RU2231837C1 - Convectively cooled container for shipment and/or storage of spent nuclear fuel - Google Patents
Convectively cooled container for shipment and/or storage of spent nuclear fuel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2231837C1 RU2231837C1 RU2003110935/06A RU2003110935A RU2231837C1 RU 2231837 C1 RU2231837 C1 RU 2231837C1 RU 2003110935/06 A RU2003110935/06 A RU 2003110935/06A RU 2003110935 A RU2003110935 A RU 2003110935A RU 2231837 C1 RU2231837 C1 RU 2231837C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- container
- housing
- shells
- reinforcing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rigid Containers With Two Or More Constituent Elements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ядерной технике, а более конкретно к радиационно-защитным контейнерам, предназначенным для транспортировки и сухого длительного хранения отработавшего ядерного топлива.The invention relates to nuclear technology, and more particularly to radiation-protective containers intended for transportation and dry long-term storage of spent nuclear fuel.
Известен контейнер для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива, содержащий корпус из бетона, в боковой стенке которого установлены каналы охлаждения в виде вертикальных металлических труб, отделенных от бетона тепловой изоляцией (патент ФРГ №3816195, МПК G 21 F 5/00, опубл. 1989 г.).A known container for transporting and / or storage of spent nuclear fuel, comprising a housing made of concrete, in the side wall of which cooling channels are installed in the form of vertical metal pipes separated from concrete by thermal insulation (German patent No. 3816195, IPC G 21 F 5/00, publ. . 1989).
Недостатком известного контейнера является отсутствие охлаждения верхней и нижней частей корпуса, что приводит к ограниченному теплосъему и ограниченному сроку службы.A disadvantage of the known container is the lack of cooling of the upper and lower parts of the housing, which leads to a limited heat removal and a limited service life.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к изобретению является контейнер для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива, содержащий корпус с крышкой, состоящий из наружной и внутренней оболочек, между которыми размещены материал радиационной защиты и контактирующие с оболочками арматурные теплопроводящие элементы, чехол для размещения отработавшего топлива и каналы охлаждения, соединенные о атмосферой ( патент РФ №2082233, МПК G 21 F 5/008, опубл. 1997 г.).The closest set of essential features to the invention is a container for transporting and / or storage of spent nuclear fuel, comprising a housing with a cover, consisting of outer and inner shells, between which are placed radiation protection material and armature heat-conducting elements in contact with the shells, a cover for accommodating spent fuel fuels and cooling channels connected to the atmosphere (RF patent No. 2082233, IPC G 21 F 5/008, publ. 1997).
Каналы охлаждения выполнены в виде кольцевого зазора между наружной металлической оболочкой корпуса и наружным кожухом с тяговой трубой, который надет на контейнер.The cooling channels are made in the form of an annular gap between the outer metal shell of the housing and the outer casing with a traction pipe, which is worn on the container.
Недостатком известного контейнера является отсутствие непосредственного охлаждения чехла с отработавшим топливом и донной части контейнера, которые изолированы от наружной оболочки корпуса, активно охлаждаемой обтекающим воздухом, другими элементами контейнера. Кроме этого, недостаточное охлаждение вызвано ограниченным отводом тепла от внутренней оболочки арматурными теплопроводящими элементами, выполненными в виде прутков, что объясняется малой площадью контакта (в виде точек) прутков с оболочками.A disadvantage of the known container is the lack of direct cooling of the case with spent fuel and the bottom of the container, which are isolated from the outer shell of the body, actively cooled by the flowing air, and other elements of the container. In addition, insufficient cooling is caused by limited heat removal from the inner shell by reinforcing heat-conducting elements made in the form of rods, which is explained by the small contact area (in the form of points) of the rods with the shells.
Задачей настоящего изобретения является создание конвекционно-охлаждаемого ударопрочного контейнера для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива, при эксплуатации которого практически исключается перегрев находящегося в контейнере ядерного топлива.The present invention is the creation of a convection-cooled shockproof container for transporting and / or storage of spent nuclear fuel, the operation of which practically eliminates overheating of the nuclear fuel in the container.
Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение теплосъема за счет создания независимых конвекционных воздушных потоков, один из которых протекает в полости корпуса, активно охлаждая его внутренние части, включая чехол с отработавшим топливом, а другой протекает внутри бетонной части корпуса, активно охлаждая бетон, арматурные теплопроводящие элементы и контактирующие с ними оболочки. Кроме этого, теплосъем увеличивается за счет обеспечения непосредственного контакта внутренних нагретых элементов контейнера с более холодными и за счет увеличения теплопроводящей поверхности нагретых элементов контейнера.The technical result of the present invention is to increase heat removal due to the creation of independent convection air flows, one of which flows into the body cavity, actively cooling its internal parts, including the spent fuel case, and the other flows inside the concrete part of the body, actively cooling concrete, reinforcing heat-conducting elements and shells contacting them. In addition, heat removal is increased by providing direct contact of the internal heated elements of the container with colder ones and by increasing the heat-conducting surface of the heated elements of the container.
Указанный технический результат достигается тем, что в контейнере для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива, содержащем корпус с крышкой, состоящий из наружной и внутренней оболочек, между которыми размещены материал радиационной защиты и арматурные теплопроводящие элементы, контактирующие с наружной и внутренней оболочками, чехол для отработавшего топлива и каналы охлаждения, соединенные с атмосферой.The specified technical result is achieved by the fact that in the container for transportation and / or storage of spent nuclear fuel, comprising a housing with a cover, consisting of an outer and inner shell, between which are placed radiation protection material and reinforcing heat-conducting elements in contact with the outer and inner shells, a cover for spent fuel and cooling channels connected to the atmosphere.
Чехол размещен в выемном металлическом сосуде, который выполнен с теплоотводящими ребрами, снабжен по крайней мере двумя герметичными крышками и установлен посредством ребер, контактирующих с внутренней оболочкой, внутри корпуса о образованием зазора для прохода воздуха, при этом часть каналов охлаждения выполнена в боковой стенке корпуса в виде металлических труб, проходящих снизу вверх и жестко соединенных с арматурными теплопроводящими элементами, а другие каналы выполнены в нижней части корпуса и крышке и сообщены с зазором.The cover is placed in a removable metal vessel, which is made with heat-removing fins, provided with at least two sealed covers and installed by means of fins in contact with the inner shell, inside the housing to form a gap for the passage of air, while some of the cooling channels are made in the side wall of the housing in in the form of metal pipes passing from bottom to top and rigidly connected to reinforcing heat-conducting elements, and other channels are made in the lower part of the housing and the lid and communicated with a gap.
Кроме этого, для увеличения площади контакта с оболочками арматурные теплопроводящие элементы выполнены в виде пластин, а для увеличения прочности сцепления материала биологической защиты с пластинами последние снабжены перфорацией.In addition, to increase the area of contact with the shells, the reinforcing heat-conducting elements are made in the form of plates, and to increase the adhesion strength of the biological protection material to the plates, the latter are equipped with perforations.
Кроме этого, часть труб установлена с возможностью непосредственного контакта о внутренней оболочкой.In addition, part of the pipes is installed with the possibility of direct contact about the inner shell.
Кроме этого, жесткое соединение труб о арматурными элементами выполнено сваркой.In addition, the rigid connection of pipes with reinforcing elements is made by welding.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен контейнер (вид спереди, продольный разрез); на фиг.2 показано расположение арматурных теплопроводящих элементов в корпусе контейнера (поперечное сечение А-А).The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a container (front view, longitudinal section); figure 2 shows the location of the reinforcing heat-conducting elements in the container body (cross section AA).
Контейнер для транспортировки и/или хранения отработавшего топлива содержит корпус 1 с защитной крышкой 2, который состоит из наружной и внутренней металлических оболочек 3, 4, пространство между которыми заполнено материалом 5 радиационной защиты, например жаростойким бетоном и/или нейтронопоглощающей композицией. Между оболочками 3, 4 установлены по касательной к внутренней оболочке 4 арматурные теплоотводящие элементы, выполненные в виде металлических пластин 6, снабженных перфорацией. Пластины 6 приварены к внутренней оболочке 4 и плотно контактируют с наружной оболочкой 3. Во внутренней полости корпуса 1 установлен выемной металлический сосуд 7, в котором размещен чехол с отработавшим топливом (на чертеже не показан). Сосуд 7 выполнен с теплоотводящими боковыми и торцевыми ребрами 8, 9, которые одновременно являются дистанционирующими и демпфирующими элементами, и снабжен по крайней мере двумя герметичными крышками 10, 11. Сосуд 7 установлен в корпусе 1 с образованием зазора 12 для прохода воздуха и посредством ребер 8, 9 контактирует с дном и боковой поверхностью внутренней оболочки 4. В нижней части корпуса 1 выполнены подводящие каналы 13 охлаждения, которые входами соединены с атмосферой, а выходами сообщены с зазором 12 в нижней его части, а в крышке 2 выполнены отводящие каналы 14 охлаждения, которые входами сообщены с зазором 12 в верхней его части, а выходами соединены с атмосферой. В случае разгерметизации сосуда 7 каналы охлаждения 13 и 14 могут быть закрыты заглушками (на чертеже не показаны). В боковой стенке корпуса 1 выполнены каналы охлаждения, которые представляют собой металлические трубы 15, проходящие снизу вверх, например вертикально или по спирали, при этом входы и выходы труб 15 сообщены с атмосферой. Трубы 15 установлены рядами по длине металлических пластин 6 и, плотно контактируя с ними, жестко соединены с пластинами 6, например, сварным швом, а внутренний ряд труб 15, кроме этого, плотно контактирует с внутренней оболочкой 4, что не только увеличивает теплоотвод от нагретых элементов контейнера, но и повышает его демпфирующие свойства при возможных ударных нагрузках за счет пластической деформации труб и пластин. Кроме этого, для повышения демпфирующих свойств контейнера крышка 2 и корпус 1 снабжены сминаемыми демпфирующими элементами 16 и 17 соответственно.The container for transportation and / or storage of spent fuel contains a housing 1 with a protective cover 2, which consists of an outer and inner metal shell 3, 4, the space between which is filled with radiation protection material 5, for example, heat-resistant concrete and / or neutron-absorbing composition. Between the shells 3, 4 are installed tangentially to the inner shell 4 reinforcing heat sink elements made in the form of
Контейнер работает следующим образом.The container works as follows.
Отработавшее топливо, находящееся в сосуде 7, постоянно выделяет энергию, в том числе тепловую, тепловая мощность при полной загрузке может достигать нескольких десятков киловатт. В процессе транспортировки и хранения сосуд 7, оболочки 3, 4 корпуса 1 и находящийся между оболочками 3, 4 материал 5 радиационной защиты вместе с арматурными пластинами 6 постоянно охлаждаются атмосферным воздухом за счет организованных независимо друг от друга конвекционных потоков. Теплосъем со стенок сосуда 7 происходит путем его охлаждения проходящим воздушным потоком, который формирует свое начало от входов в подводящие каналы 13 охлаждения, затем проходит через каналы 13, охлаждая нижнюю часть корпуса 1, и через их выходы поступает в нижнюю часть зазора 12, осуществляя охлаждение дна внутренней оболочки 4, нижней торцевой части сосуда 7 и ребер 9. Затем поток воздуха поднимается по зазору 12 вверх, охлаждая боковые стенки сосуда 7 с ребрами 8, боковые стенки внутренней оболочки 4 и поступает в верхнюю часть зазора 12, где охлаждает нижнюю часть крышки 2 корпуса 1 и крышку 11 сосуда 7. Затем поток поступает в отводящие каналы 14 охлаждения через их входы и охлаждает крышку 2. Нагретый воздушный поток выходит в атмосферу через выходы каналов 14. Теплосъем с корпуса 1 происходит путем охлаждения его конструктивных элементов атмосферным воздухом, который поступает в нижнюю часть труб 15, и проходит по ним снизу вверх. Поток воздуха, проходя по трубам 15, интенсивно охлаждает материал 5 радиационной защиты, пластины 6, внутреннюю оболочку 4. Упомянутые металлические элементы контейнера находятся в теплопроводящем контакте с нагретым сосудом 7, поэтому проходящий по трубам 15 поток воздуха в дополнение к охлаждающему потоку воздуха в зазоре 12 опосредованно охлаждает сосуд 7. Система комплексного интенсивного охлаждения контейнера позволяет снизить температуру отработавшего топлива до такого уровня, при котором обеспечивается возможность увеличения длительности его безопасного хранения. Кроме этого, наличие теплоотводящих ребер 8, 9 на внутреннем сосуде 7 позволяет осуществить его дистанционирование относительно стенок внутренней оболочки в режиме нормальной эксплуатации и амортизацию при различных соударениях, а наличие сминаемых демпфирующих элементов на крышке 2 и корпусе 1 позволяет не только увеличить ударную прочность контейнера, но и повысить теплоотвод с его наружной оболочки 3 за счет увеличения площади охлаждаемой поверхности.The spent fuel in the vessel 7 constantly releases energy, including heat, and the heat capacity when fully loaded can reach several tens of kilowatts. In the process of transportation and storage, the vessel 7, shell 3, 4 of the housing 1 and the radiation protection material 5 located between the shells 3, 4, together with the reinforcing
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003110935/06A RU2231837C1 (en) | 2003-04-17 | 2003-04-17 | Convectively cooled container for shipment and/or storage of spent nuclear fuel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003110935/06A RU2231837C1 (en) | 2003-04-17 | 2003-04-17 | Convectively cooled container for shipment and/or storage of spent nuclear fuel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2231837C1 true RU2231837C1 (en) | 2004-06-27 |
RU2003110935A RU2003110935A (en) | 2004-10-27 |
Family
ID=32846965
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003110935/06A RU2231837C1 (en) | 2003-04-17 | 2003-04-17 | Convectively cooled container for shipment and/or storage of spent nuclear fuel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2231837C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2914104A1 (en) * | 2007-03-21 | 2008-09-26 | Tn Int | PACKAGING FOR THE TRANSPORT AND / OR STORAGE OF NUCLEAR MATERIALS COMPRISING A COLD LEAD RADIOLOGICAL PROTECTION ON A METALLIC FRAME |
WO2015016741A1 (en) | 2013-07-31 | 2015-02-05 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Method for long-term storage of waste nuclear fuel |
RU2671844C1 (en) * | 2017-12-08 | 2018-11-07 | Акционерное общество "АКМЭ-инжиниринг" (АО "АКМЭ-инжиниринг") | Method of long-term storage of nuclear fuel and tank for cooling and storage for its implementation |
RU2697656C1 (en) * | 2018-12-28 | 2019-08-16 | Акционерное общество "Федеральный центр ядерной и радиационной безопасности" (АО ФЦЯРБ) | Method for long-term dry storage of spent nuclear fuel and container for its implementation |
-
2003
- 2003-04-17 RU RU2003110935/06A patent/RU2231837C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2914104A1 (en) * | 2007-03-21 | 2008-09-26 | Tn Int | PACKAGING FOR THE TRANSPORT AND / OR STORAGE OF NUCLEAR MATERIALS COMPRISING A COLD LEAD RADIOLOGICAL PROTECTION ON A METALLIC FRAME |
WO2008125409A1 (en) * | 2007-03-21 | 2008-10-23 | Tn International | Container for transporting and/or storing nuclear materials, comprising a radiological shield made of lead cast onto a metal reinforcement |
WO2015016741A1 (en) | 2013-07-31 | 2015-02-05 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Method for long-term storage of waste nuclear fuel |
RU2550092C2 (en) * | 2013-07-31 | 2015-05-10 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Method for prolonged storage of spent nuclear fuel |
CN105556615A (en) * | 2013-07-31 | 2016-05-04 | 阿科姆工程合资(控股)公司 | Method for long-term storage of waste nuclear fuel |
CN105556615B (en) * | 2013-07-31 | 2017-12-22 | 阿科姆工程合资(控股)公司 | A kind of method of long-term storage spent nuclear fuel |
US9899111B2 (en) | 2013-07-31 | 2018-02-20 | Joint Stock Company “Akme-Engineering” | Method for long-term storage of waste nuclear fuel |
RU2671844C1 (en) * | 2017-12-08 | 2018-11-07 | Акционерное общество "АКМЭ-инжиниринг" (АО "АКМЭ-инжиниринг") | Method of long-term storage of nuclear fuel and tank for cooling and storage for its implementation |
RU2697656C1 (en) * | 2018-12-28 | 2019-08-16 | Акционерное общество "Федеральный центр ядерной и радиационной безопасности" (АО ФЦЯРБ) | Method for long-term dry storage of spent nuclear fuel and container for its implementation |
WO2020139123A1 (en) | 2018-12-28 | 2020-07-02 | Акционерное общество "Логистический центр ЯТЦ" (АО "ЛЦ ЯТЦ") | Container and method for storing spent nuclear fuel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200343011A1 (en) | Nuclear fuel storage cask | |
US3930939A (en) | Pressure suppression system for a nuclear reactor | |
KR102653230B1 (en) | Passive cooling device for casks containing nuclear fuel | |
JP3756622B2 (en) | Transport container for mixed oxide fuel body and transport / temporary storage method for the same | |
JPH0122919B2 (en) | ||
JPH0318792A (en) | Passive type cooling device | |
US4003785A (en) | Reactor core melt containment receptacle | |
RU2231837C1 (en) | Convectively cooled container for shipment and/or storage of spent nuclear fuel | |
JP5119982B2 (en) | Heating element storage facility | |
US6873673B2 (en) | Device for storing heat generating material and a vessel for such device | |
JPH07146392A (en) | Baffle plate for air-cooling | |
CN109874298B (en) | Device for supporting an enclosure for transporting/storing radioactive material, comprising a cover for guiding air for cooling the enclosure by natural convection | |
JP2013076675A (en) | Passive cooling system for liquid metal cooling reactor | |
RU32632U1 (en) | Convection-cooled container for transporting and / or storage of spent nuclear fuel | |
KR101333066B1 (en) | Transport or storage concrete cask for spent nuclear fuel | |
JP2015078948A (en) | Fast reactor nuclear reactor facilities | |
RU171909U1 (en) | TUK CONTAINER WITH REMOVABLE COVER | |
JP4240778B2 (en) | Concrete storage container | |
US8815170B2 (en) | Devices and methods of heat removal from exothermic high temperature reaction processes | |
JPH10177089A (en) | Melt container | |
KR102638259B1 (en) | Packaging for transport and/or storage of radioactive materials, allowing for easy manufacturing and improved thermal conductivity | |
RU2003110935A (en) | CONVECTION-COOLED CONTAINER FOR TRANSPORTING AND / OR STORAGE OF WASTE NUCLEAR FUEL | |
CA1259714A (en) | Core assembly storage structure | |
JPH0821899A (en) | Highly radioactive waste solidified body storage facility | |
JPH032692A (en) | Natural draft cooling device for decay heat removal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060418 |