RU2213382C1 - Conveyer for spent nuclear fuel transport and/or storage - Google Patents
Conveyer for spent nuclear fuel transport and/or storageInfo
- Publication number
- RU2213382C1 RU2213382C1 RU2002100341A RU2002100341A RU2213382C1 RU 2213382 C1 RU2213382 C1 RU 2213382C1 RU 2002100341 A RU2002100341 A RU 2002100341A RU 2002100341 A RU2002100341 A RU 2002100341A RU 2213382 C1 RU2213382 C1 RU 2213382C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- container
- insert
- nuclear fuel
- storage
- spent nuclear
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к передвижным защитным контейнерам и предназначено для транспортирования и/или хранения отработавшего ядерного топлива. The invention relates to mobile protective containers and is intended for transportation and / or storage of spent nuclear fuel.
Известны контейнеры для транспортирования и хранения отработавшего ядерного топлива (ОЯТ):
-ТК-6 (транспортный комплект) - для ОЯТ ВВЭР-440;
-ТК-8 - для ОЯТ РБМК-1000;
-ТК-11 - для ОЯТ БН-350 и БН-600;
-ТК-13 - для ОЯТ ВВЭР-1000;
-ТК-18 - для ОЯТ энергетических установок (Ежемесячный теоретический и научно-технический журнал Министерства РФ по атомной энергии Ядерного общества России и Российской Академии Наук, "Атомная Энергия", том 89, вып.4, октябрь 2000, с. 273-284, "Длительное хранение и транспортирование отработавшего ядерного топлива").Known containers for transporting and storing spent nuclear fuel (SNF):
-TK-6 (transport kit) - for VVER-440 SNF;
-TK-8 - for RBMK-1000 SNF;
-TK-11 - for SNF BN-350 and BN-600;
-TK-13 - for VVER-1000 spent nuclear fuel;
-TK-18 - for SNF of power plants (Monthly Theoretical and Scientific-Technical Journal of the Ministry of the Russian Federation for Atomic Energy of the Nuclear Society of Russia and the Russian Academy of Sciences, "Atomic Energy", Volume 89,
В конструкции корпусов вышеперечисленных контейнеров применяются дорогостоящие, толстостенные (до 350 мм) поковки, выполненные из коррозионно-стойких сталей аустенитного класса. Производство таких контейнеров дорогое, сложное и нетехнологичное. Вместе с тем можно отметить, что эти ТК создавались в 1983-1991 гг. и срок их службы, составляющий 20 лет, истекает в 2011 г., тогда как вывод из эксплуатации энергоблоков будет происходить ориентировочно с 2010 по 2030 г., но конструкции ТК морально устаревают, вместимость неоптимальна. В связи с этим потребуется замена парка транспортных средств новым. In the design of the cases of the above containers, expensive, thick-walled (up to 350 mm) forgings are used, made of corrosion-resistant austenitic steel. The production of such containers is expensive, complex and low-tech. However, it can be noted that these shopping malls were created in 1983-1991. and their service life of 20 years will expire in 2011, while decommissioning of power units will occur approximately from 2010 to 2030, but the design of the fuel cell is morally obsolete, and the capacity is not optimal. In this regard, it will be necessary to replace the fleet of vehicles with a new one.
Известны ТК для транспортирования и длительного хранения ОЯТ:
- металлические контейнеры CASTOR фирмы GNB, Германия, с корпусом, отлитым из специального ковкого чугуна с шаровидным графитом (Радиохимическая переработка ядерного топлива АЭС. М.: Энергоиздат, 1983, с.33-43, раздел "Транспортирование отработавшего топлива".).TK are known for transportation and long-term storage of spent nuclear fuel:
- metal containers CASTOR company GNB, Germany, with a body cast from special malleable cast iron with spherical graphite (Radiochemical processing of nuclear fuel of nuclear power plants. M: Energoizdat, 1983, p.33-43, section "Transportation of spent fuel".).
Эти ТК технологичны в изготовлении и относительно дешевы, однако не обладают необходимой трещиностойкостью в условиях их эксплуатации. Кроме этого, данные контейнеры не подходят для длинномерного ОЯТ. These TCs are technologically advanced to manufacture and relatively cheap, however, they do not have the necessary crack resistance under the conditions of their operation. In addition, these containers are not suitable for long SNF.
Известен контейнер для транспортировки и/или хранения ОЯТ, содержащий наружную и внутреннюю обечайки. Наружная обечайка в нем представляет собой демпфирующий кожух из разъемных элементов, причем последний выполнен в виде барабана с торцевыми стенками и обечайкой, включающей центральный и концевые элементы. У каждой торцевой стенки кожуха внутри последнего установлены радиально расположенные трубчатые элементы, скрепленные с концевым элементом обечайки и между собой, а вдоль образующей каждого концевого элемента обечайки установлены другие трубчатые элементы, скрепленные с концевым элементом обечайки и между собой. Трубчатые элементы заполнены цементно-песчаным бетоном (патент РФ 2105364, G 21 F 5/008, опубл. 20.02.98 г.). В таком контейнере демпфирующие элементы создают достаточно высокую ударостойкость в аварийных ситуациях. Known container for transportation and / or storage of spent nuclear fuel containing the outer and inner shells. The outer shell in it is a damping casing of detachable elements, the latter being made in the form of a drum with end walls and a shell, including central and end elements. At each end wall of the casing inside the latter there are installed radially arranged tubular elements fastened to the end element of the shell and to each other, and along the generatrix of each end element of the shell installed other tubular elements fastened to the end element of the shell and to each other. The tubular elements are filled with cement-sand concrete (RF patent 2105364, G 21
Но необходимость применения дополнительной защиты внутреннего резервуара контейнера приводит к значительному удорожанию всей конструкции контейнера. But the need for additional protection of the inner container of the container leads to a significant increase in the cost of the entire structure of the container.
Известен контейнер для транспортировки и/или хранения ОЯТ, содержащий металлические наружную и внутреннюю цилиндрические обечайки с днищами, полость между которыми заполнена тяжелым бетоном, и герметичное перекрытие. Герметичное перекрытие выполнено в виде двух крышек, установленных одна над другой на общем основании и образующих с последним два концентричных герметизирующих контура. Внутри бетонного заполнителя (вставки) с зазором относительно наружной цилиндрической обечайки размещено армирование в виде решетки, состоящей из кольцевых и продольных элементов, соединенных с днищем наружной обечайки, и основание крышек, между решеткой и внутренней цилиндрической обечайкой с зазором относительно последней установлен экранирующий силовой стакан, соединенный с основанием крышек и связанный с решеткой стержнями (патент РФ 2084975, G 21 F 5/008, опубл. 20.07.97 г.). Данный контейнер наиболее близок по существенным признакам к предлагаемому и выбран в качестве прототипа. A container for transporting and / or storing spent nuclear fuel is known, containing metallic outer and inner cylindrical shells with bottoms, the cavity between which is filled with heavy concrete, and an airtight ceiling. Hermetic overlap is made in the form of two covers installed one above the other on a common base and forming two concentric sealing circuits with the latter. Inside the concrete aggregate (insert) with a gap relative to the outer cylindrical shell, a reinforcement is placed in the form of a lattice consisting of ring and longitudinal elements connected to the bottom of the outer shell, and the base of the covers, between the lattice and the inner cylindrical shell with a gap relative to the latter, a shielding power cup is installed, connected to the base of the covers and connected to the grill by rods (RF patent 2084975, G 21 F 5/008, publ. 07.20.97). This container is closest in essential features to the proposed one and is selected as a prototype.
Недостатками контейнера являются:
- нетехнологичность конструкции;
- низкая надежность: в контейнере с монолитными стенками в аварийных ситуациях трещина распространяется сразу на всю толщину стенки, разрушение носит катастрофический характер, так как освобождающаяся в течение очень короткого промежутка времени энергия придает разрушению характер опасного взрыва;
- необходимость вывода водорода из корпуса контейнера, образующегося в результате радиолиза воды, связанной в бетоне, что приводит к ослаблению прочностных, стойкостных, защитных характеристик бетона и, соответственно, может не обеспечить длительное гарантированное безопасное транспортирование и хранение ОЯТ;
- невозможность создания металлобетонного контейнера длиной более 10 м, в то время как для некоторых видов ОЯТ требуется большая длина контейнера.The disadvantages of the container are:
- low technological design;
- low reliability: in a container with monolithic walls in emergency situations, the crack propagates immediately over the entire wall thickness, the destruction is catastrophic, since the energy released during a very short period of time gives the destruction the character of a dangerous explosion;
- the need to remove hydrogen from the container body, resulting from the radiolysis of water bound in concrete, which leads to a weakening of the strength, resistance, protective characteristics of concrete and, accordingly, may not provide long-term guaranteed safe transportation and storage of spent nuclear fuel;
- the impossibility of creating a metal-concrete container with a length of more than 10 m, while for some types of spent nuclear fuel a longer container is required.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание более технологичной конструкции контейнера, обеспечивающего повышение надежности защиты экологически опасного груза от воздействия ударных нагрузок при транспортировании, хранении, в аварийных ситуациях. Thus, the object of the present invention is to provide a more technologically advanced container design, which provides increased reliability of protection of environmentally hazardous cargo from shock loads during transportation, storage, in emergency situations.
Технический результат заключается в исключении необходимости соединения разнородных материалов, в предотвращении катастрофического сквозного разрушения стенок контейнера в результате внешнего воздействия. The technical result consists in eliminating the need to connect dissimilar materials, in preventing catastrophic through destruction of the container walls as a result of external influences.
Для решения поставленной задачи предлагается контейнер для транспортирования и/или хранения ОЯТ, содержащий корпус в виде наружной и внутренней обечаек, вставку, расположенную между ними, крышку и днище, соединенные с корпусом. Согласно изобретению вставка выполнена в виде рулона из гибкого листового материала с внутренним размером рулона, соответствующим наружному размеру внутренней обечайки, и наружным размером - внутреннему размеру наружной обечайки, при этом наружная и внутренняя обечайки и вставка соединены между собой. To solve this problem, a container for transportation and / or storage of spent nuclear fuel is proposed, comprising a housing in the form of outer and inner shells, an insert located between them, a lid and a bottom connected to the housing. According to the invention, the insert is made in the form of a roll of flexible sheet material with an inner roll size corresponding to the outer dimension of the inner shell, and the outer dimension to the inner size of the outer shell, while the outer and inner shells and the insert are interconnected.
При этом вставка снабжена двумя клиновыми элементами, закрепленными по торцам образующих рулон листа и изогнутых до замыкания в цилиндрическую поверхность рулона. In this case, the insert is equipped with two wedge elements, fixed at the ends of the sheet forming a roll and bent until locked into a cylindrical surface of the roll.
Наиболее технологично осуществлять соединение обечаек и вставки по поверхности клиновых элементов. The most technologically advanced connection of shells and inserts on the surface of wedge elements.
Корпус может быть выполнен из отдельных секций, жестко и герметично соединенных по торцевым поверхностям между собой. Это позволит изготавливать корпуса для контейнеров без ограничения длины для любого вида ОЯТ. The housing can be made of separate sections, rigidly and hermetically connected along the end surfaces to each other. This will allow producing containers for containers without length restrictions for any type of SNF.
При этом контейнер снабжен фланцем для крепления крышки, жестко и герметично соединенным с торцевой поверхностью корпуса. In this case, the container is equipped with a flange for attaching the lid, rigidly and hermetically connected to the end surface of the housing.
Наружная поверхность наружной обечайки может быть выполнена в виде биметаллического листа с наружным слоем из нержавеющей стали с последующей антикоррозионной наплавкой. The outer surface of the outer shell may be made in the form of a bimetallic sheet with an outer layer of stainless steel followed by corrosion-resistant surfacing.
На наружную поверхность крышки, фланца и днища нанесено антикоррозионное покрытие. An anticorrosive coating is applied to the outer surface of the cover, flange and bottom.
Предлагаемый контейнер для транспортирования и хранения ОЯТ иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1,2,3,4. The proposed container for transportation and storage of spent nuclear fuel is illustrated by the drawings shown in figures 1,2,3,4.
На фиг.1 показан контейнер для транспортирования и/или хранения ОЯТ;
на фиг.2 - многосекционный контейнер для транспортирования и/или хранения ОЯТ;
на фиг.3 - разрез А-А, конструкция элементов рулонированной обечайки;
на фиг.4 - клиновой элемент, поз.7 на фиг.3.Figure 1 shows a container for transporting and / or storage of spent nuclear fuel;
figure 2 - multi-section container for transportation and / or storage of spent nuclear fuel;
figure 3 - section aa, the design of the elements of the rolled shell;
figure 4 is a wedge element,
Контейнер для транспортирования и/или хранения ОЯТ (фиг.1) содержит корпус 1 в виде наружной 2 и внутренней 3 обечаек (фиг.3), вставку 4, расположенную между ними, крышку 5 и днище 6 (фиг.1). Соединение корпуса 1 с днищем 6 осуществляется сваркой. Вставка 4 (фиг.3) выполнена в виде рулона из гибкого листового материала. Наружный размер вставки 4 соответствует внутреннему размеру наружной обечайки 2, а внутренний размер - наружному размеру внутренней обечайки 3. Внутренняя обечайка 3 (фиг.3) вальцуется из листовой заготовки толщиной от 10 до 20 мм, после вальцовки производится сварка продольных швов. Для получения правильной концентричной формы на внутренней обечайке 3 устанавливается клиновой элемент 7 (фиг.4). Клиновой элемент 7 изготавливается механическим путем с размерами: шириной (по окружности обечайки) не менее 300 мм; длиной - на всю длину обечайки; толщина тонкого конца - не более 0,3 мм, толщина противоположного конца должна быть равной толщине рулонной стали. Крепление клинового элемента 7 к внутренней обечайке 3 осуществляется сваркой. Далее, на внутреннюю обечайку 3 с клиновым элементом 7 (фиг. 3) спирально навивается стальная рулонная лента, шириной от 1400 до 1700 мм, толщиной от 2 до 5 мм. Навивка рулонной ленты производится непрерывно до заданной толщины вставки 4. Толщина вставки 4 определяется в каждом конкретном случае и для конкретного вида топлива, например: если время выдержки топлива в приреакторных бассейнах составляет менее 8-10 лет, то толщина вставки 4 будет около 300 мм. При этом дополнительно на наружную поверхность корпуса возможна установка кожуха (на чертежах не показан), выполняющего роль нейтронной защиты; если время выдержки топлива составляет более 10 лет, то толщина вставки 4 будет менее 300 мм. Конец рулонной ленты (фиг. 3) приваривается к нижележащему витку. Затем на вставку 4 приваривается замыкающий клиновой элемент 7 и устанавливается наружная обечайка 2. Наружная обечайка 2 изготавливается из двухслойного листа толщиной 10 мм с наружным листом из нержавеющей стали, что обеспечивает надежную защиту наружной поверхности корпуса в результате внешнего воздействия. Крепление наружной обечайки 2 с клиновым элементом 7 осуществляется сваркой. Качество всех сварных швов контролируется. Для защиты от коррозии наружная поверхность швов покрывается облицовочным коррозионно-стойким слоем. Все поверхности контейнера подвергаются зачистке до необходимой чистоты. The container for transporting and / or storage of spent nuclear fuel (Fig. 1) contains a
Корпус 1 может быть выполнен из отдельных секций, жестко и герметично соединенных по торцевым поверхностям между собой, что позволяет применять ОЯТ любой длины, так, например: для АПЛ (атомные подводные лодки) БН-350 длина ОЯТ - 3,5 м, контейнер собирается из 2-х секций; для ВВЭР-440, ВВЭР-1000 длина ОЯТ - 4-5 м, контейнер собирается из 3-х секций; для РБМК-1000 длина ОЯТ - 10 м, контейнер собирается из 7-ми секций; для АМБ длина ОЯТ от 13 до 14,5 м, контейнер собирается из 10-11 секций.
Контейнер снабжен фланцем 8 для крепления крышки 5, жестко и герметично соединенным с торцевой поверхностью корпуса. The container is equipped with a
На наружные поверхности крышки, фланца и днища нанесено антикоррозионное покрытие для обеспечения коррозионной стойкости. An anti-corrosion coating is applied to the outer surfaces of the cover, flange and bottom to ensure corrosion resistance.
Для уплотнений конструктивных стыков применены спирально-навитые прокладки (СНП) ОСТ 26.260.454-93, выдерживающие высокую температуру в условиях пожара, стойкие к воздействию ионизирующего излучения. Конструктивно СНП имеют кольцевую форму и навиты из двух спирально чередующихся лент - профилированной холоднокатаной коррозионностойкой стальной ленты и графитовой фольги "Графлекс" ТУ 57-1-1326778-92. Spiral-wound gaskets (SNP) OST 26.260.454-93 are used to seal structural joints, which withstand high temperatures in a fire and are resistant to ionizing radiation. Structurally, SNPs are ring-shaped and wound from two spiral alternating tapes - profiled cold-rolled corrosion-resistant steel tape and graphite foil "Graflex" TU 57-1-1326778-92.
Элементы контейнера имеют достаточно простые формы, и их изготовление не вызывает затруднений, освобождается крупное гибочное, прессовое и термическое оборудование. The elements of the container have rather simple forms, and their production does not cause difficulties, large bending, pressing and thermal equipment are freed.
Выполненный таким образом контейнер для транспортировки и/или хранения ОЯТ готов к перевозке экологически опасного груза и длительному хранению (50 лет). A container made in this way for the transportation and / or storage of SNF is ready for the transport of environmentally hazardous cargo and long-term storage (50 years).
Рассмотрим вариант аварийной ситуации. Consider an emergency option.
В результате внешнего воздействия на контейнер для ОЯТ при транспортировании и/или хранении происходит растрескивание наружной обечайки 2, но многослойная конструкция вставки 4 локализует распространение трещин, ограничивая ее близлежащими слоями, и не переходит на нижние слои и внутреннюю обечайку 3, тем самым не разрушая всю толщину конструкции контейнера. Для дальнейшего распространения трещин необходим новый импульс, т.е. новое внешнее воздействие. As a result of external impact on the SNF container during transportation and / or storage, cracking of the
Контейнер для транспортирования и/или длительного хранения ОЯТ прошел весь спектр испытаний и сохранил работоспособность и герметичность. Испытания контейнера подтвердили обоснованность использования вставки в виде рулона из гибкого листового материала, что и обеспечивает надежную защиту экологически опасного груза от воздействия ударных нагрузок при транспортировании, длительном хранении, в аварийных ситуациях. The container for transportation and / or long-term storage of spent nuclear fuel has passed the entire range of tests and has maintained its operability and tightness. Tests of the container confirmed the validity of the use of an insert in the form of a roll of flexible sheet material, which ensures reliable protection of environmentally hazardous cargo from the effects of shock loads during transportation, long-term storage, in emergency situations.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002100341A RU2213382C1 (en) | 2002-01-03 | 2002-01-03 | Conveyer for spent nuclear fuel transport and/or storage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002100341A RU2213382C1 (en) | 2002-01-03 | 2002-01-03 | Conveyer for spent nuclear fuel transport and/or storage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2213382C1 true RU2213382C1 (en) | 2003-09-27 |
Family
ID=29777292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002100341A RU2213382C1 (en) | 2002-01-03 | 2002-01-03 | Conveyer for spent nuclear fuel transport and/or storage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2213382C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005041210A1 (en) * | 2003-10-27 | 2005-05-06 | Rossiisky Federalny Jaderny Tsentr - Vserossiisky Nauchno-Issledovatelsky Institut Tekhnicheskoi Fiziki Im. Akad. E.I. Zababakhina (Rfyats - Vniitf) | Container for transporting and/or storing waste nuclear fuel |
RU2674464C2 (en) * | 2016-12-07 | 2018-12-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" | Container body for moving and storing radioactive materials |
RU2686457C1 (en) * | 2018-06-05 | 2019-04-26 | Александр Натанович Капилевич | Container housing for transportation and storage of spent nuclear fuel |
-
2002
- 2002-01-03 RU RU2002100341A patent/RU2213382C1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005041210A1 (en) * | 2003-10-27 | 2005-05-06 | Rossiisky Federalny Jaderny Tsentr - Vserossiisky Nauchno-Issledovatelsky Institut Tekhnicheskoi Fiziki Im. Akad. E.I. Zababakhina (Rfyats - Vniitf) | Container for transporting and/or storing waste nuclear fuel |
RU2674464C2 (en) * | 2016-12-07 | 2018-12-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" | Container body for moving and storing radioactive materials |
RU2686457C1 (en) * | 2018-06-05 | 2019-04-26 | Александр Натанович Капилевич | Container housing for transportation and storage of spent nuclear fuel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108352203B (en) | Nuclear waste storage tank | |
EP0635848B1 (en) | Shipping container for radioactive material | |
US5063299A (en) | Low cost, minimum weight fuel assembly storage cask and method of construction thereof | |
US4997618A (en) | Fuel rod shipping cask having peripheral fins | |
US8616404B1 (en) | Shipping container | |
US4896046A (en) | Fuel rod shipping cask having peripheral fins | |
US6195404B1 (en) | Anti-radiation device for containers used to ship radioactive materials | |
US5909475A (en) | Spent nuclear fuel container | |
RU2213382C1 (en) | Conveyer for spent nuclear fuel transport and/or storage | |
RU2084975C1 (en) | Container for spent fuel transporting and/or storage | |
JP6769902B2 (en) | Storage container | |
CN102171769A (en) | Container for transporting and storing uranium hexaflouride | |
US3710857A (en) | Pressure-retentive vessel, e.g. for pressurized-fluid nuclear reactors | |
EP0343410A2 (en) | Shipping cask for nuclear fuel | |
JPS6359480B2 (en) | ||
US6617484B1 (en) | Containment and transportation of decommissioned nuclear reactor pressure vessels and the like | |
RU2459295C1 (en) | Outer container set for used nuclear reactor fuel rod arrays | |
US3693822A (en) | Receptacle designed to withstand an internal pressure | |
RU2463677C1 (en) | Shipping packaging set for spent fuel assemblies of nuclear reactors | |
RU2134918C1 (en) | Reinforced-concrete container | |
RU2150755C1 (en) | Reinforced concrete container for transport and/or storage of spent nuclear fuel | |
RU2153715C1 (en) | Reinforced-concrete container for transportation and/or storage of spent nuclear fuel | |
RU2157010C1 (en) | Reinforced-concrete container for transportation and/or storage of spent nuclear fuel | |
JPH0533997Y2 (en) | ||
JP4316153B2 (en) | Spent fuel storage cask |