СПОСОБ ХРАНЕНИЯ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА Российский патент 2010 года по МПК G21C19/06 G21F9/36 

Изобретение относится к области ядерной энергетики, касается, в частности, технологии хранения отработавшего ядерного топлива и может быть использовано в хранилищах отработавшего ядерного топлива (ХОЯТ).

Хранение топливных сборок ядерных реакторов производится в очехлованном виде. Необходимость использования пеналов (чехлов) продиктована условиями защиты топливных сборок от механических повреждений при их транспортировании, а также в процессе хранения. Из уровня техники известно большое количество патентов, в которых описана технология хранения отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) в заполненных обессоленной водой пеналах, размещенных в бассейне хранилища отработавшего ядерного топлива с обессоленной водой. Для обеспечения пополнения пеналов обессоленной водой в верхней части пеналов, выше топливной сборки, выполнены отверстия для сообщения воды бассейна и пеналов (см. Патент Японии №58-21719, кл. G21C 19/32, 1983, Патент Японии №59-2877, G21C 3/30, 1984, Патент ФРГ №3103013, G21C 19/06,1982, заявка ФРГ №3138719, кл. G21C 19/06, 1983, Патент ФРГ №3144755, кл. G21F 9/36, Патент США №5152928, кл. С21С 19/17, 1992).

Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является способ, описанный в патенте РФ №2084023, кл. G21C 3/00. В данном патенте реализована концепция хранения ОЯТ, согласно которой пополнение пеналов водой осуществляется из бассейна через отверстия в верхней части пеналов. При этом происходит массообмен между водой пеналов, находящихся в непосредственном контакте с топливными сборками, и водой бассейна ХОЯТ, при котором часть радиоактивной воды из пеналов попадает в водный бассейн ХОЯТ. Наличие большого количества радиоактивной воды в бассейне может привести при нарушении герметичности облицовки бассейна к радиоактивному загрязнению окружающей среды.

Недостатком ближайшего аналога является недостаточный уровень экологической безопасности.

Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении экологической безопасности хранения отработавшего ядерного топлива.

Сущность данного изобретения состоит в том, что предложен способ хранения отработавшего ядерного топлива путем размещения в бассейне с обессоленной водой пеналов, перфорированных в верхней части, заполненных обессоленной водой, уровень воды в пеналах и бассейне поддерживают ниже кромки отверстий путем периодической подачи обессоленной воды от автономной емкости в пеналы и бассейн. Кроме того, предложено подачу воды в пеналы производить периодически при достижении предельно допустимого уровня в контрольных пеналах с максимальной величиной остаточного энерговыделения.

В соответствии с заявляемой формулой изобретения предлагается способ, исключающий попадание радиоактивной воды из пеналов с ОЯТ в водный бассейн хранилища. Это стало возможно благодаря поддержанию уровня воды в пенале и в бассейне ниже кромок отверстий пеналов. Требуемые уровни воды в бассейне и в пеналах поддерживают путем периодической подачи очищенной обессоленной воды дозатором из автономной емкости. Воду подают при достижении предельно допустимого уровня в контрольных пеналах с максимальной величиной остаточного энерговыделения топливных сборок, т.к. в них происходит наиболее интенсивное испарение воды. Устранение непосредственного контакта воды пеналов с водой бассейна ХОЯТ позволило исключить миграцию радионуклидов с топливных сборок в воду бассейна. Использование указанной технологии хранения ОЯТ позволило обеспечить чистоту воды в бассейне на уровне ~5·10^-9÷10^-10 Ки/л, что на три порядка выше проектного значения (10^-6 Ки/л). В результате снижен уровень ионизирующего излучения в обслуживаемых помещениях ХОЯТ и предотвращается выход радионуклидов с топливных сборок в окружающую среду в случае аварийной разгерметизации облицовки бассейна ХОЯТ.

Способ проиллюстрирован на примере ХОЯТ, представленном на фиг.1, 2. На фиг.1 - способ-аналог изобретения, на фиг.2 - способ по заявляемому изобретению. В бассейне хранилища 1 на балках перекрытия 2 подвешивают за фланцы пеналы 3. Топливные сборки 4 установлены в пеналы 3. Отверстия 5 в пенале 3 (фиг.1) расположены ниже уровня воды 6 в бассейне хранилища 1 и уровня воды 7 в пенале 3 так, что вода из бассейна хранилища 1 сообщается с водой в пенале 3. Отверстия 5 в пенале 3 (фиг.2) расположены выше уровня воды 6 в бассейне хранилища 1 и уровня воды 7 в пенале 3.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом (фиг.2). Топливную сборку 4 загружают в пенал 3 и заполняют обессоленной водой до уровня воды 7 в пенале 3 ниже кромки отверстий 5. Затем пенал 3 подвешивают на балки перекрытия 2 бассейна хранилища 1, причем уровень воды 6 в бассейне хранилища 1 устанавливают также ниже кромки отверстий. Уровни обессоленной воды 6, 7 поддерживают путем ее периодической подачи дозатором от автономной емкости (не показано).

Изобретение относится к области ядерной энергетики, касается, в частности, технологии хранения отработавшего ядерного топлива и может быть использовано в хранилищах отработавшего ядерного топлива. Предложен способ хранения отработавшего ядерного топлива путем размещения в бассейне с обессоленной водой пеналов, перфорированных в верхней части, также заполненных обессоленной водой. Уровень воды в пеналах и бассейне поддерживают ниже кромки отверстий за счет периодической подачи обессоленной воды от автономной емкости в пеналы и бассейн. Кроме того, предложено подачу воды в пеналы производить периодически при достижении предельно допустимого уровня в контрольных пеналах с максимальной величиной остаточного энерговыделения. Изобретение направлено на повышение экологической безопасности хранения отработавшего ядерного топлива. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ хранения отработавшего ядерного топлива путем размещения в бассейне с обессоленной водой пеналов, перфорированных в верхней части, заполненных обессоленной водой, причем уровень воды в пеналах и бассейне поддерживают ниже кромки отверстий, подавая периодически обессоленную воду от автономной емкости в пеналы и бассейн.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу воды в пеналы производят периодически при достижении предельно допустимого уровня в контрольных пеналах с максимальной величиной остаточного энерговыделения.