CZ308517B6

CZ308517B6 - Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva

Info

Publication number: CZ308517B6
Application number: CZ2012-292A
Authority: CZ
Inventors: Pavel Bartoš; Bohumír Strnadel; Pavel Halada; Tomáš Svoboda
Original assignee: Fite A. S.; MORAVSKĂť VĂťZKUM, s.r.o.; Pavel Halada
Priority date: 2012-04-30
Filing date: 2012-04-30
Publication date: 2020-10-21
Also published as: CZ2012292A3

Abstract

Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva je tvořen vnitřním pouzdrem (3), které je z jedné jeho čelní strany osazeno plochým dnem (4) pouzdra, do něhož je uložena tvarová vestavba (5) pro vložení palivových souborů (7) vyhořelého jaderného paliva. Z druhé čelní strany je vnitřní pouzdro (3) pevně propojeno s primárním víkem (8, 9), které je z jedné vnitřní čelní strany opatřené deformovatelným těsněním (10) a z vnější druhé strany opatřené jednak tvarovým zahloubením (11) a jednak primární tvarovou manipulační plochou (12a) pro manipulaci s primárními víky (8, 9) robotickým efektorem, kterážto primární víka (8, 9) jsou opatřena primárním plnicím bezúnikovým ventilem (13a) pro zavaření primární těsnicí poklicí (15a). Vnitřní pouzdro (3) je vloženo souose do vnějšího pláště (16), kde tento vnější plášť (16) je pak z jedné jeho čelní strany opatřen pevně přivařeným plochým dnem (17) pláště, z druhé jeho čelní strany sekundárním tvarovým víkem (18), které je na své vnitřní čelní straně opatřeno tvarovými úpravami pro svár a na vnější čelní straně je opatřeno sekundární tvarovou manipulační plochou (12b) s drážkou (20) a trojicí drážek ve tvaru L, dále je opatřeno z téže strany zabudovaným sekundárním plnicím bezúnikovým ventilem (13b) pro zavaření plochou sekundární těsnicí poklicí (15b) pouzdra. Bezúnikové ventily (13a, 13b), kterými jsou opatřena víka, jsou tvořeny ve shodné konstrukci kuželkou dotlačovanou pružinou do sedla centrální tvarové manipulační plochy (12a, 12b), přičemž vnější plocha vnějšího pláště (16) je opatřena ochrannou antikorozní vrstvou a vnitřní plocha vnějšího pláště (16) je rovněž opatřena ochrannou vrstvou.

Description

Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva

Oblast techniky

Zařízení patří do oblasti skladování vyhořelého jaderného paliva, kdy nutně vzniká požadavek na bezpečnou přepravu či skladování vyhořelého paliva po vyjmutí z reaktoru atomové elektrárny.

Dosavadní stav techniky

V současné době existují dvě základní alternativy provedení úložných obalových souborů v zahraničních programech vývoje hlubinných úložišť, obalové soubory v konstrukčním provedení z uhlíkových ocelí, speciálních nerezových ocelí, či v kombinaci s korozivzdomými slitinami, a obalové soubory s měděným přebalem.

V současné době j sou navrhovaná a využívaná řešení velmi nákladná, j ak z hlediska materiálového provedení, tak z hlediska technologie výroby (například výroba přebalů jako výkovků, nebo jako měděných pouzder), či použití jiných nákladných technologií. Některé technologické postupy jsou obtížně proveditelné, což v konečném důsledku ovlivňuje i bezpečnost celého systému. Průběžně jsou vyvíjeny snahy o dosažení maximální bezpečnosti systému za současně snadné proveditelnosti a cenově přijatelných podmínek. Konečné konstrukční řešení úložných obalových souborů je ale přímo závislé na manipulačním, plnicím a uzavíracím robotickém a poloautomatickém procesu definovaném závaznou konstrukcí robotického povrchového i podzemního pracoviště budoucího hlubinného úložiště, které v současné době není v konečném provedení projektově dořešeno, proto v EU konečné konstrukční řešení úložných obalových souborů vyhořelého jaderného paliva neexistuje. Navrhovaná konstrukce podle vynálezu koncepčně synchronizuje s budoucí technologií a robotickými systémy pracovišť hlubinného úložiště, které jsou v současné době projektově dokončovány stejným výzkumným a vývojovým týmem.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody řeší transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva, který obsahuje pouzdro s vloženou tvarovou vestavbou, přičemž pouzdro je vloženo do vnějšího pláště, jehož podstata je v tom, že vnitřní pouzdro je z jedné jeho čelní strany osazeno plochým dnem pouzdra, do něhož je uložena tvarová vestavba pro vložení palivových souborů vyhořelého jaderného paliva, přičemž z druhé čelní strany je vnitřní pouzdro pevně propojeno s primárním víkem, které je z jedné vnitřní čelní strany opatřené deformovatelným těsněním a z vnější druhé strany opatřené jednak tvarovým zahloubením a jednak primární tvarovou manipulační plochou pro manipulaci s primárními víky robotickým efektorem, kterážto primární víka jsou opatřena primárním plnicím bezúnikovým ventilem pro zavaření primární těsnicí poklicí, přičemž vnitřní pouzdro je vloženo souose do vnějšího pláště, kde tento vnější plášť je pak z jedné jeho čelní strany opatřen pevně při vařeným plochým dnem pláště, z druhé jeho čelní strany sekundárním tvarovým víkem, které je na své vnitřní čelní straně opatřeno tvarovými úpravami pro svár a na vnější čelní straně je opatřeno sekundární tvarovou manipulační plochou s drážkou a trojicí drážek ve tvaru L, dále je opatřeno z téže strany zabudovaným sekundárním plnicím bezúnikovým ventilem pro zavaření plochou sekundární těsnicí poklicí pouzdra, přičemž bezúnikové ventily, kterými jsou opatřena víka, jsou tvořeny ve shodné konstrukci kuželkou dotlačovanou pružinou do sedla centrální tvarové, manipulační plochy, přičemž vnější plocha vnějšího pláště je opatřena ochrannou antikorozní vrstvou a vnitřní plocha vněj šího pláště je rovněž opatřena ochrannou vrstvou.

Dále je výhodné, když je vnitřní pouzdro z nerezové oceli.

-1 CZ 308517 B6

Dále je výhodné, když je ploché dno k vnitřnímu pouzdru pevně při vařeno.

Dále je výhodné, když je tvarová vestavba složena z profilových trubek z hliníkových slitin.

Dále je výhodné, když je primární víko svařované.

Dále je výhodné, když je primární víko šroubované.

Dále je výhodné, když je deformovatelné těsnění z mědi.

Dále je výhodné, když je vnější plášť tvořen bezešvou trubkou.

Dále je výhodné, když je vnější plášť tvořen pouzdrem z uhlíkové oceli.

Dále je výhodné, když je vnější plášť tvořen svařencem ze skružovaných plechů.

Dále je výhodné, když je ochranná antikorozní vrstva tvořena žárově nanošeným kovem.

Dále je výhodné, když je ochranná antikorozní vrstva tvořena povlakem.

Dále je výhodné, když je ochranná antikorozní vrstva tvořena vrstvou křemičitého povlaku.

Dále j e výhodné, když j e ochranná vrstva vnitřní plochy vněj šího pláště tvořena žárovým nástřikem kovu.

Dále je výhodné, když je ochranná vrstva vnitřní plochy vnějšího pláště tvořena povlakem.

Dále je výhodné, když je ochranná vrstva vnitřní plochy vnějšího pláště tvořena křemičitým povlakem.

Výhodou navrženého transportního a manipulačního dvouplášťového obalového systému pro ukládání vyhořelého jaderného paliva do hlubinného úložiště je ekonomicky výhodné konstrukční řešení, nadčasové konstrukční řešení uzavírání jak vnitřního pouzdra, tak vnějšího přebalu, včetně opatření obou uzavíracích vík bezúnikovými ventily s jejich takovým tvarovým a konstrukčním řešením, které vyhovuje definovanému robotickému, poloautomatickému, manipulačnímu, plnicímu a uzavíracímu systému úložných obalových souborů.

Objasnění výkresů

Vynález je dále blíže osvětlen pomocí obr. la, na kterém je trojrozměrný nákres horní části zařízení s víky. Na obr. 1b je řez celým transportním a manipulačním dvouplášťovým obalovým systémem a na obr. 1c je trojrozměrný pohled na vnitřek obalového systému. Na obr. 2 je řez nárysem uzavíratelné části obalového systému s víky a ventily a na obr. 3 je kolmý řez obalovým systémem.

Příklady uskutečnění vynálezu

Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém ]_ pro ukládání vyhořelého jaderného paliva je tvořen vnitřním pouzdrem 3 vyrobeným z nerezové oceli a opatřeným z jedné jeho čelní strany pevně při vařeným plochým dnem 4u pouzdra, do něhož je uložena tvarová vestavba 5 skládající se z profilových trubek 6 vyrobených z hliníkových slitin nebo jiných materiálů, která je určená pro vložení palivových souborů 7 vyhořelého jaderného paliva, přičemž z druhé čelní strany je vnitřní pouzdro 3 pevně propojeno s primárním svařovaným víkem 9 nebo

-2 CZ 308517 B6 je alternativně opatřeno primárním šroubovaným víkem 8, které je z jedné vnitřní čelní strany opatřené speciálním deformovatelným těsněním 10 z mědi nebo jiného vhodného materiálu a z vnější druhé strany opatřené jednak speciálním tvarovým zahloubením 11 pro dotahování závitu např. robotickým efektorem a jednak dalšími uchopovacími prvky jako je primární tvarová manipulační plocha 12a sloužící pomocí robotického efektoru k manipulaci s primárním šroubovaným víkem 8 nebo alternativně primárním svařovaným víkem 9, kterážto víka 8 či 9 jsou opatřena primárním plnicím bezúnikovým ventilem 13a. který bude po testech hermetičnosti a naplnění pouzdra 3 inertním plynem 14 z vnější části zavařen primární těsnicí poklicí 15a. přičemž vnitřní pouzdro 3 je vloženo souose do vnějšího pláště 16, který tvoří bezešvá trubka nebo pouzdro ze speciální uhlíkové oceli nebo svařenec ze skružovaných plechů ze speciální uhlíkové oceli, kde tento vnější plášť 16 je pak z jedné jeho čelní strany opatřen pevně při vařeným plochým dnem 17 pláště, z druhé jeho čelní strany sekundárním tvarovým víkem 18, které je na své vnitřní čelní straně tvarově upraveno pro svár a na vnější čelní straně je opatřené sekundární tvarovou manipulační plochou 12b s drážkou 20 a trojicí drážek 21 ve tvaru L případně jinými uchopovacími prvky pro jeho uzavírací a svařovací manipulaci především robotickým efektorem, dále je opatřeno z téže strany zabudovaným sekundárním plnicím bezúnikovým ventilem 13b, který bude po testech hermetičnosti speciálním plynem a naplnění pouzdra 3 inertním plynem 14 z vnější strany zavařen plochou sekundární těsnicí poklicí 15b pouzdra, přičemž speciální bezúnikové ventily 13a. 13b. kterými j sou opatřeny víka 8, alternativně 9, a dále 18, j sou tvořeny ve shodné konstrukci kuželkou 22 dotlačovanou pružinou 23 do sedla 24 centrální tvarové manipulační plochy 12a, 12b, přičemž vnější plocha 26 vnějšího pláště 16 je opatřena ochrannou antikorozní vrstvou 25 žárovým nanášením kovu nebo povlakováním, případně vrstvou jiného vhodného materiálu, např. křemičitým povlakem, a vnitřní plocha 27 vnějšího pláště 16 je opatřena žárovým nástřikem kovu nebo povlakem nebo vrstvou jiného vhodného materiálu, např. křemičitým povlakem.

Manipulované kazety s jaderným materiálem ve formě palivového souboru 7 jsou ukládány do tvarové vestavby 5, následně po uložení do vnitřního pouzdra 3 je toto primárním šroubovaným či svařovaným víkem 8 či 9 pevně spojeno (sešroubováním či svařením), poté dojde ke zkoušce hermetičnosti a naplnění vnitřního prostoru vnitřního pouzdra 3 primárním plnicím bezúnikovým ventilkem 13a inertním plynem 14, načež dojde k zavaření tohoto ventilku 13a primární těsnicí poklicí 15a pouzdra. Poté se vloží vnitřní pouzdro 3 do vnějšího pláště 16. načež se opakuje stejná operace jako u vnitřního pouzdra 3 zavaření sekundárním tvarovým víkem 18, poté ke zkoušce hermetičnosti, naplnění inertním plynem 14 pomocí sekundárního ventilku 13b a zavaření sekundární těsnicí poklicí 15b.

Primární manipulační plochy 12a, 12b a trojice drážek 21 ve tvaru L slouží k manipulaci s obalovým systémem a jeho jednotlivými komponenty pomocí robotického efektoru či jiné obdobného manipulátoru.

Speciální bezúnikový ventil 13a, 13b, kterým jsou opatřena víka 8, alternativně 9, dále 18 je tvořen kuželkou 22 dotlačovanou pružinou 23 do sedla 24 centrální tvarové manipulační plochy 12a. resp. 12b. V případě plnění prostoru pod bezúnikovým ventilem 13a. 13b je na tvarovou manipulační plochu 12a, 12b nasazena plnicí hlava. Prostřednictvím tlaku plněného plynu je překonána tlačná síla pružiny 23. tím dojde k uvolnění stykové těsnicí plochy kuželky 22 a dotykové plochy sedla 24 vík 8, alternativně 9, dále 18. Tím je pak vytvořen prostor mezi kuželkou 22 a dotykovou plochou sedla 24 vík 8, alternativně 9, a dále 18, a pak probíhá plnění prostoru pod jednotlivými víky. Po dosažení plnicího účinku a poklesu tlaku plynu pružina 23 vrátí zpět kuželku 22, a tím dojde k uzavření natlakovaného prostoru dotěsněním dotykové plochy sedla 24 kuželky 22 vík 8, alternativně 9, dále 18.

Průmyslová využitelnost

Navrhovaný úložný obalový systém je využitelný jako vhodný typ ukládacího souboru pro ukládání vyhořelého jaderného paliva do hlubinných úložišť, protože je konstruovaný s ohledem

-3 CZ 308517 B6 na manipulační plnicí a uzavírací robotický systém budoucího povrchového pracoviště hlubinného úložiště a s ohledem na budoucí poloautomatické transportní a manipulační prostředky jak povrchového pracoviště hlubinného úložiště, tak i s ohledem na vertikální nebo spirálovou dopravu do budoucího hlubinného úložiště.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva, který obsahuje vnitřní pouzdro (3) s vloženou tvarovou vestavbou (5), přičemž vnitřní pouzdro (3) je vloženo do vnějšího pláště (16), vyznačující se tím, že vnitřní pouzdro (3) je z jedné jeho čelní strany osazeno plochým dnem (4) pouzdra, do něhož je uložena tvarová vestavba (5) pro vložení palivových souborů (7) vyhořelého jaderného paliva, přičemž z druhé čelní strany je vnitřní pouzdro (3) pevně propojeno s primárním víkem (8, 9), které je z jedné vnitřní čelní strany opatřené deformovatelným těsněním (10) a z vnější druhé strany opatřené jednak tvarovým zahloubením (11) a jednak primární tvarovou manipulační plochou (12a) pro manipulaci s primárními víky (8, 9) robotickým efektorem, kterážto primární víka (8, 9) jsou opatřena primárním plnicím bezúnikovým ventilem (13a) pro zavaření primární těsnicí poklicí (15a), přičemž vnitřní pouzdro (3) je vloženo souose do vnějšího pláště (16), kde tento vnější plášť (16) je pak z jedné jeho čelní strany opatřen pevně při vařeným plochým dnem (17) pláště, z druhé jeho čelní strany sekundárním tvarovým víkem (18), které je na své vnitřní čelní straně opatřeno tvarovými úpravami pro svár a na vněj ší čelní straně je opatřeno sekundární tvarovou manipulační plochou (12b) s drážkou (20) a trojicí drážek (21) ve tvaru L, dále je opatřeno z téže strany zabudovaným sekundárním plnicím bezúnikovým ventilem (13b) pro zavaření plochou sekundární těsnicí poklicí (15b) pouzdra, přičemž bezúnikové ventily (13a, 13b), kterými jsou opatřena víka, jsou tvořeny ve shodné konstrukci kuželkou (22) dotlačovanou pružinou (23) do sedla (24) centrální tvarové manipulační plochy (12a, 12b), přičemž vnější plocha (26) vnějšího pláště (16) je opatřena ochrannou antikorozní vrstvou (25) a vnitřní plocha (27) vnějšího pláště (16) je rovněž opatřena ochrannou vrstvou.
2. Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnitřní pouzdro (3) je z nerezové oceli.
3. Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že ploché dno (4) je k vnitřnímu pouzdru (3) pevně při vařeno.
4. Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že tvarová vestavba (5) je složena z profilových trubek (6) z hliníkových slitin.
5. Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že primární víko (9) je svařované.
6. Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že primární víko (8) je šroubované.
7. Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že deformovatelné těsnění (10) je z mědi.

-5 CZ 308517 B6
8. Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnější plášť (16) je tvořen bezešvou trubkou.
9. Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnější plášť (16) je tvořen pouzdrem z uhlíkové oceli.
10. Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnější plášť (16) je tvořen svařencem ze skružovaných plechů z uhlíkové oceli.
11. Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že ochranná antikorozní vrstva (25) je tvořena žárově nanošeným kovem.
12. Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že ochranná antikorozní vrstva (25) je tvořena povlakem.
13. Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že ochranná antikorozní vrstva (25) je tvořena vrstvou křemičitého povlaku.
14. Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že ochranná vrstva vnitřní plochy (27) vněj šího pláště (16) j e tvořena žárovým nástřikem kovu.
15. Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že ochranná vrstva vnitřní plochy (27) vnějšího pláště (16) je tvořena povlakem.
16. Transportní a manipulační dvouplášťový úložný obalový systém pro ukládání vyhořelého jaderného paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že ochranná vrstva vnitřní plochy (27) vnějšího pláště (16) je tvořena křemičitým povlakem.