Результат интеллектуальной деятельности: Чехол хранения отработавших тепловыделяющих сборок от реакторов типа ВВЭР-1000

Изобретение относится к ядерной технике, в частности, к средствам для хранения отработавших ядерных топливных элементов реактора ВВЭР-1000 и предназначено для использования в хранилищах заводов по регенерации отработавшего ядерного топлива.

Хранение отработавшего ядерного топлива является неотъемлемой частью любого ядерного топливного цикла. Это может быть временное хранение до переработки отработавшего ядерного топлива, либо достаточно длительное хранение до захоронения топлива в могильниках. Количество отработавшего топлива, подлежащего хранению или переработке, непрерывно возрастает, при ограниченных возможностях перерабатывающих заводов. Растет не только объем хранящегося топлива, но и увеличиваются предполагаемые сроки хранения, поскольку задача захоронения отработавшего ядерного топлива не решена ни в одной стране.

Основу ядерно-знергетического парка России составляют реакторы ВВЭР-440, ВВЭР-1000 и РБМК. Для реакторов типа ВВЭР принята концепция замкнутого ядерно-топливного цикла. Отработанное топливо реакторов ВВЭР-1000 успешно перерабатывается с 2016 года на заводе РТ-1 ФГУП «ПО «Маяк». Выдержка происходит в бассейне-хранилище завода.

Известно устройство, именуемое «чехол размещения и хранения отработавших тепловыделяющих сборок от реакторов типа ВВЭР-1000» (патент на изобретение №2331943, кл. G21F 5/00, 2006), принятое за прототип. Известный чехол размещения и хранения отработавших тепловыделяющих сборок от реакторов типа ВВЭР-1000 выполнен из нержавеющей стали, содержит центральную трубу, дистанционирующие решетки, а также трубы для размещения отработавших тепловыделяющих сборок.

Недостатками прототипа являются:

- прямоугольное сечение дистанционирующих решеток, что увеличивает габариты чехла;

- увеличенный зазор между чехловой трубой и тепловыделяющей сборкой - возникает перекос тепловыделяющих сборок, осложняющий их захват;

- применение чехловых труб из нержавеющей стали увеличивает допустимые межосевые расстояния между тепловыделяющими сборками.

Целью изобретения является упрощение обслуживания чехла, уменьшение габаритов при обеспечении конструкцией ядерной безопасности.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в увеличении коэффициента полезной загрузки хранилища для отработавших тепловыделяющих сборок.

Для достижения указанного технического результата в чехле хранения ОТВС ВВЭР-1000 выбрана цилиндрическая конструкция с шестигранными чехловыми трубами из борированной стали; вместимость чехла хранения - 18 шт. ОТВС.

Изобретение отличается от прототипа меньшим сечением за счет конструкции дистанционирующих решеток, чехловых труб и материала чехловых труб.

Предлагаемый чехол хранения ОТВС ВВЭР-1000 представлен на фиг. 1, 2.

Грузоподъемность чехла - 15 т.

Общий вид чехла представлен на фиг. 1, вид сверху чехла представлен на фиг. 2.

Чехол состоит из стержня 1 (см. фиг. 1), крышки 2, дистанционирующих решеток 3, дна 4 и чехловых труб 5. Отверстия 7 в чехловых трубах 5 являются местами для размещения ОТВС (см. фиг. 2). Конструкция стержня сварная, включает в себя грибок, трубу и втулку. Крышка, дистанционирующие решетки, дно имеют восемнадцать отверстий. Конструкция чехла сварная, крышка, решетки и дно соединены между собой стержнем и шестью трубами 6. Чехловые трубы закреплены между крышкой и дном, зафиксированы решетками.

Чехловые трубы расположены на диаметрах D₁, D₂ (см. фиг. 2). На диаметре D₁ расположены шесть чехловых труб, на D₂ - 12 чехловых труб. Чехловые трубы расположены равномерно на соответствующих диаметрах.

Номинальные значения размеров:

D₁ = 595 мм,

D₂ = 1190 мм,

β = 30°,

где D₁ - внутренний диаметр на котором расположены чехловые трубы,

D₂ - внешний диаметр на котором расположены чехловые трубы,

β - угловой шаг расположения чехловых труб на диаметрах D₁, D₂.

Размеры расположения чехловых труб гарантировано удовлетворяют условиям ядерной безопасности.

Чехол хранения ОТВС ВВЭР-1000 эксплуатируется следующим образом.

Отработавшие тепловыделяющие сборки (ОТВС) в транспортном контейнере поступают в приемный отсек хранилища. Оператор дистанционно с помощью крана и транспортной корзины передает отработавшие тепловыделяющие сборки в бассейн хранилище, где краном они перемещаются в чехол хранения.