МОДУЛЬ ХРАНЕНИЯ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА Российский патент 2005 года по МПК G21F5/08 

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в том числе к технике контейнеров и хранилищ для отработавшего ядерного топлива (ОЯТ).

Известны хранилища для сухого длительного хранения ОЯТ. Они представляют собой помещения для хранения специальных закрытых пеналов или контейнеров, имеющих внутреннюю закрытую полость для расположения в ней ОЯТ, тепло от пеналов или контейнеров отводится посредством естественной конвекции. Например, см. "Атомная техника за рубежом" №9, 1998 г., стр.3.

Однако такие хранилища и контейнеры недостаточно устойчивы к перегреву при хранении высокоактивных отходов.

Известны устройства интенсификации теплоотвода от модулей хранения ОЯТ, в том числе основанные на использовании циркулирующей жидкости.

Однако хранение ОЯТ в воде ограничено коррозионной стойкостью оболочек ТВЭЛ.

Задача настоящего изобретения - повысить безопасность сухого хранения отработавшего ядерного топлива при экстремально высоких температурах окружающего воздуха.

Решается эта задача так, что закрытый модуль, имеющий внутреннюю полость для размещения ОЯТ, снабжается бесконечной лентой или кольцом или несколькими кольцами из твердого материала с возможностью нахождения части кольца внутри модуля в непосредственной близости с емкостями, содержащими ОЯТ, и другой части того же кольца снаружи модуля и с возможностью вращения кольца. Кольца снабжены приводом для их вращения. Наружные части колец могут дополнительно интенсивно охлаждаться, например потоком воздуха.

Кольца могут быть изготовлены из ферромагнитного материала, обладающего магнитокалорическим эффектом. В непосредственной близости от наружных частей колец имеются постоянные магниты, создающие магнитное поле, в которое попадают наружные части колец.

На фиг.1 изображен модуль хранения ОЯТ с ферромагнитным кольцом, интенсифицирующим теплообмен, на фиг.2 - сечение по А-А на фиг.1.

Модуль для хранения ОЯТ содержит корпус 1 с расположенными в его внутренней полости отработавшими тепловыделяющими сборками 2, кольцо из ферромагнетика 3 расположено частично внутри корпуса 1, между кольцом 3 и корпусом 1 имеется уплотнение 4. Наружная часть кольца 3 охватывается полюсами постоянного магнита 5. Привод 6 имеет возможность перемещать кольцо вокруг его оси и снабжен электромотором (который не показан). Отработавшие тепловыделяющие сборки 2 заключены внутри дополнительного герметичного корпуса 7.

Работает модуль хранения ОЯТ следующим образом. Приводимый в движение электромотором привод 6 приводит кольцо 3 во вращение вокруг собственной оси. При этом нагреваемые внутри корпуса 1 части кольца 3 через уплотнения 4 перемещаются наружу и попадают в магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом 5. Поскольку кольцо выполнено из ферромагнитного материала, обладающего магнитокалорическим эффектом, например из гадолиния, при попадании части кольца в постоянное магнитное поле эта часть несколько дополнительно нагревается и отдает дополнительное тепло внешнему теплоносителю, например воздуху, или отдает тепло излучением. Покидая магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом 5, часть кольца 3 в результате магнитокалорического эффекта охлаждается, что дополнительно усиливает принудительное охлаждение ОЯТ.

Изобретение относится к области обращения с отработавшим ядерным топливом. Сущность изобретения: модуль хранения отработавшего ядерного топлива содержит герметичный корпус, имеющий внутреннюю полость для размещения отработавшего ядерного топлива. Модуль снабжен кольцом из твердого ферромагнитного материала, обладающего магнетокалорическими свойствами. Кольцо снабжено приводом и имеет возможность вращаться вокруг своей оси. Оно расположено так, что часть кольца находится внутри модуля в непосредственной близости с герметичной емкостью, содержащей отработавшее ядерное топливо. Другая часть кольца находится снаружи модуля в постоянном магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом, и имеет возможность охлаждаться. Преимущества изобретения заключаются в повышении безопасности сухого хранения отработавшего ядерного топлива. 2 ил.

Модуль хранения отработавшего ядерного топлива, содержащий закрытый корпус, имеющий внутреннюю полость для размещения отработавшего ядерного топлива, отличающийся тем, что он имеет кольцо из твердого ферромагнитного материала, обладающего магнитокалорическими свойствами, с возможностью вращения этого кольца вокруг своей оси и снабженное приводом, расположенное так, что часть кольца находится внутри модуля в непосредственной близости с емкостями, внутри которых имеется отработавшее ядерное топливо, а другая часть того же кольца - снаружи модуля, наружная часть кольца находится в постоянном магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом, и имеет возможность охлаждаться.