Контейнер для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива

Контейнер для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива

Реферат

Изобретение относится к передвижным защитным контейнерам, предназначенным для транспортирования и временного хранения отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) атомных электростанций (АЭС) в виде отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС).

Известны контейнеры для транспортировки и/или хранения ОЯТ. В соответствии с нормами радиационной безопасности и рекомендациями МАГАТЭ подобные контейнеры должны обеспечивать высокие радиационно-защитные и прочностные свойства, в том числе при аварийных ситуациях, возможных в процессе транспортировки и/или хранения ОЯТ. Кроме того важной задачей является повышение эксплуатационных качеств контейнера при перевозке его с чехлом как с ОТВС, так и без них.

Например, известен контейнер защитный для перевозки отработавших сборок реактора ("Контейнеры для транспортирования отработавших тепловыделяющих элементов АЭС", Труды ЦКТИ, выпуск 142, Ленинград, 1977, стр. 13, рис. 2), закрытый сверху уплотнительной крышкой и имеющий нажимные пружинные амортизирующие устройства над верхними торцами чехлов в зазоре под крышкой, обеспечивающие дистанционирование чехлов с ОТВС в полости контейнера также вдоль его оси.

Недостатками известных защитных контейнеров с вставленными в них выемными частями и чехлами является закрепление верхних торцов чехлов специальными нажимными амортизирующими механическими устройствами в зазоре под крышкой, которые не предотвращают от заклинивания чехлов в отверстиях диафрагм выемной части из-за поломки нажимных устройств при аварийном падении контейнера на крышку и деформаций выемной части в результате поломки нажимных устройств.

В качестве прототипа выбран контейнер для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива (п. РФ №232424, опубл. 10.05.2008), содержащий корпус, в котором помещен чехол, включающий соединенные между собой диафрагмы с ячейками для установки пучков тепловыделяющих элементов и центральную трубу с хвостовиком для грузового захвата, по меньшей мере одну защитную герметизирующую крышку, выполненную под углубление в верхней части корпуса, такелажные узлы, расположенные на корпусе, причем центры ячеек расположены по контурам соответствующих правильных шестиугольников, имеющих общий центр, который геометрически совмещен с продольной осью центральной трубы. Диафрагмы чехла жестко соединены посредством продольных стержневых элементов, расположенных вокруг диафрагм вдоль продольной оси чехла. При этом контейнер содержит трубчатые элементы, которые установлены в фиксированном положении соответственно между смежными диафрагмами чехла соосно соответствующим несмежным между собой ячейкам. Чехол снабжен опорными демпфирующими элементами, которые установлены с наружной стороны нижней диафрагмы. Вместе с этим ячейки выполнены каждая с возможностью установки пучка тепловыделяющих элементов, помещенного в ампулу. В последнем варианте чехол снабжен торцевыми подпружиненными элементами, которые установлены на нижней диафрагме, каждый напротив соответствующей ячейки, с возможностью взаимодействия с ампулой в нормальных условиях эксплуатации контейнера.

В данном контейнере чехол снабжен торцевыми подпружиненными элементами, которые установлены в нижней его части, каждый напротив соответствующей ячейки. Однако данная конструкция не обеспечивает поджим чехла без ОТВС вдоль оси контейнера, что приводит при горизонтальной перевозке контейнера к продольным перемещениям чехла и возможным его повреждениям.

Задачей изобретения является обеспечение предохранения чехла и ОТВС в контейнере от разрушения при транспортировке к месту хранения.

Технический результат заключается в том, чтобы исключить при транспортировании свободное перемещение в контейнере чехла как с ОТВС, так и без них за счет обеспечения упругой амортизации чехла и/или ОТВС с упором в дно крышки.

Технический результат достигается тем, что в контейнере для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива, содержащем корпус, в котором помещен чехол, включающий каналы для установки отработавших тепловыделяющих стержней (ОТВС) и центральную трубу, защитную герметизирующую крышку, выполненную под углубление в верхней части корпуса, чехол снабжен устройствами поджима, установленными в нижней его части, каждый напротив соответствующего канала, отличающемся тем, что каждое устройство поджима выполнено в виде стакана с отверстием в дне, в котором установлена ось, в нижней ее части имеется фланец с пазом, в котором установлена заневоленная пружина посредством диска, установленного в верхней части оси, имеющего возможность перемещения вдоль оси, между стаканом и диском установлена вторая заневоленная пружина большего диаметра, ОТВС имеют возможность опираться на диск. Торец стакана выполнен с внешним фланцем, имеющим отверстия для установки болтов, скрепляющих стакан с основанием чехла. В отверстии основания чехла между основанием и фланцем стакана установлена обойма, имеющая площадку для упора на диск с его внешней стороны. Хвостовик оси выполнен с резьбой с навинченной гайкой, размещенной с внешней стороны диска. Внутренняя поверхность стакана в нижней части выполнена ступенчатой, для упора фланца стакана и второй пружины. С внутренней стороны диска имеется паз, в котором установлен конец первой пружины.

Предложенная конструкция контейнера с устройством поджима позволяет исключить свободное продольное перемещение в контейнере чехла как с ОТВС, так и без них.

На фиг. 1 схематично изображен общий вид контейнера, на фиг. 2 - устройство поджима.

Контейнер для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива содержит корпус 1 с защитной герметизирующей крышкой 2. В корпусе 1 помещен чехол 3, включающий каналы 4 для установки ОТВС 5 и центральную трубу 6 с головкой под грузозахватное устройство (на фиг. не показано). Чехол 3 снабжен устройствами поджима, установленными в нижней его части, каждый напротив соответствующего канала 4. Устройство поджима выполнено в виде стакана 7 с отверстием в дне, в котором установлена ось 8. Торец стакана 7 выполнен с внешним фланцем, имеющим отверстия для установки болтов 9, скрепляющих стакан 7 с основанием чехла 3. В верхней части оси 8 размещен диск 10, с внутренней его стороны имеется паз а. В нижней части оси 8 имеется фланец с пазом б. В пазах а и б оси 8 и диска 10 размещена цилиндрическая пружина 11. Между стаканом 7 и диском 10 установлена вторая пружина 13 большего диаметра. Хвостовик оси 8 выполнен с резьбой с навинченной гайкой 12, при помощи которой обжимаются пружины 11 и 13. Нижняя часть оси 8 выступает на высоту h₁ от внешней поверхности днища стакана для возможного хода пружины 11. В отверстии основания чехла 3 между его основанием и фланцем стакана 7 установлена обойма 14, имеющая площадку в для упора на диск 10 с его внешней стороны таким образом, чтобы был организован зазор h₂ для возможного хода пружины 13. Внутренняя поверхность стакана 7 в нижней части имеет две ступени г и д, в первый упирается фланец стакана 7, во второй - пружина 13. ОТВС 5 размещают на диск 10.

Устройство работает следующим образом.

Устройство поджима закрепляется на основании чехла 3 контейнера по оси каждого канала 4, предназначенном для ОТВС 5, с помощью болтов. В незагруженном контейнере чехол поджимается к крышке 2 при ее закреплении на контейнере за счет усилия обжатия пружин 11 (рабочий ход пружины h₁). При установке ОТВС 5 в каналы чехла с опорой на диск 10 происходит обжатие пружин 11 и 13 на полный рабочий ход h₁ и неполный рабочий ход h₂. При закреплении крышки 2 на корпусе 1 за счет упора крышки 2 в головку ОТВС 5 пружины 11 и 13 обжимаются на величину до 0,9 h₂, при этом исключается продольное перемещение ОТВС 5 с чехлом 3 в контейнере.

Отсутствие зазоров позволяет снизить воздействие динамических нагрузок на ОТВС и возможность их повреждения при транспортировании в контейнере. Кроме того, предложенная конструкция позволяет перевозить контейнеры без ОТВС, при этом также снижаются динамические воздействия на чехол и корпус контейнера, что повышает эксплуатационные качества контейнера в целом.

1. Контейнер для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива, содержащий корпус, в котором помещен чехол, включающий каналы для установки отработавших тепловыделяющих стержней (ОТВС) и центральную трубу, защитную герметизирующую крышку, выполненную под углубление в верхней части корпуса, чехол снабжен устройствами поджима, установленными в нижней его части, каждый напротив соответствующего канала, отличающийся тем, что каждое устройство поджима выполнено в виде стакана с отверстием в дне, в котором установлена ось, в нижней ее части имеется фланец с пазом, в котором установлена заневоленная пружина посредством диска, установленного в верхней части оси, имеющего возможность перемещения вдоль оси, между стаканом и диском установлена вторая заневоленная пружина большего диаметра, ОТВС размещены на диске.

2. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что торец стакана выполнен с внешним фланцем, имеющим отверстия для установки болтов, скрепляющих стакан с основанием чехла.

3. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что в отверстии основания чехла между основанием и фланцем стакана установлена обойма, имеющая площадку для упора на диск с его внешней стороны.

4. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что хвостовик оси выполнен с резьбой с навинченной гайкой, размещенной с внешней стороны диска.

5. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность стакана в нижней части выполнена ступенчатой, для упора фланца стакана и второй пружины.

6. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что с внутренней стороны диска имеется паз, в котором установлен конец первой пружины.