ТРАНСПОРТНО-УПАКОВОЧНЫЙ КОМПЛЕКТ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ И ХРАНЕНИЯ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА Российский патент 2010 года по МПК G21F5/08 G21F5/08 

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к хранению отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), а более конкретно, к сухому контейнерному хранению отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) атомных электростанций (АЭС) и может быть использовано для повышения надежности при обращении с ОТВС.

Известны транспортно-упаковочные комплекты (ТУК) для транспортировки и хранения ОЯТ. В соответствии с нормами радиационной безопасности и рекомендациями МАГАТЭ подобные ТУК должны обеспечивать высокие радиационно-защитные и прочностные свойства, в том числе при аварийных ситуациях, возможных в процессе транспортировки и хранения ОЯТ.

Известно устройство для транспортирования и (или) хранения груза по патенту RU 2133061 C1 (G21F 5/00, 1999). Известное устройство содержит контейнер и амортизаторы. В контейнер введена защитная оболочка, соединенная с ним переходником, обеспечивающим сохранность груза в нормальных условиях эксплуатации и деформирующимся или разрушающимся в аварийных ситуациях. Геометрические параметры, жесткость и прочностные свойства переходника выбираются такими, чтобы при его разрушении или деформации нагрузка на груз не превышала допустимую. Устройство обеспечивает повышение защищенности транспортируемого груза от повреждений, в результате чего отпадает необходимость его упрочнения, усложняющего конструкцию груза, а при перевозке грузов, содержащих взрывчатые вещества, одновременно существенно повышается и взрывобезопасность при транспортировке.

Однако известное устройство имеет ограниченную область использования.

Известен ТУК для транспортировки и хранения ОТВС, включающий металлобетонный контейнер (МБК) и разъемный демпфирующий кожух (RU 2105364 C1, G21 5/008, 1998). Разъемный демпфирующий кожух выполнен в виде барабана с торцевыми стенками и обечайкой, включающей центральный элемент и концевые элементы. В варианте исполнения демпфирующий кожух выполнен из четырех разъемных частей: основания, верхней крышки и двух торцевых крышек, соответственно соединенных между собой посредством фланцевых соединений. При этом центральный элемент обечайки демпфирующего кожуха выполнен составным. Внутри кожуха у каждой торцевой крышки установлены радиально расположенные трубчатые элементы, скрепленные соответственно с концевым элементом обечайки и между собой, а вдоль образующей каждого концевого элемента обечайки установлены другие трубчатые элементы, скрепленные соответственно с концевым элементом обечайки и между собой. Центральный элемент обечайки демпфирующего кожуха снабжен выполненными по периметру кольцевыми и продольными ребрами. В варианте выполнения трубчатые элементы заполнены поризованным энергопоглощающим материалом. В основании демпфирующего кожуха выполнены опоры, взаимодействующие с корпусом МБК. При этом МБК внутри демпфирующего кожуха закреплен в радиальном и осевом направлениях с помощью соответствующих резьбовых упоров.

Перед транспортировкой транспортно-упаковочного комплекта с ОТВС с АЭС на место дальнейшего хранения или захоронения сначала на опорный фундамент или специальную раму хранилища устанавливают основание разъемного демпфирующего кожуха. Затем посредством грузоподъемного средства на опоры основания демпфирующего кожуха устанавливают МБК с ОТВС. После этого устанавливают верхнюю крышку демпфирующего кожуха, которую соединяют с основанием демпфирующего кожуха посредством фланцевого соединения. Затем МБК закрепляют с помощью резьбовых упоров. После этого последовательно устанавливают две торцевые крышки демпфирующего кожуха, которые соединяют с основанием и верхней крышкой посредством фланцевых соединений с центрирующим кольцевым поясом. После установки торцевых крышек демпфирующего кожуха МБК закрепляют в осевом направлении с помощью других резьбовых упоров. Затем транспортно-упаковочный комплект, включающий МБК и разъемный демпфирующий кожух, устанавливают на транспортное средство для транспортировки к месту дальнейшего хранения.

Известное устройство обеспечивает предохранение МБК с ОТВС от разрушения, повышает радиационную защиту персонала при транспортировке и благодаря обеспечению возможности уменьшения массы и стоимости изготовления МБК дает возможность снизить стоимость реализации концепции сухого хранения ОЯТ.

Однако в известном устройстве разъемный демпфирующий кожух имеет относительно большое количество разъемов, что увеличивает трудоемкость сборки-разборки демпфирующего кожуха и, следовательно, увеличивает трудоемкость обслуживания транспортно-упаковочного комплекта.

Известен ТУК для транспортировки и хранения ОТВС, приведенный в патентном описании RU 2097848 C1 (G21F 5/008, 1997). ТУК включает контейнер и разъемный демпфирующий кожух, выполненный таким образом, чтобы минимизировать высоту подъема контейнера при помещении его в разъемный кожух. Собственно контейнер предназначен для загрузки ОТВС и выполнен в виде металлобетонной конструкции с двумя крышками: внешней и внутренней, расположенными одна над другой и установленными на едином основании. Разъемный демпфирующий кожух в целом выполнен в виде обечайки с диафрагмами на торцах. Под каждой диафрагмой установлены радиально расположенные трубчатые элементы, скрепленные соответственно с диафрагмой, обечайкой и между собой. Внутренняя поверхность обечайки снабжена ребрами. При этом вдоль образующей обечайки по окружности установлены другие трубчатые элементы, скрепленные соответственно с обечайкой, упомянутыми ребрами и между собой. Трубчатые элементы заполнены поризованным энергопоглощающим материалом, например, цементно-песчаным бетоном с заполнителем в виде вспученного керамзита. Обечайка и торцы демпфирующего кожуха с внутренней стороны облицованы армобетоном. В варианте исполнения изобретения демпфирующий кожух выполнен из трех разъемных элементов, один из которых выполнен в виде торцевой крышки демпфирующего кожуха. С металлобетонным контейнером демпфирующий кожух скрепляется посредством штыревых устройств. Установку МБК в демпфирующий кожух производят в горизонтальном положении. Затем контейнер в демпфирующем кожухе доставляют в транспортный коридор АЭС, где устанавливают под загрузочным окном. Снимают торцевую крышку демпфирующего кожуха, после чего демпфирующий кожух с контейнером переводят в вертикальное положение, снимают внешнюю и внутреннюю крышки контейнер, после чего загрузочное окно перекрывают направляюще-ориентирующим устройством, которое соединяют с верхним торцом контейнера. После загрузки демпфирующий кожух с контейнером переводят в транспортное (горизонтальное) положение и на демпфирующий кожух устанавливают торцевую крышку. Транспортно-упаковочный комплект транспортируют к месту хранения, где МБК освобождают от разъемного демпфирующего кожуха и устанавливают на место хранения.

Известное техническое решение применяется при реализации способа сухого хранения ОТВС и позволяет при использовании металлобетонных контейнеров для транспортировки и/или хранения ОЯТ обеспечить предохранение ТУК от разрушения при возможных аварийных ситуациях при транспортировке к месту хранения, которые необходимо учитывать в соответствии с рекомендациями МАГАТЭ, и повышает радиационную защиту персонала при транспортировке.

Однако в известном устройстве так же, как и в ТУК по патенту RU 2105364, разъемный демпфирующий кожух имеет относительно большое количество разъемов, что увеличивает трудоемкость сборки-разборки демпфирующего кожуха и, следовательно, увеличивает трудоемкость обслуживания транспортно-упаковочного комплекта. Кроме того, помещение МБК в демпфирующий кожух до проведения операции загрузки в контейнер ОТВС существенно увеличивает габариты обслуживаемой (т.е. загружаемой) конструкции (МБК в сборе с разъемным демпфирующим кожухом). Учитывая, что загрузка контейнера ОТВС, как правило, производится в транспортном коридоре реакторного цеха АЭС, габариты которого ограничены, то по условиям обеспечения возможности перемещения в нем указанной конструкции необходимо уменьшение габаритов демпфирующего кожуха и соответственно габаритов контейнера. В результате сокращается количество ОТВС, размещаемых в контейнере. В итоге это приводит к необходимости увеличения потребного количества контейнеров и к повышению стоимости реализации концепции сухого контейнерного хранения ОЯТ.

Известен транспортно-упаковочный комплект для транспортировки и хранения отработавших тепловыделяющих сборок по патенту RU 2313144 С1 (G21F 5/008, G21F 5/08, 2007). ТУК включает металлобетонный контейнер и разъемный демпфирующий кожух. Демпфирующий кожух выполнен в виде съемного барабана с торцевым перекрытием и выполняющего роль торцевой крышки съемного барабана основания, взаимодействующего с днищем корпуса МБК. В варианте исполнения изобретения съемный барабан с торцевым перекрытием и основание содержат ударо-демпфирующие элементы в виде набора труб, обладающие достаточной энергией деформации. Крепление основания со съемным барабаном выполнено в виде резьбового (например, шпилечного) фланцевого соединения. В цилиндрической стенке съемного барабана и торцевом перекрытии барабана установлены взаимодействующие с корпусом МБК резьбовые элементы, исключающие возможность перемещения МБК относительно разъемного демпфирующего кожуха при действии перегрузок в период транспортировки. Таким образом, благодаря резьбовым элементам исключается возможность соударений МБК и демпфирующего кожуха при транспортировке. В варианте выполнения изобретения съемный барабан выполнен из разъемных элементов в виде первой обечайки и торцевого перекрытия. Внутри первой обечайки на каждом ее концевом участке вдоль образующей установлены удародемпфирующие элементы в форме труб, к которым изнутри барабана на каждом концевом участке обечайки примыкает вторая обечайка. Первая и вторая обечайки соответственно скреплены с удародемпфирующими элементами (трубами), например, с помощью сварки. Конструктивное выполнение узла соединения торцевого перекрытия и первой обечайки аналогично узлу соединения основания со съемным барабаном. Крепление торцевого перекрытия с первой обечайкой выполнено в виде резьбового фланцевого соединения. Внутри основания и торцевого перекрытия демпфирующего кожуха также установлены удародемпфирующие элементы в форме труб. При этом относительно продольной оси демпфирующего кожуха одни трубы расположены радиально, а другие трубы - тангенциально. Удародемпфирующие элементы (трубы) соединены между собой при помощи сварки посредством соответствующих диафрагм. В основании демпфирующего кожуха выполнены опоры, взаимодействующие с корпусом МБК. Центральная часть первой обечайки снабжена установленными на ее внутренней поверхности шпангоутами и продольными ребрами (стрингерами), что обеспечивает обечайке достаточную жесткость.

Известный ТУК обеспечивает надежную защиту МБК при любом виде аварийного падения, повышает радиационную защиту благодаря дополнительному экранированию и позволяет снизить конструктивные запасы прочности МБК, что, в свою очередь, позволяет снизить стоимость МБК. Вместе с этим ТУК позволяет при использовании МБК для транспортировки и хранения ОТВС обеспечить повышение безопасности обращения с ОТВС и одновременно позволяет в условиях существующей инфраструктуры АЭС использовать МБК с оптимальными габаритно-массовыми характеристиками с точки зрения количества размещаемых ОТВС.

Однако конструктивные особенности этого ТУК, так же как ТУК по патентам RU 2097848 и RU 2105364, предполагают его использование для транспортировки и хранения относительно низкоактивного ОЯТ, т.е. известное устройство имеет ограниченную область использования. По существу, последние три технических решения касаются устройства транспортно-упаковочных комплектов, которые содержат металлобетонный контейнер.

Известен контейнер для транспортировки радиоактивного материала по патенту SU 1144632 A (G21F 5/00, 1985). Известный контейнер содержит съемные противоударные демпферы, установленные на торцах контейнера. Противоударный демпфер состоит в основном из толстостенной наружной чашки, тонкостенной внутренней чашки, кольцевого фланца и нескольких толстостенных труб. Чашки выполнены выпуклыми наружу и являются стенками герметически закрытой полости. В полости противоударного демпфера помещена в качестве поглощающего энергию материала бальзовая древесина, волокна которой расположены параллельно оси контейнера. В варианте выполнения боковая поверхность противоударного демпфера имеет тороидальную форму. Обе чашки приварены снаружи к кольцевому фланцу, который служит для центрирования противоударного демпфера при его насаживании. Кольцевой фланец закреплен на цилиндрическом контейнере с помощью болтов. Проходящие через демпфер толстостенные трубы приварены к наружной чашке и к кольцевому фланцу. Через трубы можно вдвинуть болты, с помощью которых кольцевой фланец закрепляется на контейнере. Цилиндрическая часть контейнера окружена водяной оболочкой, которая служит для экранирования активной зоны топливных элементов. Вода служит в качестве экрана для защиты от быстрых нейтронов. Наружный кожух водяной оболочки снабжен выполненными по периметру кольцевыми ребрами охлаждения из стали, предназначенными для передачи тепла. Наружный кожух закрыт на нижнем и верхнем концах выполненными по периметру толстыми кольцевыми стальными ребрами, служащими для амортизации ударов. В случае падения транспортного контейнера в осевом направлении вниз кинетическую энергию в момент удара поглощают: выпуклая наружу наружная чашка, которая является в осевом направлении относительно мягкой и податливой; набивка из бальзовой древесины, волокна которой направлены параллельно оси контейнера; проходящие через демпфер толстостенные трубы. В случае удара боковой стенки транспортного контейнера кинетическую энергию поглощает выполненная в виде тора часть наружной чашки, а также массивные концевые ребра, закрывающие наружный кожух контейнера. Поглощение кинетической энергии бальзовой древесиной в этом случае отсутствует ввиду ориентации ее волокон. В случае удара кромки транспортного контейнера имеет место комбинация обоих указанных выше случаев поглощения энергии.

К недостаткам известного устройства можно отнести низкую защищенность его боковой поверхности от ударных нагрузок при падении, что не исключает возможность разгерметизации наружного кожуха водяной оболочки в случае возникновения аварийной ситуации.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков с заявляемым изобретением является транспортный упаковочный (транспортно-упаковочный) комплект для транспортирования и хранения ОТВС по патенту RU 56704 U1 (G21F 5/008, 2006). Известный ТУК включает контейнер, корпус которого выполнен из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, и деревянные демпферы, заключенные в оболочку из нержавеющей стали и установленные на торцах контейнера. Демпферы стянуты между собой четырьмя шпильками и выполнены из деревянных элементов (досок, брусков), расположенных послойно с чередованием продольного и поперечного положения слоев. В вертикальном положении нижний демпфер, установленный на днище корпуса контейнера, служит основанием ТУК. Перед загрузкой ОТВС в ТУК демпферы демонтируются. Транспортный упаковочный комплект транспортируется и обслуживается в вертикальном положении.

Однако известный ТУК рассчитан на загрузку отработавшими тепловыделяющими сборками, имеющими относительно небольшое суммарное тепловыделение. Деревянные демпфера имеют низкую теплопроводность и частично перекрывают боковую и торцевые поверхности корпуса контейнера, что неприемлемо для ТУК, предназначенных для транспортировки и хранения высокоактивного ОЯТ, например, реакторов типа ВВЭР-1000, особенностью которого (т.е. - ОЯТ) является, в частности, интенсивное выделение тепла. Кроме того, конструктивные особенности известного ТУК не гарантируют стабильности механических (силовых) характеристик противоударных демпферов в случае возникновения аварийных ситуаций. Механические характеристики деревянных демпферов зависят от структуры древесины, ее влажности, ориентации ее волокон относительно корпуса контейнера и от направления вектора внешнего ударного воздействия при падении ТУК. Все это приводит к разбросу значений действующих на контейнер с ОЯТ аварийных перегрузок и к их возможному возрастанию по сравнению с расчетными или экспериментально определенными значениями, что снижает надежность обеспечения безопасности транспортировки и хранения ТУК с ОЯТ.

Задача, решаемая изобретением, заключается в создании достаточно простого ТУК для транспортировки и хранения ОЯТ реакторов типа ВВЭР-1000, обеспечивающего надежный и более полный отвод тепла от корпуса контейнера соответственно, обеспечивающего достаточное охлаждение ОЯТ, а также обеспечивающего высокую стабильность механических (силовых) характеристик (иными словами - гарантирующего определенные параметры нагружения контейнера) при аварийных ситуациях, возможных в процессе транспортировки и хранения ОЯТ.

Указанная задача решается благодаря тому, что в известном транспортно-упаковочном комплекте для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива, включающем контейнер, на торцах которого установлены съемные противоударные демпферы, которые соединены между собой с помощью стяжек, расположенных вокруг корпуса контейнера вдоль продольной оси последнего, согласно изобретению съемные противоударные демпферы выполнены каждый в виде набора, состоящего по меньшей мере из двух плоских колец, установленных перед торцем контейнера, и по меньшей мере двух плоских колец, охватывающих боковую поверхность корпуса контейнера. Все кольца в наборе установлены соосно и жестко соединены посредством продольных труб, пропущенных через сквозные отверстия в кольцах. Упомянутые отверстия выполнены по меньшей мере в два ряда таким образом, что их центры равномерно распределены по концентричным окружностям. При этом трубы, пропущенные через отверстия по меньшей мере одного ряда, взаимодействуют с торцом контейнера.

Вместе с этим съемный противоударный демпфер в качестве труб содержит трубы из нержавеющей пластически деформируемой стали.

Кроме того, съемный противоударный демпфер дополнительно содержит концентричные обечайки, которые скрепляют между собой упомянутые кольца и установлены соосно последним.

В последнем приведенном варианте выполнения съемный противоударный демпфер включает обечайку, примыкающую с радиальным зазором к корпусу контейнера.

Возможен вариант выполнения, при котором каждая из стяжек пропущена через упомянутые продольные трубы, пропущенные через сквозные отверстия во всех кольцах съемных противоударных демпферов.

В другом варианте выполнения съемные противоударные демпферы соединены между собой с помощью стяжек, пропущенных через сквозные отверстия в соседних кольцах обоих съемных противоударных демпферов.

Технический результат использования изобретения состоит в том, что оно позволяет существенно повысить надежность обеспечения безопасности транспортировки и хранения транспортно-упаковочного комплекта, а также - в создании схемно-компоновочного решения ТУК, которое можно использовать при создании ТУК, предназначенных для транспортировки и хранения различных специальных грузов.

На фиг.1 схематично показан транспортно-упаковочный комплект для транспортировки и хранения ОЯТ, общий вид в варианте выполнения, продольный разрез; на фиг.2 - то же, поперечный разрез по А-А на фиг.1; на фиг.3 - то же, поперечный разрез по Б-Б на фиг.1 (показаны ряды труб, пропущенных через плоские кольца, охватывающие боковую поверхность корпуса контейнера); на фиг.4 -расположение стяжек, соединяющих съемные противоударные демпферы, поперечный разрез по Г-Г на фиг.1, повернуто; на фиг.5 - вариант крепления съемных противоударных демпферов с помощью относительно коротких стяжек, элемент Д на фиг.1, продольный разрез; на фиг.6 - фрагмент съемного противоударного демпфера в варианте выполнения, продольный разрез.

В варианте осуществления изобретения транспортно-упаковочный комплект для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива включает контейнер 1, на торцах «а» и «b» которого установлены съемные противоударные демпферы 2. Последние соединены между собой с помощью стяжек 3, расположенных вокруг корпуса 4 контейнера вдоль его продольной оси 5. Съемные противоударные демпферы 2 выполнены каждый в виде набора, состоящего из, например, двух плоских колец 6, установленных перед торцем контейнера, и, например, трех плоских колец 7, охватывающих боковую поверхность корпуса контейнера. Плоские кольца 6 и 7 установлены в наборе соосно и жестко соединены, например, с помощью сварки посредством установленных параллельно оси 5 продольных труб 8 и 9 (по существу - отрезков труб), пропущенных через отверстия в плоских кольцах 6 и 7. Продольная ось противоударного демпфера геометрически совмещена с продольной осью контейнера. Отверстия выполнены, например, в три ряда, таким образом, что их центры равномерно распределены по концентричным окружностям. При этом трубы 8, пропущенные через отверстия внутреннего ряда (т.е. - через отверстия, центры которых расположены на внутренней из упомянутых концентрических окружностей), взаимодействуют с соответствующим торцем контейнера. В другом варианте (см. фиг.6) отверстия выполнены, например, в четыре ряда. При этом с торцем контейнера взаимодействуют трубы 8, пропущенные через отверстия двух рядов (т.е. - через отверстия, центры которых расположены на двух концентрических окружностях, имеющих наименьшие радиусы по отношению к другим концентрическим окружностям). Выбор конкретного варианта выполнения определяется в зависимости от габаритно-массовых характеристик контейнера. В варианте осуществления изобретения транспортно-упаковочный комплект в качестве контейнера содержит цельнометаллический контейнер. В другом варианте транспортно-упаковочный комплект в качестве контейнера может содержать металлобетонный контейнер. Этот вариант предполагает, что ТУК служит для транспортировки и хранения относительно низкоактивного ОЯТ.

Плоские кольца 6 и 7 совместно с трубами 9, по существу, образуют открытый конвектор, что позволяет интенсифицировать теплоотдачу корпуса 4 контейнера 1. Таким образом в транспортно-упаковочном комплекте каждый противоударный демпфер 2 конструктивно совмещен с открытым конвектором.

В варианте выполнения съемный противоударный демпфер в качестве труб 8 и 9 содержит трубы из нержавеющей пластически деформируемой стали, например, типа 08Х18Н10Т. Благодаря особенности конструктивной схемы демпфера и использованию труб из нержавеющей стали, обладающей высокими пластическими и деформационными свойствами, обеспечивается определенность форм их деформирования: при горизонтальном падении контейнера - «овализация» труб 9, при вертикальном падении контейнера - потеря устойчивости труб 8 как оболочки от продольного сжатия в виде постепенно распространяющейся вдоль трубы волны деформирования. Вместе с этим обеспечивается возможность больших перемещений без разрушения вплоть до полного смятия труб, что подтверждено экспериментально. Определенность формы деформирования приводит к стабильности механических (силовых) характеристик противоударного демпфера, к слабой зависимости механических (силовых) характеристик от случайных факторов. При этом сварные швы в рассматриваемой конструкции практически не влияют на работоспособность противоударного демпфера. Разрушение сварных швов не приводит к снижению энергоемкости демпфера.

Также съемный противоударный демпфер содержит концентричные обечайки 10 и 11, которые, например, с помощью сварки скрепляют между собой плоские кольца 6 и 7. Обечайки 10 и 11 установлены соосно плоским кольцам 6 и 7. Обечайка 11 с радиальным зазором примыкает к корпусу 4 контейнера 1. Величина зазора принимается из конструктивных соображений исходя из обеспечения возможности установки противоударного демпфера на корпус контейнера. В случае падения ТУК на боковую поверхность зазор в месте удара «выбирается» и трубы 9 через кольца 7 и обечайку 11 взаимодействуют с корпусом 4 контейнера 1. Обечайка 11 одновременно служит для центрирования противоударного демпфера при его установке (насаживании) на корпус контейнера. В варианте выполнения каждая из стяжек 3 пропущена через соответствующую продольную трубу 9, пропущенную через сквозные отверстия в плоских кольцах 6 и 7 (т.е. - через весь набор колец).

В другом варианте выполнения (см. фиг.5) каждая из стяжек пропущена через сквозные отверстия, выполненные только в соседних крайних плоских кольцах 7 обоих съемных противоударных демпферов. Этот вариант выполнения позволяет использовать стяжки меньшей длины, чем в предыдущем варианте выполнения.

Использование транспортно-упаковочного комплекта в промышленности осуществляется следующим образом.

Отработавшее ядерное топливо (ОТВС) сначала загружают в дистанционирующую решетку (на чертеже не показано), которую затем устанавливают в контейнер. После загрузки контейнера закрывают защитные герметизирующие крышки (на чертеже не показано). Далее, при необходимости, производится осушение внутренней полости контейнера и заполнение ее инертным газом с помощью предусмотренных на контейнере клапанных устройств (на чертеже не показано). После этого контейнер с ОЯТ (ОТВС) транспортируют к месту промежуточного (предварительного) хранения (на территории АЭС или в прилегающем к ней хранилище). В месте промежуточного хранения контейнер может находиться длительное время. Затем контейнер с ОЯТ транспортируют к месту окончательного захоронения в региональное хранилище или - на переработку. На период транспортировки к месту окончательного хранения (захоронения) ОЯТ с целью предохранения контейнера с ОЯТ от разрушения при возможных аварийных ситуациях контейнер оснащают съемными противоударными демпферами 2, которые практически не препятствуют съему тепла от контейнера.

Оснащение контейнера 1 противоударными демпферами производится с помощью штатных грузоподъемных средств. При этом контейнер с ОЯТ устанавливают днищем на горизонтально выставленный съемный противоударный демпфер 2, затем сверху на корпус 4 контейнера устанавливают (насаживают) другой съемный противоударный демпфер 2. После противоударные демпферы 2 с помощью стяжек 3 соединяют между собой и таким образом демпферы закрепляются на контейнере.

После транспортно-упаковочный комплект (контейнер 1 в сборе с противоударными демпферами 2) посредством грузоподъемного средства и устройства кантования (на чертеже не показано) переводят в горизонтальное положение. В этом положении транспортно-упаковочный комплект устанавливают на транспортное средство, например железнодорожную платформу (железнодорожный транспортер) и фиксируют ТУК относительно последней.

Транспортно-упаковочный комплект в транспортировочном положении транспортируют к месту окончательного хранения (захоронения) ОЯТ. Противоударные демпферы обеспечивают снижение перегрузок, действующих на контейнер, до допустимого уровня во всех возможных аварийных ситуациях, регламентированных нормативными документами РФ и МАГАТЭ, при любых, в том числе и наиболее неблагоприятных углах падения ТУК (например, падение на угол ТУК). В случае аварийного падения ТУК с ОЯТ на боковую поверхность происходит «овализация» труб 9, сопряженных с плоскими кольцами 6 и 7, сопровождаемая поглощением деформируемыми трубами кинетической энергии падающего контейнера и снижение его скорости до полной остановки с величиной ускорения торможения в пределах, допускаемых по безопасности боковых перегрузок ОЯТ (ОТВС). При падении ТУК с ОЯТ на торцевую поверхность происходит продольная волнообразная деформация взаимодействующих с торцом контейнера труб 8, сопряженных с плоскими кольцами 6, с величиной ускорения торможения, не превышающей допускаемую продольную перегрузку для ОЯТ (ОТВС).

После транспортировки ТУК в региональное хранилище освобождение контейнера 1 от съемных противоударных демпферов 2 производится в обратной последовательности. Затем съемные противоударные демпферы возвращают на АЭС для транспортировки последующего контейнера с ОЯТ, а доставленный в региональное хранилище контейнер с ОЯТ устанавливают в месте хранения.

Таким образом, в заявленном устройстве обеспечивается максимально возможный отвод тепла от корпуса контейнера и соответственно возможность охлаждения высокоактивного ОЯТ (ОТВС) до допустимой температуры. Вместе с этим схемно-компоновочное решение ТУК обеспечивают снижение перегрузок, действующих на контейнер, до допустимого уровня в аварийных ситуациях, возможных в процессе транспортировки и хранения контейнера с ОЯТ.

Таким образом благодаря особенности исполнения транспортно-упаковочного комплекта изобретение позволяет создать достаточно простой ТУК для транспортировки и хранения ОЯТ реакторов типа ВВЭР-1000, обеспечивающий высокую стабильность механических (силовых) характеристик (иными словами -гарантирующего определенные параметры нагружения контейнера) при аварийных ситуациях, возможных в процессе транспортировки и хранения ОЯТ, что позволяет существенно повысить надежность обеспечения безопасности транспортировки и хранения транспортно-упаковочного комплекта. Вместе с этим созданное схемно-компоновочное решение ТУК можно использовать при создании ТУК, предназначенных для транспортировки и хранения различных специальных грузов.

Изобретение относится к ядерной технике, к сухому контейнерному хранению отработавших тепловыделяющих сборок атомных электростанций. Транспортно-упаковочный комплект (ТУК) включает контейнер, на торцах которого установлены съемные противоударные демпферы. Последние соединены между собой с помощью стяжек, расположенных вокруг корпуса контейнера вдоль продольной оси последнего. Противоударные демпферы выполнены каждый в виде набора, состоящего по меньшей мере из двух плоских колец, установленных перед торцем контейнера, и по меньшей мере двух плоских колец, охватывающих боковую поверхность корпуса контейнера. Все кольца в наборе установлены соосно и жестко соединены посредством продольных труб, пропущенных через сквозные отверстия в кольцах. Причем отверстия выполнены по меньшей мере в два ряда таким образом, что их центры равномерно распределены по концентричным окружностям. Трубы, пропущенные через отверстия по меньшей мере одного ряда, взаимодействуют с торцем контейнера. Изобретение позволяет существенно повысить надежность обеспечения безопасности транспортировки и хранения (ТУК) для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Транспортно-упаковочный комплект для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива, включающий контейнер, на торцах которого установлены съемные противоударные демпферы, которые соединены между собой с помощью стяжек, расположенных вокруг корпуса контейнера вдоль продольной оси последнего, отличающийся тем, что противоударные демпферы выполнены каждый в виде набора, состоящего по меньшей мере из двух плоских колец, установленных перед торцом контейнера, и по меньшей мере двух плоских колец, охватывающих боковую поверхность корпуса контейнера, все кольца в наборе установлены соосно и жестко соединены посредством продольных труб, пропущенных через сквозные отверстия в кольцах, причем отверстия выполнены по меньшей мере в два ряда таким образом, что их центры равномерно распределены по концентричным окружностям, при этом трубы, пропущенные через отверстия по меньшей мере одного ряда, взаимодействуют с торцом контейнера.

2. Транспортно-упаковочный комплект по п.1, отличающийся тем, что съемный противоударный демпфер в качестве труб содержит трубы из нержавеющей пластически деформируемой стали.

3. Транспортно-упаковочный комплект по п.1, отличающийся тем, что съемный противоударный демпфер дополнительно содержит концентричные обечайки, которые скрепляют между собой упомянутые кольца и установлены соосно с последними.

4. Транспортно-упаковочный комплект по п.3, отличающийся тем, что съемный противоударный демпфер включает обечайку, примыкающую с радиальным зазором к корпусу контейнера.

5. Транспортно-упаковочный комплект по п.1, отличающийся тем, что каждая из стяжек пропущена через упомянутые продольные трубы, пропущенные через сквозные отверстия во всех кольцах съемных противоударных демпферов.

6. Транспортно-упаковочный комплект по п.1, отличающийся тем, что съемные противоударные демпферы соединены между собой с помощью стяжек, пропущенных через сквозные отверстия в соседних кольцах обоих съемных противоударных демпферов.