникновении аварийной величины радиоактивного излучения от чехла 2 с ОЯТ 22, кожух 1 заполняют радиационно-защитной средой, например водой, для этого открывают вентиль 13 на линии подачи радиационно-защитной среды от системы заполнения к кожуху 1, при этом вентиль 15 закрыт. Заполнение кожуха 1 радиационно-защитной средой производят до уровня штуцера 11 (воздушника). В результате изменения массы кожуха 1 изменяется линейный размер пружин 25 упругодеформируемой подвески 3 вследствии чего кожух 1 опускается на пол помещения. Указанное приводит к образованию замкнутого радиационно-защитного контура: защита верхнего торца чехла 2 крышка 18, кожух 1 с радиационно-защитной средой, пол помещения. Образованный замкнутый радиационно-защитный контур снижает уровень радиации в помещении и дает возможность проводить необходимые ремонтные работы. После проведения ремонтных работ открывают вентиль 15, радиационно-защитная среда сливается из кожуха 1. При этом уменьшается масса кожуха 1 и изменяется линейный размер пружин 25 упругодеформируемой подвески 3 вследствии чего кожух 1 поднимается под полом помещения и занимает свое исходное транспортное положение. Затем кожух 1 с чехлом 2 и ОЯТ 22 транспортируют к вагон-контейнеру 30 и выгружают в него чехол 2 с ОЯТ 22 таким образом, как описано ранее.

Использование предлагаемого устройства для транспортирования отработанного ядерного топлива решает поставленную задачу по снижению уровня радиации в помещении. Указанное позволит обеспечить условия для проведения ремонтных работ в случае возникновения аварийной ситуации в период транспортирования ОЯТ.

Применение упругой подвески не требует увеличения существующей грузоподъемностим подъемно-транспортных средств.

Реализация предложенного изобретения позволит повысить уровень экологической безопасности АЭС при обращении с ОЯТ.

Список использованной литературы
1. В.П.Шведов и др. Ядерная технология, М. Атомиздат, 1979, с. 155-158.

2. Патент СССР N 1144632, кл. G 21 F 5/008, 1985.

Сущность изобретения: устройство для транспортирования отработанного ядерного топлива содержит чехол, окруженный полым кожухом подвижным относительно чехла с отработанным ядерным топливом. Кожух снабжен штуцерами для заполнения его и опорожнения защитной средой, а в верхней части кожуха установлена упругодеформируемая подвеска. 3 ил.

Устройство для транспортирования отработанного ядерного топлива, содержащее чехол с размещенным в нем отработанным ядерным топливом, радиационную защиту верхнего торца и радиационную защиту боковой поверхности с использованием жидкого теплоносителя, отличающееся тем, что жидкий теплоноситель помещен в отдельный, подвижный относительно чехла, полый кожух, снабженный штуцерами для заполнения и опорожнения его радиационно-защитной средой, а в верхней части кожуха установлена упругодеформируемая подвеска.