RU2241268C1 - Транспортный упаковочный комплект для транспортирования и хранения ядерного топлива - Google Patents

Транспортный упаковочный комплект для транспортирования и хранения ядерного топлива Download PDF

Info

Publication number
RU2241268C1
RU2241268C1 RU2003107430/06A RU2003107430A RU2241268C1 RU 2241268 C1 RU2241268 C1 RU 2241268C1 RU 2003107430/06 A RU2003107430/06 A RU 2003107430/06A RU 2003107430 A RU2003107430 A RU 2003107430A RU 2241268 C1 RU2241268 C1 RU 2241268C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flanges
covers
holes
pipes
supports
Prior art date
Application number
RU2003107430/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2003107430A (ru
Inventor
В.С. Внуков (RU)
В.С. Внуков
В.С. Бобровский (RU)
В.С. Бобровский
А.В. Романов (RU)
А.В. Романов
Е.В. Лазарев (RU)
Е.В. Лазарев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" filed Critical Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод"
Priority to RU2003107430/06A priority Critical patent/RU2241268C1/ru
Publication of RU2003107430A publication Critical patent/RU2003107430A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2241268C1 publication Critical patent/RU2241268C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Packaging Of Machine Parts And Wound Products (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области ядерной техники. Сущность изобретения: транспортный упаковочный комплект для транспортирования и хранения ядерного топлива содержит корпус, образуемый трубами с фланцами и опорными стойками с присоединенными к ним верхними опорами с фиксаторами, нижними опорами с отверстиями под размещение фиксаторов и грузовыми проушинами. Кроме того, он содержит крышки с крепежными деталями, закрепляемые на фланцах труб, пеналы и деревянные вкладыши, устанавливаемые внутри труб и образующие рабочие ячейки для размещения тепловыделяющих сборок. На фланцах труб закреплены демпферы, опирающиеся на крышки и имеющие выемки или отверстия для размещения крепежных деталей крышек. К нижним опорам присоединены с помощью амортизаторов опорные листы с отверстиями для размещения фиксаторов. Деревянные вкладыши снабжены выемками, в которых по длине активной зоны тепловыделяющей сборки размещены поглощающие поток нейтронов, примыкающие к пеналам стальные пластины. Суммарная толщина стенки пенала и пластины определяется по формуле (1,05-0,01S)<1, где S - суммарная толщина стенки пенала и пластины, мм. Преимущества изобретения заключаются в безопасности эксплуатации и увеличении количества размещаемого груза. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к области ядерной техники и может быть использовано в устройствах для транспортирования и хранения ядерного топлива преимущественно при его перевозках в нормальных условиях и с учетом возникновения аварийных ситуаций от завода-изготовителя тепловыделяющих сборок или элементов к потребителю на атомные станции, а также при его хранении в складских помещениях в нормальных условиях и с учетом возникновения аварийных ситуаций.
Известна установка для β-излучения, содержащая герметичную камеру облучения с автономной защитой, в которой расположен плоскостной β-излучатель, поддон для размещения объекта, подвижная защитная перегородка между β-излучателем и поддоном [1], взятый в качестве аналога.
Недостатки известной установки заключаются в том, что защитная перегородка предохраняет от облучения в одном осевом направлении, в других направлениях защитные перегородки радиационного излучения или пластинки для ослабления потока излучения отсутствуют.
Известна упаковка для транспортирования тепловыделяющих элементов [2], включающая корпус, по крайней мере из двух труб, с крышками по торцам. Трубы корпуса жестко связаны между собой вставкой, опорные элементы корпуса снабжены фиксирующими отверстиями в нижней части и фиксирующими штырями в верхней части. Внутри каждой трубы установлены кассеты для размещения тепловыделяющих элементов. Каждая кассета зафиксирована вкладышем, внешний диаметр которого равен внутреннему диаметру трубы, а внутреннее отверстие повторяет форму кассеты.
Недостаток известной упаковки заключается в том, что она пригодна к эксплуатации лишь при нормальных условиях транспортирования и хранения. В аварийных ситуациях возможно нарушение целостности упаковки и выпадение из нее тепловыделяющих элементов с последующим их разрушением, так как не предусмотрены демпфирующие устройства на крышках и амортизирующие на опорах. Кроме того, используемые в трубах деревянные вкладыши незначительно задерживают излучаемый поток нейтронов в аварийных ситуациях.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является транспортный упаковочный комплект (ТУК) ТК-С4 со свежим топливом реакторов ВВЭР-440 [3].
Известный транспортный упаковочный комплект состоит из контейнера и упаковочных средств. Контейнер представляет собой сварную конструкцию, из четырех сварных труб, закрываемых с обеих сторон крышками. Трубы соединены между собой стальными досками, образующими стойки опор контейнера. Герметичность внутренней полости труб обеспечивается резиновыми прокладками, размещаемыми между крышками и фланцами труб. Упаковочные средства включают деревянные вкладыши с прокладками, чехлы бязевый и полиэтиленовый, силикагель.
Недостатками известного устройства является отсутствие защиты окружающего пространства от воздействия ядерного излучения перевозимого топлива в аварийный ситуациях, а также взаимодействие упаковок между собой по излучаемым нейтронам как в нормальных условиях хранения и транспортирования, так и в аварийных ситуациях. Это обстоятельство заставляет уменьшать количество упаковок в группе хранения на складе или площадях транспортных средств. Кроме того, ввиду отсутствия демпфирующих устройств на торцевых крышках и амортизирующих устройств на опорах контейнера в данном устройстве также возможно во время аварийных ситуаций разрушение, горение и затопление его водой с последующим высыпанием топлива и возникновением самоподдерживающейся цепной ядерной реакции. При авиакатастрофах последствия могут быть значительно серьезными, чем при наземном способе перевозки.
Задачей настоящего изобретения является создание транспортного упаковочного комплекта (ТУК) для транспортирования и хранения ядерного топлива, обладающего улучшенными характеристиками.
В результате решения данной задачи реализуются новые технические результаты, заключающиеся в увеличении количества размещаемых грузов на одном транспортном средстве (при условии обеспечения ядерной безопасности в аварийных ситуациях) путем снижения транспортного индекса взаимодействующих в группе упаковок (загруженных ТУК) или индекса безопасности по критичности за счет уменьшения (ослабления) потока ядерного излучения нейтронов от наружной поверхности транспортного упаковочного комплекта, а также повышение безопасности упаковок и тепловыделяющих сборок за счет сохранения их целостности при транспортировании различными видами транспорта в аварийных ситуациях (падениях с высоты под различными углами наклона, соударениях с твердыми предметами, пожарах, затоплениях водой).
Данные технические результаты достигаются тем, что в транспортном упаковочном комплекте для транспортирования и хранения ядерного топлива, содержащем корпус, образуемый трубами с фланцами и опорными стойками с присоединенными к ним верхними опорами с фиксаторами, нижними опорами с отверстиями под размещение фиксаторов и грузовыми проушинами, крышки с крепежными деталями, закрепляемые на фланцах труб, пеналы и деревянные вкладыши, устанавливаемые внутри труб и образующие рабочие ячейки для размещения тепловыделяющих сборок, на фланцах труб закреплены демпферы, опирающиеся на крышки и имеющие выемки или отверствия для размещения крепежных деталей крышек, к нижним опорам присоединены с помощью амортизаторов опорные листы с отверстиями для размещения фиксаторов, деревянные вкладыши снабжены выемками, в которых по длине активной зоны тепловыделяющей сборки размещены поглощающие поток нейтронов, примыкающие к пеналам, стальные пластины, а суммарная толщина стенки пенала и пластины определяется по формуле:
(1,05-0,01S)<1,
где S - суммарная толщина стенки пенала и пластины в мм.
Проведенные опытные работы показали, что демпферы, закрепленные на фланцах труб и опирающиеся на крышки, выполненные конической формы, являются оптимальной конструкцией, максимально поглощающей ударные нагрузки и предохраняющие тепловыделяющие сборки внутри ТУК от разрушения и деформаций.
Отличительная особенность описываемого изобретения состоит в том, что на фланцах труб закреплены демпферы, опирающиеся на крышки и имеющие выемки или отверстия для размещения крепежных деталей крышек, к нижним опорам присоединены с помощью амортизаторов опорные листы с отверстиями для размещения фиксаторов, деревянные вкладыши снабжены выемками, в которых по длине активной зоны тепловыделяющей сборки размещены поглощающие поток нейтронов, примыкающие к пеналам, стальные пластины, а суммарная толщина стенки пенала и пластины определяется по формуле:
(1,05-0,01S)<1,
где S - суммарная толщина стенки пенала и пластины в мм, а демпферы, закрепленные на фланцах труб и опирающиеся на крышки, выполнены конической формы.
Количество упаковок, содержащих делящийся материал, на транспортном средстве, согласно Правилам МАГАТЭ, определяется транспортным индексом упаковки по ядерной безопасности и индексом безопасности по критичности (ИБК).
Транспортный индекс - это число, выражающее максимальный уровень излучения на расстоянии 1 метр от внешней поверхности упаковки. Чем выше транспортный индекс, тем меньше с учетом аварийной ситуации допустимое количество упаковок, размещаемых на площадях складских помещений или полезных площадях транспортных средств: самолете, вагоне железнодорожного поезда, автомобиле, судах морского и речного флота. Например, железнодорожные вагоны и плавучие средства транспортируются недогруженными по грузоподъемности и полезному внутреннему объему.
Индекс безопасности по критичности (ИБК) - это установленное число для конкретной упаковки. ИБК используется для контроля за общим количеством упаковок, размещаемых на транспортном средстве или в складируемом помещении. Чем выше число ИБК, тем меньшее количество упаковок может быть размещено по условиям ядерной безопасности в аварийных ситуациях на транспортном средстве (самолете, железнодорожном вагоне, автомобиле или автомобильном прицепе, морском или речном судне). Транспортные средства в большинстве случаев недогружены по полезному объему и грузоподъемности, что приводит к удорожанию стоимости перевозок.
Кроме того, для определения условий ьозникновения и поддержания цепной реакции деления и баланса нейтронов в конечной размножающей системе в ядерной гехнике введено понятие эффективного коэффициента размножения Кэф. В надкритичном состоянии Кэф>1, цепная реакция лавинообразно нарастает, увеличивается со временем плотность нейтронов и энергия, выделяемая в системе в единицу времени. Этот процесс происходит до тех пор, пока Кэф не станет меньшим 1.
Совокупность данных признаков позволит снизить ИБК за счет уменьшения (ослабления) потока ядерного излучения нейтронов от наружной поверхности транспортного упаковочного комплекта и транспортный индекс взаимодействующих в группе упаковок (загруженных ТУК), что, в свою очередь, позволит увеличить количество размещаемых грузов на одном транспортном средстве (при условии обеспечения ядерной безопасности в аварийных ситуациях), также позволит повысить безопасность упаковок и тепловыделяющих сборок за счет гашения динамических нагрузок, возникающих во время толчков и ударов при падениях упаковок и вибрационных нагрузок при транспортировании, сохраняя их целостность.
На фиг.1 представлен общий вид транспортного упаковочного комплекта, на фиг.2 показан вид сбоку по стрелке А, на фиг.3 изображен вид Б - амортизатор, на фиг.4 изображена труба в разрезе с пеналом, защитными пластинами, деревянными вкладышами. Стрелками показано направление потоков излучаемой энергии нейтронов от тепловыделяющей сборки.
Транспортный упаковочный комплект состоит из корпуса 1, образуемого трубами 2 и опорными стойками 3. Трубы снабжены фланцами 4 с отверстиями под крепежные детали, а к стойкам присоединены верхние опоры 5, нижние опоры 6, грузовые проушины 7. Верхние опоры имеют фиксаторы 8, нижние соосно расположенные отверстия 9 под вхождение этих фиксаторов, установленных друг на друга штабелируемых в группы ТУК при их складировании или размещении и креплении на транспортных средствах. Крышки 10, демпферы 11 выполнены конической формы и закреплены крепежными деталями отдельно между собой на фланцах труб. Опорные листы 13 присоединены к нижним опорам с помощью резинопружинных амортизаторов 14. Деревянные вкладыши 15 и стальные пеналы 16, образующие рабочие ячейки для размещения тепловыделяющих сборок (ТВС) внутри труб корпуса ТУК, поглощающие, защитные пластины 17, тепловыделяющие сборки 18 устанавливаются внутрь труб корпуса ТУК. Прокладки 19 устанавливаются между крышкой и фланцем трубы для обеспечения герметичности ТУК.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Перед загрузкой тепловыделяющих сборок в рабочие ячейки корпуса ТУК демпфирующие устройства и крышки должны быть сняты с фланцев труб корпуса. Затем внутрь ТУК размещают тепловыделяющие сборки с упаковочными средствами в виде чехлов, предохраняющих наружные поверхности ТВС от повреждений. После этого закрепляют крышки на фланцах труб и устанавливают демпферы. Собранный ТУК готов к транспортированию и хранению с учетом его попадания в аварию.
В приведенной формуле число 1 характеризует эффективный коэффициент размножения Кэф, который должен быть меньше 1 для обеспечения условий предотвращения возникновения цепной реакциии деления и баланса нейтронов. В соответствии с эмперической формулой суммарная толщина стенки пенала и пластины S должна быть не менее 5 мм.
Источники информации
1. А.с. №510876, Бюллетень изобретений №2, 1983 г.
2. Патент России №2145740 С1, Бюллетень изобретений №5, 2000 г.
3. Сертификат-разрешение на конструкцию упаковки RU/118/B(U)F, Москва, Минатом РФ, 1998 г.

Claims (2)

1. Транспортный упаковочный комплект для транспортирования и хранения ядерного топлива, содержащий корпус, образуемый трубами с фланцами и опорными стойками с присоединенными к ним верхними опорами с фиксаторами, нижними опорами с отверстиями под размещение фиксаторов и грузовыми проушинами, крышки с крепежными деталями, закрепляемые на фланцах труб, пеналы и деревянные вкладыши, устанавливаемые внутри труб и образующие рабочие ячейки для размещения тепловыделяющих сборок, отличающийся тем, что на фланцах труб закреплены демпферы, опирающиеся на крышки и имеющие выемки или отверстия для размещения крепежных деталей крышек, к нижним опорам присоединены с помощью амортизаторов опорные листы с отверстиями для размещения фиксаторов, деревянные вкладыши снабжены выемками, в которых по длине активной зоны тепловыделяющей сборки размещены поглощающие поток нейтронов, примыкающие к пеналам стальные пластины, а суммарная толщина стенки пенала и пластины определяется по формуле (1,05-0,01S)<1, где S - суммарная толщина стенки пенала и пластины, мм.
2. Транспортный упаковочный комплект для транспортирования и хранения ядерного топлива по п.1, отличающийся тем, что демпферы, закрепленные на фланцах труб и опирающиеся на крышки, выполнены конической формы.
RU2003107430/06A 2003-03-19 2003-03-19 Транспортный упаковочный комплект для транспортирования и хранения ядерного топлива RU2241268C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003107430/06A RU2241268C1 (ru) 2003-03-19 2003-03-19 Транспортный упаковочный комплект для транспортирования и хранения ядерного топлива

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003107430/06A RU2241268C1 (ru) 2003-03-19 2003-03-19 Транспортный упаковочный комплект для транспортирования и хранения ядерного топлива

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003107430A RU2003107430A (ru) 2004-10-20
RU2241268C1 true RU2241268C1 (ru) 2004-11-27

Family

ID=34310544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003107430/06A RU2241268C1 (ru) 2003-03-19 2003-03-19 Транспортный упаковочный комплект для транспортирования и хранения ядерного топлива

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2241268C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2543058C2 (ru) * 2013-07-18 2015-02-27 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" (ОАО "НЗХК") Контейнер для транспортирования тепловыделяющих сборок ядерного реактора
RU2601955C1 (ru) * 2015-08-11 2016-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") Установка вскрытия пенала хранения отработавшего ядерного топлива
RU2805239C1 (ru) * 2022-05-05 2023-10-12 Публичное акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" (ПАО "НЗХК") Транспортный упаковочный комплект для транспортирования урансодержащих делящихся материалов

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2543058C2 (ru) * 2013-07-18 2015-02-27 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" (ОАО "НЗХК") Контейнер для транспортирования тепловыделяющих сборок ядерного реактора
RU2601955C1 (ru) * 2015-08-11 2016-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") Установка вскрытия пенала хранения отработавшего ядерного топлива
RU2805239C1 (ru) * 2022-05-05 2023-10-12 Публичное акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" (ПАО "НЗХК") Транспортный упаковочный комплект для транспортирования урансодержащих делящихся материалов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101602661B1 (ko) 핵 연료 어셈블리용 운송 컨테이너 및 핵 연료 어셈블리의 운송 방법
JP4681681B1 (ja) キャスク用緩衝体
KR100702806B1 (ko) 핵 연료봉을 이송 및 저장하기 위한 장치 및 상기 장치를사용하기 위한 방법
SU1144632A3 (ru) Контейнер дл транспортировки радиоактивного материала
US7186993B2 (en) Container system for the transport and storage of highly reactive materials
US9053831B2 (en) Shock-absorbing device for fuel assembly and fuel assembly housing container
US4972087A (en) Shipping container for low level radioactive or toxic materials
JPH04357498A (ja) 放射性構造体の貯蔵キャスク及びその製作方法
KR101014006B1 (ko) 단열 및 충격완충 기능을 구비한 방사성물질 운반용기
KR102683251B1 (ko) 충격 보호 기능이 있는 핵폐기물 캐스크
US5894134A (en) Shipping container for radioactive material
US4815605A (en) Air transport container for dangerous materials
JP4111037B2 (ja) キャスク用緩衝体
JP2018169173A (ja) 貯蔵容器
RU2241268C1 (ru) Транспортный упаковочный комплект для транспортирования и хранения ядерного топлива
JPH0672949B2 (ja) 核燃料航空輸送容器
JP2001083291A (ja) キャスク用緩衝体
CN114496330A (zh) 一种核燃料运输容器及其核燃料运输装置
JP7356953B2 (ja) 緩衝蓋、放射性物質収納容器の保護装置および放射性物質収納容器の保護方法
US5998800A (en) Pipe overpack container for trasuranic waste storage and shipment
JP4172129B2 (ja) 使用済燃料収納装置
US11282615B2 (en) Spent nuclear fuel cask with dose attenuation devices
US11699534B2 (en) Devices and systems for material transportation
JP3876118B2 (ja) キャニスタおよびこれを備えたコンクリート製貯蔵容器
JP4940253B2 (ja) キャスク用緩衝体

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180320