КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВКИ ОТРАБОТАВШИХ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК Российский патент 2000 года по МПК G21F5/08 

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к хранению и транспортировке отработанного ядерного топлива.

Известен контейнер для хранения и транспортировки ТВЭлов, содержащий корпус, установленную в корпусе кассету с ячейками для приема ТВЭлов, устройство для герметичного закрывания корпуса и крышку, причем устройство и крышка крепятся к корпусу при помощи болтов (патент США N 5406601, G 21 F 5/008. 1994). Недостатком такой конструкции является наличие резьбового соединения, поскольку известно, что в результате длительного хранения (ок. 50-ти лет) резьбовое соединение становится неразъемным - происходит ржавление и диффузия металлов, что может, в свою очередь, вызвать разгерметизацию контейнера.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является - в части устройства по технической сущности и достигаемому результату - металлобетонный контейнер для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива, содержащий корпус, сваренный из двух обечаек, причем кольцевое пространство между ними заполнено бетоном и арматурой, крышку и такелажные узлы, расположенные на корпусе. В контейнере имеется канал, закрытый мембраной, которая в случае повышения давления в бетоне, или при другой аварийной ситуации, разрывается. В центре крышки предусмотрено резьбовое отверстие с заглушкой для дренирования контейнера, вакуумирования и заполнения его газом (Зубков А.А. и др. Металлобетонный контейнер для хранения и транспортировки отработавшего ядерного топлива реакторов РБМК. - "Теплоэнергетика", 1996, N 11, с. 40-44).

Недостатком такой конструкции является недостаточная радиационная защита контейнера, сложность конструкции, нетехнологичность изготовления, наличие резьбового соединения, которое в результате длительного хранения контейнера становится неразъемным.

Задачей изобретения является повышение надежности и безопасности эксплуатации контейнера за счет улучшения защитных и иммобилизационных функций и упрощения конструкции и технологии изготовления и испытания контейнера.

Поставленная задача решается тем, что в контейнере для хранения и транспортировки отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС), содержащем корпус, в котором размещена многоместная кассета с ячейками для установки ОТВС, крышку, выполненную под углубление в верхней части корпуса и такелажные узлы, расположенные на корпусе, согласно изобретению многоместная кассета в корпусе заполнена защитным бетоном до уровня верхней диафрагмы кассеты, в отверстие, которое находится в боковой стенке корпуса, вмонтирована трубка, а крышка закреплена на корпусе клиньями, причем для закрепления клиньев в верхней части корпуса имеются пазы, расположенные равномерно по окружности. Клинья дополнительно закреплены на корпусе арматурой. Клинья воспринимают основную силовую нагрузку. В результате применения контейнера предлагаемой конструкции решается задача улучшения радиационной безопасности обслуживания. Защитный бетон, в который забетонирована многоместная кассета, улучшает радиационную безопасность и иммобилизационные функции контейнера, исключает миграцию радионуклидов в окружающую среду. Крепление крышки к корпусу при помощи клиньев дает возможность, несмотря на длительное хранение контейнера, обеспечить разъемное соединение крышки с корпусом.

Такое конструктивное выполнение контейнера соответствует критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемое конструктивное выполнение контейнера соответствует критерию "новизна", т. к. при проверке уровня техники такое решение не обнаружено.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен общий вид контейнера, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Контейнер для хранения и транспортировки отработавших тепловыделяющих сборок содержит корпус 1, многоместную кассету 2, крышку 3, клинья 4, закрепленные арматурой 9, такелажные узлы 5, трубку 6, вмонтированную в отверстие, имеющееся в боковой стенке корпуса 1, многоместная кассета в корпусе заполнена защитным бетоном 7 до уровня верхней диафрагмы 8 многоместной кассеты 2.

Работа контейнера осуществляется следующим образом.

В условиях длительного хранения контейнера, заполненного отработавшими тепловыделяющими сборками (ОТВС), упомянутые ОТВС создают радиационные поля за пределами контейнера. Защитный бетон, которым многоместная кассета забетонирована в корпус контейнера, благодаря особенностям своего состава, а именно - наличию шунгизитового наполнителя и карбида бора (состав бетона запатентован - патент РФ N 2107049, 1998 г.) поглощает и удерживает радионуклиды, выделяемые ОТВС. В преложенном конструктивном решении, по которому крышка закреплена на корпусе клиньями, в корпус вмонтирована трубка, применение клиньев обеспечивает разъемное соединение крышки с корпусом, что дает возможность многократного использования контейнера, а трубка в случае аварийного повышения температуры внутри контейнера выполняет роль предохранительного клапана, а именно - от высокой температуры трубка разгерметизируется, и таким образом, предотвратит возможную аварию.

Подготовка контейнера к хранению производится следующим образом.

Контейнер после заполнения его ОТВС закрывают крышкой, сваривают по стыку крышку с корпусом, закрепляют ее на корпусе клиньями, а клинья дополнительно закрепляют на корпусе арматурой. После этого, посредством трубки проводят испытания контейнера на герметичность, вакуумируют его и заполняют инертным газом, например, гелием. После проведения упомянутых работ трубку герметизируют, например, заваривают. В случае необходимости проведения повторных испытаний, сварной шов на трубке срезают, и снова проводят перечисленные выше действия.

Поставленная задача - повышение надежности и безопасности эксплуатации контейнера достигается применением защитного бетона при бетонировании в корпусе многоместной кассеты, креплением крышки на корпусе клиньями, а также тем, что испытание контейнера на герметичность, вакуумирование и заполнение инертным газом производится посредством трубки, вмонтированной в боковую стенку корпуса. Предлагаемая конструкция контейнера для хранения и транспортировки отработавших тепловыделяющих сборок позволяет исключить недостатки, присущие прототипу и аналогу.

Использование: в ядерной технике, в частности для хранения и транспортировки отработанного ядерного топлива. Контейнер содержит корпус, в котором размещена и забетонирована многоместная кассета для приема отработанных тепловыделяющих сборок (ОТВС), крышку, выполненную под углубление в верхней части корпуса, и такелажные узлы, причем крышка закреплена на корпусе клиньями, а в отверстие на боковой стенке корпуса вмонтирована трубка. Подготовку контейнера к хранению проводят следующим образом. Корпус, вместе с заполненной ОТВС кассетой, закрывают крышкой, крышку сваривают с корпусом по стыку, устанавливают клинья, испытывают контейнер на прочность и герметичность, вакуумируют и заполняют газом полость контейнера, причем все эти операции проводят посредством трубки, вмонтированной в корпус, а после заполнения контейнера газом упомянутую трубку герметизируют. Техническим результатом, достигаемым при реализации данного изобретения, является повышение надежности и безопасности эксплуатации контейнера за счет улучшения защитных и иммобилизационных функций и упрощения конструкции и технологии изготовления и испытания контейнера. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Контейнер для хранения и транспортировки отработавших тепловыделяющих сборок, содержащий корпус, в котором размещена многоместная кассета с ячейками для установки отработавших тепловыделяющих сборок, крышку, выполненную под углубление в верхней части корпуса, и такелажные узлы, расположенные на корпусе, отличающийся тем, что многоместная кассета в корпусе заполнена защитным бетоном до уровня верхней диафрагмы кассеты, в отверстие боковой стенки вмонтирована трубка, а крышка закреплена на корпусе клиньями. 2. Контейнер по п.1, отличающийся тем, что для закрепления клиньев в верхней части корпуса имеются пазы, расположенные равномерно по его окружности.