Пенал для хранения отработавших тепловыделяющих сборок Российский патент 2017 года по МПК G21F5/00 

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к устройствам для обращения с отработавшим ядерным топливом, а более конкретно к пеналам, в которых размещаются отработавшие тепловыделяющие сборки (ОТВС) или их части.

Пенал для отработавших тепловыделяющих сборок предназначен для размещения в нем дефектных ОТВС, выгруженных из хранилища ядерных и радиационных опасных объектов и просыпей элементов активной части разрушенных ОТВС для последующей отправки на переработку в существующих транспортных упаковочных комплектах.

Известен контейнер для транспортирования отработавших тепловыделяющих сборок ядерных реакторов, содержащий корпус, закрытый сверху уплотнительной крышкой, и вставленную в полость корпуса выемную часть, в отверстиях диафрагм которой дистанционированно размещены чехлы с ОТВС. Чехлы различных типоразмеров или установлены своими нижними торцами на дно контейнера, или подвешены на опорных буртах в отверстиях доски выемной части за верхние бурты чехлов (см., например, патент России №2120675, G21F 5/008, заявлен 24.04.1996, опубликован 20.10.1998).

К основным недостаткам такого устройства можно отнести следующие:

- невозможность размещения, хранения и транспортирования дефектных и разрушенных ОТВС;

- не имеет возможности быстрого запирания крышки устройства;

- отсутствует возможность переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) совместно с пеналом при поступлении на завод регенерации топлива (РТ).

Известен пенал для отработавшего ядерного топлива водо-водяного энергетического реактора ВВЭР-1000, содержащий корпус с установленными внутри него разделительными перегородками, образующими ячейки, крышку с грибком, снабженным клапанным устройством и устройством для сцепления крышки с корпусом, установленные внутри корпуса вертикальные стойки и центральную трубу. Вертикальные стойки и центральная труба соединены разделительными перегородками с образованием между ними четырех ячеек. Вертикальные стойки размещены по периметру корпуса таким образом, что углы между разделительными перегородками в двух противолежащих ячейках равны углу между смежными гранями ОТВС. В двух других противолежащих ячейках углы между разделительными перегородками равны углу между несмежными гранями ОТВС. В этих двух ячейках разделительные перегородки соединены вертикальными пластинами с образованием половины шестигранного сечения, превышающего шестигранное сечение несерийной ОТВС (см., например, патент России №2510087, G21F 5/00, заявлен 05.09.2012, опубликован 05.09.2012).

К основным недостаткам такого устройства можно отнести следующие:

- невозможность размещения, хранения и транспортирования дефектных и разрушенных ОТВС;

- не имеет возможности быстрого запирания крышки устройства;

- отсутствует возможность переработки ОЯТ совместно с пеналом при поступлении на завод РТ.

Известна ампула для отработавшей тепловыделяющей сборки, в которой размещаются пучки твэлов отработавшей тепловыделяющей сборки реактора РБМК-1000, для последующего размещения и транспортировки в транспортном упаковочном комплекте в сухое хранилище для перегрузки в герметичные металлические пеналы и долговременного хранения. Ампула содержит цилиндрический корпус с дном и крышку. В дне корпуса и крышке ампулы выполнены цилиндрические глухие отверстия, в которых установлены пружины сжатия, одни торцы которых прикреплены к торцовым поверхностям цилиндрических глухих отверстий, а на других торцах установлены опорные пластины. Между пружинами с опорными пластинами размещается пучок отработавших тепловыделяющих элементов (см., например, патент России №2505871, G21F 5/00, заявлен 04.12.2012, опубликован 27.01.2014).

К основным недостаткам такого устройства можно отнести следующие:

- невозможность размещения, хранения и транспортирования дефектных и разрушенных ОТВС;

- не имеет возможности быстрого запирания крышки устройства;

- отсутствует возможность переработки ОЯТ совместно с пеналом при поступлении на завод РТ.

Известна капсула (пенал) для сбора просыпи, состоящая из емкости для сбора просыпи твердых радиоактивных отходов, корпус которой выполнен в виде полого цилиндра с герметичным дном и расположенными в верхней части корпуса всасывающим и отводящим патрубками, запорного устройства и запирающего фильтра для задержки и накопления частиц просыпи. При этом запирающий фильтр выполнен из высокопористого коррозионно-стойкого материала и установлен внутри корпуса перед отводящим патрубком, а всасывающий патрубок соединен с всасывающим каналом, выполненным в форме трубы, длиной, соответствующей длине фильтра (см., например, патент России №2430436, G21F 5/00, заявлен 04.05.2010, опубликован 27.09.2011).

Недостатком данной конструкции является невозможность размещения, хранения и транспортирования дефектных и разрушенных ОТВС.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в возможности размещения, хранения и транспортирования в пенале дефектных и разрушенных ОТВС.

Указанный технический результат заключается в том, что в пенале для размещения дефектных отработанных тепловыделяющих сборок, содержащем тонкостенный корпус, дно и крышку, крышка снабжена двумя замками, установленными в проточке крышки и взаимодействующими с проточкой в корпусе, замки поджаты пружинами сжатия, между крышкой и корпусом установлены герметизирующие прокладки, в замках выполнены пазы, через которые пропущены установленные в крышке ограничительные винты, а напротив винтов в крыше герметично установлены пробки.

На тонкостенном корпусе пенала нанесена риска, по которой производится отделение неактивной части отработанной тепловыделяющей сборки.

Корпус выполнен тонкостенным, позволяющий перерабатывать отработанные тепловыделяющие сборки совместно с пеналом.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:

На фиг. 1 - пенал в общем виде;

На фиг. 2 - принцип работы замков;

На фиг. 3 - переналадка пустого пенала для транспортировки и проверки на герметичность;

На фиг. 4 - установка пенала в пост загрузки.

Пенал для размещения дефектного ОЯТ (далее пенал) состоит из корпуса 1, состоящего из труб 2 и 3, дна 4, кольца 5 и крышки 6. Крышка 6 вставляется в трубу 3 и фиксируется двумя замками 7 в проточке 8 этой трубы за счет действия сжатых пружин 9. Таким образом, крышка 6 выполнена быстросъемной с фиксацией закрытого положения, обеспечивающей герметизацию внутренней полости пенала.

На корпусе 1 пенала нанесена риска 10, по которой согласно технологии, принятой на заводе РТ, будет производиться отделение холостого конца ОТВС, находящейся в пенале, от ее активной зоны.

Для предотвращения выпадения замков 7 из крышки 6, через пазы 11 замков 7 в крышку 6 ввернуты два винта 12. Для извлечения крышки 6 из пенала необходимо вывернуть пробки 13 и через освободившиеся каналы 14 специальным приспособлением 15 в виде клина отжать замки 7 к центру крышки 6, а затем извлечь ее.

Герметичность пенала обеспечивается резиновыми прокладками 16, 17 и проверяется на стадии изготовления путем подачи сжатого воздуха в пенал с погружением его в емкость с водой. Для подачи сжатого воздуха одну из пробок 13 заменяют на ниппель 18, а для транспортировки пустого пенала штатную головку 19 заменяют на рым-болт 20.

Материалом пенала является коррозионно-стойкая сталь.

Работа пеналом выполняется следующим образом:

Пенал без крышки 6 устанавливается в пост загрузки ОТВС 21 (см. Фиг. 4). В пенал загружаются дефектные ОТВС или просыпи элементов активной части разрушенных ОТВС. Далее происходит запирание крышки 6 и транспортирование пенала аналогично транспортированию неповрежденных ОТВС.

Благодаря конструкции крышки 6 с помощью замков 7 и пружин 9 появляется возможность быстрого запирания дефектного ОЯТ, расположенного в пенале.

Тонкостенный корпус 1 позволяет перерабатывать ОТВС вместе с пеналом.

Захватная часть пенала обеспечивает работу с ним существующим транспортно технологическим оборудованием на заводе РТ и существующими базовыми контейнерами.

Благодаря тому, что данный пенал является не оборотным и корпус его выполнен из тонкостенной трубы, он вписывается в существующую транспортно-технологическую схему транспортировки ОЯТ и разделки на заводе РТ.

Пенал с размещенными внутри ОТВС или просыпями элементов активной части ОТВС имеет отрицательную плавучесть, что обеспечивает выполнение требований технологического процесса на заводе РТ.

Данное изобретение делает возможным размещение, хранение и транспортирование дефектных и разрушенных ОТВС.

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к устройствам для обращения с отработавшим ядерным топливом, а более конкретно к пеналам, в которых размещаются отработавшие тепловыделяющие сборки (ОТВС) или их части. В пенале для размещения дефектных ОТВС, содержащем тонкостенный корпус, дно и крышку, крышка снабжена двумя замками. Замки установлены в проточке крышки и взаимодействуют с проточкой в корпусе. Замки поджаты пружинами сжатия. Между крышкой и корпусом установлены герметизирующие прокладки. В замках выполнены пазы, через которые пропущены установленные в крышке ограничительные винты. Напротив винтов в крышке герметично установлены пробки. Изобретение позволяет размещать, хранить и транспортировать в пенале дефектные и разрушенные ОТВС. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Пенал для размещения дефектных отработанных тепловыделяющих сборок, содержащий корпус, дно и крышку, отличающийся тем, что крышка снабжена двумя замками, установленными в проточке крышки и взаимодействующими с проточкой в корпусе, замки поджаты пружинами сжатия, между крышкой и корпусом установлены герметизирующие прокладки, в замках выполнены пазы, через которые пропущены установленные в крышке ограничительные винты, а напротив винтов в крышке герметично установлены пробки.

2. Пенал по п. 1, отличающийся тем, что на тонкостенном корпусе пенала нанесена риска, по которой производится отделение неактивной части отработанной тепловыделяющей сборки.

3. Пенал по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен тонкостенным, позволяющий перерабатывать отработанные тепловыделяющие сборки совместно с пеналом.