CZ274496A3 - Container for transportation or storage of nuclear fuel systems - Google Patents

Description

Kontejner na dopravu nebo skladování jaderných palivových sestav

Oblast techniky

Vynález se týká kontejneru pro dopravu nebo skladování jaderných palivových sestav, který obsahuje kované kovové těleso, zpravidla z kované oceli, vymezující dutinu, do níž se sestavy ukládají. Vynález se rovněž vztahuje na prostředek pro jeho realizaci.

Dosavadní stav techniky

Jaderné palivové sestavy mají zpravidla tvar hranolu nebo válce a často mají čtvercový průřez (např.PWR, BWR,...), někdy šestiúhelníkový (WER,...) a někdy kruhový (CANDU,

RBMK,.....). Problémem při řešení kontejneru je to, aby se do jeho dutiny dal uložit maximální počet palivových sestav při současném splňování platných předpisů. Kontejner zejména může zajistit dostatečné clonění proti záření radioaktivních látek, v něm uložených. Dále musí mít mechanickou pevnost a těsnost dostatečné k tomu, aby zajistil uzavření radioaktivních látek, a to i v mimořádných případech. Současně musí mít tepelnou vodivost dostatečnou pro to, aby teplo, eventuelně uvolňované radioaktivními sestavami, uloženými v dutině, mohlo být odváděno k tělesu kontejneru, aby se omezovala dosahovaná teplota. Kromě toho musí být hmotnost kontejneru a prostor jím zaujímaný omezené, aby byly slučitelné se zařízeními, pro jejichž obsluhu slouží (reaktory, mezisklady, továrny na zpětné zpracování, dopravní prostředky).

Zejména je výhodné používat kontejner mající dutinu jejíž příčný průřez má tvar odpovídající tvaru palivových sestav a mající tvar tělesa takový, že uložení více kontejnerů vedle sebe zaujme co nejméně místa. Z tohoto hlediska není použití kontejneru, mající například dutinu kruhového průřezu, zcela vhodná pro ukládání palivových sestav. Podobně nejsou vždy uspokojivé kontejnery, jejichž těleso vnější

-2průřez kruhového tvaru.

Je řada technologií pro výrobu kovových kontejnerů. Jsou to jednak odlévané kontejnery z litiny, vícevrstvé kontejnery z válcovaných a svařovaných vrstev oceli, kontejnery z olova litého mezi válcované a svařované plášťové vrstvy a kontejnery z kované oceli, kde se plášť kove a po té se obrábí na soustruhu. Technologie, které jsou založeny na rotačním zpracovávání okolo osy (válcování plechů, kování plášťů, obrábění na soustruhu, atd.) jsou málo vhodné pro realizaci výše uvedené myšlenky kompaktního ukládání. Na druhé straně technologie spočívající na procesech, jako je lití, dovolují v principu získávat kontejnery, které mají v principu nekruhový tvar, avšak pro získání bezvadného odlitého materiálu je často výhodnější použít válcových tvarů kontejneru, které dovolují lépe ovládat podmínky chlazení.

Vynález si proto klade za úkol vytvořit kontejnery umožňující snížit hmotnost a nároky na prostor vzhledem k množství palivových sestav, které jsou v nich uloženy, a to při současném uspokojování požadovaných podmínek clonění, tepelné vodivosti a mechanické odolnosti.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je kontejner na jaderné palivové sestavy, obsahující tlusté válcové těleso z kované oceli, vymezující dutinu pro uložení výše uvedených jaderných palivových sestav, přičemž dutina může být hermeticky uzavřena na jejích obou koncích zátkami, které jsou rovněž kovové, přičemž podle vynálezu je příčný průřez válcového tělesa nekruhový.

Kontejner podle vynálezu má tedy tvar válcového tělesa z kovu, jehož příčný profil je nekruhový. Jinak řečeno má tento příčný průřez tvar věnce, jehož vnitřní obvod a vnější obvod nemají tvar kruhu, ale obsahují úsečky. Obvody mohou mít například čtvercové tvary nebo tvary jiných pravidelných

-3mnohoúhelníků, které jsou soustředné a jejichž rohy mohou být zaoblené.

Toto vyplývá ze skutečnosti, že se z kovového pláště majícího kruhový příčný průřez a vymezující vnitřní dutinu, kam se budou ukládat sestavy, se vytvoří jedno nebo více zploštění po celé výšce vnější stěny pláště zbroušením a/nebo se vkládají měsíčkovité útvary dovnitř dutiny, které mají tvar vnitřní stěny a jsou zde upevněny. Tyto měsíčkovité útvary mají příčný průřez, vymezovaný jednak kruhovým obloukem stejného průměru, jaký má vnitřní stěna dutiny, a jednak tětivou, přepínající kruhový oblouk a odpovídající tedy rovinné části vnitřní stěny dutiny.

Tlouštka kovového válcového tělesa nekruhového příčného průřezu podle vynálezu je v každém bodě dostatečná k tomu, aby zajistila clonění podle požadavků. Dosahuje zpravidla několik desítek centimetrů.

Je zřejmé, že tvar vnitřní dutiny může být přizpůsoben typu palivových sestav, které do ní mají být uloženy. Když tak mají sestavy například čtvercový příčný průřez, zvolí se s výhodou dutina mající příčný průřez ve tvaru čtverce nebo obdélníka se zaoblenými rohy. To dovoluje zvýšit jeho koeficient naplnění (bez mrtvého prostoru v dutině kruhového průřezu).

Když se vytvoří zploštění na vnější stěně válcového tělesa, kde zploštění leží zpravidla proti rovinným plochám vnitřní stěny, se současné zmenší hmotnost kontejneru a jeho nároky na prostor při současném zachování dostatečného clonění a mechanické odolnosti. Navíc se zvýší, vzhledem k vnějšímu tvaru, skladovací hustota kontejnerů na jeden metr čtvereční.

Dutina leží uvnitř kovového válcového tělesa a je

-4zpravidla uzavřena na obou koncích, a to na jednom dnem upevněným například svařením se stažením tepelným smrštěním nebo bez něj, a na druhém pohyblivým víkem.

Výchozí plášťový díl kruhového průřezu, který se musí upravovat pro získání válcového tělesa podle vynálezu, je zpravidla na bázi kované oceli.

Válcové těleso kontejneru kontejneru podle vynálezu je tak ze stejného materiálu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr.l příčný řez kovovým válcovým kontejnerem podle vynálezu a obr.2 detail upevnění měsíčkovitého útvaru na vnitřní stěnu válcového tělesa.

Příklady provedení vynálezu

Na obr.l je patrné kovové válcové těleso 1 kontejneru, mající nekruhový tvar s vnitřní dutinou 2. Na obrázku je rovněž vyznačen výchozí plášťový díl 3, na němž byly vytvořena obrobením zploštění 5. Plášťový díl 2 má vnitřní stěnu 6., na níž byly upevněny měsíčkovoté útvary 7, jejichž obvod má v příčném průřezu tvar v podstatě kruhového oblouku 8. stejného průměru, jaký má vnitřní dutina 2. vymezovaná vnitřní stěnou 6. Kruhový oblouk 8 je přepínám tětivou 9, vymezující rovinnou plochu vnitřní dutiny 2. Z obrázku je patrné, že válcové těleso kontejneru, obsahující zploštění 5 a měsíčkovité útvary 7 přepínané tětivami 9 rovnoběžnými se zploštěními 5, má skutečně nekruhový příčný průřez.

Rozměry zploštění a měsíčkovitých útvarů mohou být různé a mohou být přizpůsobeny sestavám, které se mají umístit v dutině 2, při současném dodržování podmínky, aby tlouštky válcového tělesa 1 odpovídaly požadavkům clonění a mechanické odolnosti.

-5Na obr.2 je znázorněno těleso plášťového dílu 3. a měsíčkovitého útvaru, upevněného na vnitřní stěně plášťového dílu pomocí šroubu 10.

I

-6«iůOj. 'VV í/XS ‘StíVOX 3?

Claims (10)

1. NÁROKY

   PATENTOVÉ

   1. Kontejner na jaderné palivové sestavy, obsahující tlusté válcové těleso z kované oceli, vymezující dutinu pro uložení výše uvedených jaderných palivových sestav, přičemž dutina může být hermeticky uzavřena na jejích obou koncích zátkami, které jsou rovněž kovové, vyznačený tím, že příčný průřez válcového tělesa je nekruhový.
2. 2. Kontejner podle nároku 1 vyznačený tím, že nekruhový příčný průřez tvarově vychází z kruhového věncového útvaru, v němž je vytvořeno jedno nebo více zploštění na jeho vnějším a/nebo vnitřním obvodě.
3. 3. Kontejner podle nároku 2 vyznačený tím, že zploštění jsou uspořádána symetricky na vnějším a vnitřním obvodě .
4. 4. Kontejner podle nároku 2 nebo 3 vyznačený tím, že zploštění na vnějším obvodě na vnitřním obvodě leží proti sobě.
5. 5. Kontejner podle nejméně jednoho z nároků 2 až 4 vyznačený tím, že zploštění jsou dvě, čtyři nebo šest a v obou posledních případech má vnější nebo vnitřní obvod věncového útvaru tvar čtverce nebo obdélníka, když jsou zploštění čtyři, nebo šestiúhelníka, když je zploštění šest, se zaoblenými rohy.
6. 6. Kontejner podle nejméně jednoho z nároků 1 až 5 vyznačený tím, že válcové těleso je plášťový díl z kované oceli, jehož vnější a vnitřní stěna byly obrobeny na soustruhu souose pro dodání válcovému tělesu nejprve kruhového průřezu, načež se vnégsí stěna obrobí pro získání nejméně jednoho zploštění po celé výšce plášťového dílu s výhodou dvou, čtyř nebo šesti zploštění, rovnoběžných po dvojicích

   -Ίs osou válcového tělesa.
7. 7. Kontejner podle nejméně jednoho z nároků 1 až 5 vyznačený tím, že válcové těleso je plástový díl z kované oceli, jehož vnější a vnitřní stěna byly obrobeny souose na ' soustruhu pro dodání válcovému tělesu nejprve kruhového prů₍ řezu, přičemž se po té upevní do dutiny proti vnitřní stěně válcového tělesa alespoň jeden měsíčkovitý útvar, jehož průřez obsahuje kruhový oblouk poloměru shodného s poloměrem vnitřní stěny, t.j.dutiny, a který je přepínán tětivou, přičemž měsíčkovité útvary jsou s výhodou dva, čtyři nebo šest, které mohou být tvarově shodné nebo odlišné, přičemž jejich tětivy jsou v uspořádány rovnoběžných dvojicích a jsou také uspořádány ve dvojicích souměrně k ose válcového tělesa.
8. 8. Kontejner podle nároku 6 nebo 7 vyznačený tím, že vnější stěna je obrobena pro získání nejméně jednoho zploštění, přičemž k vnitřní stěně je upevněn nejméně jeden měsíčkovitý útvar, přičemž s výhodou je uvedené nejméně jedno zploštění rovnoběžné s tětivou nebo tětivami ve dvojicích.
9. 9. Kontejner podle nejméně jednoho z nároků 6 až 8 vyznačený tím, že měsíčkovité útvary jsou upevněny přišroubováním k vnitřní stěně.
10. 10. Kontejner podle nejméně jednoho z nároků 6 až 9 vyznačený tím, že vnitřní stěna a měsíčkovité útvary jsou • opatřeny kovovým povlakem.

    ¹ 11. Kontejner podle nároku 10 vyznačený tím, že povlak je povlak hliníku a zinku, nanesený šopováním.