RU2400847C1 - Способ демонтажа кессонов из хранилища судов атомно-технологического обслуживания с нештатно размещенными в них дефектными отвс - Google Patents
Способ демонтажа кессонов из хранилища судов атомно-технологического обслуживания с нештатно размещенными в них дефектными отвс Download PDFInfo
- Publication number
- RU2400847C1 RU2400847C1 RU2009116508/06A RU2009116508A RU2400847C1 RU 2400847 C1 RU2400847 C1 RU 2400847C1 RU 2009116508/06 A RU2009116508/06 A RU 2009116508/06A RU 2009116508 A RU2009116508 A RU 2009116508A RU 2400847 C1 RU2400847 C1 RU 2400847C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- caisson
- hole
- caissons
- sfa
- storage
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к методам обращения с радиоактивными отходами, и может быть использовано при демонтаже кессонов с размещенными в них дефектными отработавшими тепловыделяющими сборками (ОТВС), находящимися в хранилищах судов атомно-технологического обслуживания (АТО). Сущность изобретения: в защитной пробке загрузочного кессонного отверстия в поворотной плите, установленной на баке хранилища, выполняют отверстие, через которое, поворачивая плиту и поочередно совмещая это отверстие со всеми кессонами, в полость каждого кессона заливают до верхнего уровня топливной части выше всех расположенной в кессоне ОТВС модифицированную эпоксиакриловую композицию МЭАК следующего состава, мас.%: эпоксидная смола 54÷57, акриловая кислота 36÷38, пластификатор дибутилфталат или трибутилфосфат 5÷10 и выдерживают на время отверждения композиции. Затем в поворотной плите соосно упомянутому загрузочному отверстию растачивают отверстие, диаметр которого больше наружного диаметра кессона, и через полученное отверстие отгибают вовнутрь все выступающие за габаритный диаметр кессона подвесные части ОТВС. После этого устанавливают поверх каждого кессона технологическую крышку-опалубку, прижав ее упорным винтом к трубной доске бака, причем крышка-опалубка содержит закладную арматуру, грузовой грибок и патрубок. Затем заливают во все кессоны через соответствующий патрубок бетон-консервант до полного заполнения их внутренних объемов и крышек-опалубок и выполняют технологическую выдержку в течение 28 суток. После омоналичивания бетона поочередно удаляют кессоны из хранилища, для чего, застропив кессон и выполнив под ним соответствующее отверстие в корпусной конструкции хранилища судна, вырезают кессон из трубной доски и днища бака, после чего перегружают его с помощью перегрузочной упаковки, выполненной в виде перевернутого стакана, имеющего в днище отверстие для прохода строповочного троса, в транспортный радиационно-защитный контейнер, который передают на длительное хранение. В частном случае предлагаемого способа демонтаж кессонов выполняют после удаления из хранилища пеналов с ОТВС. Техническим результатом изобретения является надежная и экономически недорогая технология демонтажа кессонов с дефектными ОТВС из хранилищ утилизируемых судов АТО, обеспечивающая ядерную безопасность и достаточную радиационную безопасность, и их последующее длительное хранение. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к методам обращения с радиоактивными отходами, и может быть использовано при демонтаже кессонов с размещенными в них дефектными отработавшими тепловыделяющими сборками (ОТВС), находящимися в хранилищах судов атомно-технологического обслуживания (АТО).
В настоящее время во временных хранилищах отработавшего ядерного топлива, размещенных, например, на плавучих технических базах и судах АТО, находится большое количество дефектных ОТВС, загруженных ранее на временное хранение не в штатные пеналы, а в объемные кессоны по причине высокой степени разрушенности этих ОТВС. К таким хранилищам относится, например, плавтехбаза «Лепсе», имеющая в баках хранилища кроме пеналов для ОТВС еще 4 объемных кессона. Эти кессоны первоначально были предназначены для хранения ионообменных фильтров или кассет со стержнями системы управления и защиты.
Для доступа ко всем кессонам в поворотной плите хранилища имеется одно специальное отверстие диаметром 520 мм, закрытое защитной пробкой. Однако из-за неприспособленности кессонов для хранения ОТВС при их загрузке невозможно было обеспечить ядерно-безопасный «шаг решетки», загрузка часто происходила с применением силового воздействия на ОТВС, что иногда приводило к повреждению топливной части ОТВС и ее подвески. Кроме того, в кессонах не исключена возможность наличия воды, а потому они относятся к категории аварийных и подлежат дальнейшей утилизации.
Однако использование штатных способов обращения с отработавшим ядерным топливом, включающих захват ОТВС, втягивание ее в перегрузочный контейнер и дальнейшее транспортирование на переработку, невозможно по причине их разрушенности. Вытягивание ОТВС с подобными дефектами из кессона может привести к их дальнейшему разрушению и неконтролируемому выделению в окружающую среду радиоактивных веществ, что отрицательно повлияет на радиационную безопасность для обслуживающего персонала и окружающей среды.
Известен способ демонтажа дефектных ОТВС, расположенных в индивидуальных пеналах с постоянным ядерно-безопасным «шагом решетки» относительно друг друга в баках хранилища плавучих технических баз (ПТБ) или судов АТО, см. статью «Плавучее хранилище «Лепсе» (журнал Атомная техника за рубежом, 1997, №3, стр.20-21). Согласно этому способу пеналы удаляют целиком с помощью дистанционно управляемых средств демонтажа. Однако этот способ предусматривает извлечение пеналов после удаления поворотной плиты, которая имеет большие габариты и массу, достигающую нескольких десятков тонн, что трудоемко и потребует значительных трудозатрат. Кроме того, после удаления поворотной плиты открывается доступ ко всем дефектным ОТВС в пеналах бака, что неизбежно приведет к выходу в окружающую среду большого количества радиоактивных веществ.
Известен также способ по патенту РФ №2154864, наиболее близкий по технической сущности к заявленному и принятый за прототип, по которому через загрузочное отверстие поворотной плиты в трубной доске вокруг приваренного пенала вырезают кольцеобразную проточку, отделяют пенал от трубной доски и захватом пенала за его верхние технологические пазы извлекают пенал вместе с дефектной ОТВС с помощью «штатного» перегрузочного контейнера. Однако этот способ можно использовать только для ОТВС, находящихся в штатных пеналах, и он характеризуется осуществлением последовательной выгрузки пеналов с дефектными ОТВС.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка надежной и экономически недорогой технологии демонтажа кессонов с дефектными ОТВС из хранилищ утилизируемых судов АТО и ПТБ, обеспечивающей ядерную безопасность вследствие невозможности образования самоподдерживающей цепной реакции (СЦР) и достаточную радиационную безопасность и их последующее длительное хранение.
Основным техническим результатом, благодаря которому обеспечивается выполнение поставленной задачи, является образование иммобилизационных барьеров внутри кессонов.
Получение указанного технического результата обеспечивается за счет того, что по предлагаемому способу в защитной пробке загрузочного кессонного отверстия в поворотной плите, установленной на баке хранилища, выполняют отверстие, через которое, поворачивая плиту и поочередно совмещая это отверстие со всеми кессонами, в полость каждого кессона заливают до верхнего уровня топливной части, выше всех расположенной в кессоне ОТВС, модифицированную эпоксиакриловую композицию МЭАК с повышенной радиационной стойкостью не менее 9000-10000 Мрад, пределом прочности σсжатия=30 МПа и обладающую широким спектром свойств - низкой вязкостью при заполнении, а в отвержденном под действием ионизирующего излучения состоянии - низкой охрупчиваемостью и негорючестью. Эта композиция имеет следующий состав, мас.%:
эпоксидная смола 54÷57,
акриловая кислота 36÷38,
пластификатор дибутилфталат или трибутилфосфат 5÷10.
После отверждения композиции в поворотной плите соосно упомянутому загрузочному отверстию растачивают отверстие, диаметр которого больше наружного диаметра кессона, и через полученное отверстие отгибают (рихтуют) вовнутрь все выступающие за габаритный диаметр кессона подвесные части ОТВС. После этого устанавливают поверх каждого кессона технологическую крышку-опалубку, прижав ее упорным винтом к трубной доске бака, при этом крышка-опалубка содержит закладную арматуру, грузовой грибок и патрубок. Затем заливают во все кессоны через соответствующий патрубок бетон-консервант до полного заполнения их внутренних объемов и крышек-опалубок и выполняют технологическую выдержку в течение 28 суток. После омоналичивания бетона поочередно удаляют кессоны из хранилища, для чего, застропив кессон и выполнив под ним соответствующее отверстие в корпусной конструкции хранилища судна, вырезают кессон из трубной доски и днища бака, после чего перегружают его с помощью перегрузочной упаковки, выполненной в виде перевернутого стакана, имеющего в днище отверстие для прохода строповочного троса, в транспортный радиационно-защитный контейнер, который передают на длительное хранение.
В частном случае предлагаемого способа демонтаж кессонов выполняют после удаления из хранилища пеналов с ОТВС.
Благодаря использованию МЭАК в кессонах создается первый иммобилизационный барьер, характеризующийся следующими свойствами:
- надежная фиксация в кессоне топливных частей размещенных в нем дефектных ОТВС с заполнением МЭАК пустот межтвэльных пространств за счет ее низкой вязкости, обеспечивающей хорошую проникающую способность;
- исключение образование микротрещин в МЭАК при силовой правке (отгибке) подвесок дефектных ОТВС за счет снижения охрупчиваемости МЭАК в отвержденном состоянии;
- предотвращение образования самопроизвольной цепной реакции (СЦР) за счет того, что возможные остатки воды в кессоне при медленном заполнении МЭАК поднимаются вверх (из-за разницы удельных весов) и будут отверждены в составе бетона-консерванта при заливке-укладке его в кессон поверх отвержденной МЭАК.
Указанные свойства МЭАК подтверждены экспериментальными испытаниями на образцах-свидетелях (см. Персинен. Радиационно-химические превращения в эпоксидных композициях. Диссертация, д.х.н., СПбГТИ (ТУ), Л., 1990, 430 стр.), а также длительными натурными испытаниями в реальных условиях при консервации хранилищ ОЯТ плавмастерской ПМ-32 на ФГУП «СВРЦ».
За счет заливки в верхнюю часть кессона и крышку-опалубку бетона-консерванта создается второй иммобилизационный барьер, который усиливает вышеуказанные свойства.
Сущность изобретения поясняется следующими графическими фигурами:
Фиг.1 - поперечный разрез хранилища с расположением кессонов с дефектными ОТВС в баках судна АТО, установленного на стапельной плите;
Фиг.2 - вид А, вид сверху на баки хранилища;
Фиг.3 - выносной узел Б отдельных положений - этапов (положение 1, 2, 3) демонтажа кессонов с дефектными ОТВС из баков;
Фиг.4 - выносной узел Б отдельных положений - этапов (положение 4, 5) демонтажа кессонов с дефектными ОТВС из баков.
Хранилище ОТВС (фиг.1) судна АТО состоит из помещения обслуживания 1 хранилища, т.е. надбакового помещения, и непосредственно хранилища 2, которые заключены в прочный водонепроницаемый отсек в корпусе судна. В хранилище 2 находятся отдельные баки 3, объединенные в общую биологическую защиту 4.
Каждый бак имеет приваренную сверху трубную доску 5, в которую вварены концентричными рядами пеналы 6 в виде стаканов, содержащих ОТВС, и равномерно по периферии баков - объемные кессоны 7, в которых размещены дефектные ОТВС с расположением их подвесных частей в пространстве между поворотной плитой и трубной доской бака. Каждый объемный кессон имеет внутренние диаметры d1=485 мм в верхней части и d2=290 мм в нижней. Кессоны вварены в трубную доску заподлицо с ней и не снабжены технологическими пазами для захвата за них при удалении кессонов из баков, как это предусмотрено у пеналов. Внизу кессоны соединены сваркой с днищем бака 3 и имеют на торце выводную трубу 8 водяного охлаждения с выходом вне бака. Над каждым баком на определенном расстоянии от трубной доски установлена поворотная плита 9 с загрузочным кессонным отверстием, закрытым защитной пробкой 11. Вращая поворотную плиту, это отверстие можно поочередно устанавливать соосно отверстиям всех кессонов, установленных в баке. На плите также имеются загрузочные отверстия для пеналов, закрытые защитными пробками 10. Поворотные плиты снабжены поворотными наводящими устройствами, позволяющими избирательно открывать доступ как к пеналам, так и кессонам, сняв соответствующую защитную пробку.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом:
В хранилище судна АТО, подлежащего утилизации и установленного на стапельной плите 12, непосредственно на доковых опорных устройствах 13 стапельных тележек 14 после поштучной выгрузки ОТВС из пеналов бака и проверки установки всех защитных пробок 10 приступают к демонтажу кессонов с дефектными ОТВС. Для этого в загрузочной пробке 11 кессона высверливают отверстие d3 (см. фиг.3, положение 1). Затем вращением поворотной плиты центрируют защитную пробку 11 относительно соответствующего кессона и через установленную воронку (на фиг.3 не показана) заливают МЭАК (по стрелке «а») в кессон до уровня L1, соответствующего наиболее поднятой топливной части из всех ОТВС, имеющихся в кессоне. При этом процесс заливки контролируют посредством телекамеры, размещенной в свободном пространстве между поворотной плитой и трубной доской бака. Перед заливкой МЭАК производится удаление находящейся в кессоне воды через выводную трубу водяного охлаждения или с использованием специального технологического оборудования.
После отверждения МЭАК в кессоне типовым переносным расточным станком, установленным на поворотной плите, растачивают в ней отверстие D1 (по линиям резания А) вокруг защитной пробки 11 диаметром больше наружного диаметра кессона. После этого через полученное отверстие производят с помощью ручного механизированного инструмента отгибку (рихтовку) подвесок ОТВС, выступающих за габаритный диаметр кессона, вовнутрь в вертикальную зону кессона.
Затем устанавливают на верхнее отверстие кессона (сверху кессона) технологическую крышку-опалубку 12, прижимаемую к трубной доске упорным винтом 13 с упором непосредственно в ее центральный грузовой грибок 14 и в поворотную плиту. Через патрубок крышки-опалубки 12, имеющий отверстие для выхода воздуха, заполняют бетоном-консервантом верхнюю часть кессона и полностью внутренний объем крышки-опалубки 12, снабженной закладной арматурой 15, с последующей выдержкой в течение 28 суток (см. фиг.3, положение 2).
После полного отверждения бетона-консерванта с помощью установленного между стапельной плитой и днищем корпуса судна АТО технологического газорезательного оборудования (на фиг.3 не показано) вырезают под расположением кессона в баке хранилища по линиям резания С необходимую зону днищевой обшивки с набором 16 судна АТО и зону биологической защиты 17 для обеспечения доступа к вырезке кессона из днищевой части бака.
Затем, застропив кессон, отсоединяют упорный винт 13 и установленным на поворотной плите переносным расточным оборудованием или с помощью оборудования для обработки методом электрохимической коррозии вырезают по линиям В кессон из трубной доски, образовав в ней отверстие D2 (см. фиг.3, положение 3), и из днищевой части бака. При этом использование оборудования для обработки методом электрохимической коррозии наиболее благоприятно, т.к. при этом отсутствуют высокие тепловые нагрузки, и, следовательно, выделение аэрозолей.
Отделив кессон от бака, кессон с помощью грузоподъемного средства втягивают и загружают в перегрузочную упаковку 18 с последующей установкой на стапельной плите и раскреплением болтами 21 нижней крышки 22 (см. фиг.4 положение 5).
Собранная с нижней крышкой и фиксацией стопорными болтами 23 перегрузочная упаковка 18 транспортируется на загрузку кессона в транспортный радиационно-защитный контейнер и после выполнения загрузки и последующим проведением комплекса операций по его герметизации передается на длительное «сухое» хранение в закрытом помещении.
Далее в долгосрочной перспективе возможна передача кессона с дефектными ОТВС на долговременное хранение до 300 лет или переработку на основе создаваемых новых наукоемких технологий обращения с ОЯТ.
Образование иммобилизационных барьеров внутри кессонов заявленным способом, дальнейшее удаление всех кессонов с дефектными ОТВС из баков хранилища и загрузка их в радиационно-защитные контейнеры обеспечит такой технологии гарантированно минимальные выбросы радиоактивности в окружающую среду, сохранность дефектного ОЯТ, безопасность персонала и устранение угрозы образования СЦР.
Claims (2)
1. Способ демонтажа кессонов из хранилища судов атомно-технологического обслуживания с нештатно размещенными в них дефектными ОТВС, отличающийся тем, что в защитной пробке загрузочного кессонного отверстия в поворотной плите, установленной на баке хранилища, выполняют отверстие, через которое, поворачивая плиту и поочередно совмещая это отверстие со всеми кессонами, в полость каждого кессона заливают до верхнего уровня топливной части выше всех расположенной в каждом кессоне ОТВС модифицированную эпоксиакриловую композицию МЭАК следующего состава, масс.%:
эпоксидная смола 54-57
акриловая кислота 36-38
пластификатор дибутилфталат или трибутилфосфат 5-10
и выдерживают на время отверждения композиции, затем в поворотной плите соосно с упомянутым загрузочным отверстием растачивают отверстие, диаметр которого больше наружного диаметра кессона, и через полученное отверстие отгибают вовнутрь выступающие за габаритный диаметр кессона подвесные части ОТВС, после чего устанавливают поверх каждого кессона технологическую крышку-опалубку, прижав ее упорным винтом к трубной доске бака, при этом крышка-опалубка содержит закладную арматуру, грузовой грибок и патрубок, а затем заливают во все кессоны через соответствующий патрубок бетон-консервант до полного заполнения их внутренних объемов и крышек-опалубок и выполняют технологическую выдержку в течение 28 суток, после омоноличивания бетона поочередно удаляют кессоны из хранилища, для чего, застропив кессон и выполнив под ним соответствующее отверстие в корпусной конструкции хранилища судна, вырезают кессон из трубной доски и днища бака, после чего перегружают его с помощью перегрузочной упаковки, выполненной в виде перевернутого стакана, имеющего в днище отверстие для прохода строповочного троса, в транспортный радиационно-защитный контейнер, который передают на длительное хранение.
и выдерживают на время отверждения композиции, затем в поворотной плите соосно с упомянутым загрузочным отверстием растачивают отверстие, диаметр которого больше наружного диаметра кессона, и через полученное отверстие отгибают вовнутрь выступающие за габаритный диаметр кессона подвесные части ОТВС, после чего устанавливают поверх каждого кессона технологическую крышку-опалубку, прижав ее упорным винтом к трубной доске бака, при этом крышка-опалубка содержит закладную арматуру, грузовой грибок и патрубок, а затем заливают во все кессоны через соответствующий патрубок бетон-консервант до полного заполнения их внутренних объемов и крышек-опалубок и выполняют технологическую выдержку в течение 28 суток, после омоноличивания бетона поочередно удаляют кессоны из хранилища, для чего, застропив кессон и выполнив под ним соответствующее отверстие в корпусной конструкции хранилища судна, вырезают кессон из трубной доски и днища бака, после чего перегружают его с помощью перегрузочной упаковки, выполненной в виде перевернутого стакана, имеющего в днище отверстие для прохода строповочного троса, в транспортный радиационно-защитный контейнер, который передают на длительное хранение.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что демонтаж кессонов выполняют после удаления из хранилища пеналов с ОТВС.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009116508/06A RU2400847C1 (ru) | 2009-04-29 | 2009-04-29 | Способ демонтажа кессонов из хранилища судов атомно-технологического обслуживания с нештатно размещенными в них дефектными отвс |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009116508/06A RU2400847C1 (ru) | 2009-04-29 | 2009-04-29 | Способ демонтажа кессонов из хранилища судов атомно-технологического обслуживания с нештатно размещенными в них дефектными отвс |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2400847C1 true RU2400847C1 (ru) | 2010-09-27 |
Family
ID=42940512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009116508/06A RU2400847C1 (ru) | 2009-04-29 | 2009-04-29 | Способ демонтажа кессонов из хранилища судов атомно-технологического обслуживания с нештатно размещенными в них дефектными отвс |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2400847C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498433C1 (ru) * | 2012-06-13 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "Центр технологии судостроения и судоремонта" (ОАО "ЦТСС") | Способ демонтажа кессонов с дефектными отвс из хранилища судов атомно-технологического обслуживания |
-
2009
- 2009-04-29 RU RU2009116508/06A patent/RU2400847C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498433C1 (ru) * | 2012-06-13 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "Центр технологии судостроения и судоремонта" (ОАО "ЦТСС") | Способ демонтажа кессонов с дефектными отвс из хранилища судов атомно-технологического обслуживания |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7039099B2 (ja) | 核燃料デブリコンテナ | |
US8130895B2 (en) | Method and a device for packaging leaky nuclear fuel rods for the purposes of transport and long-duration storage or warehousing | |
JP4850214B2 (ja) | 炉内構造物の搬出方法 | |
US8855260B2 (en) | Device for the transportation of nuclear fuel and method for loading/unloading of the said device | |
RU2264669C2 (ru) | Способ хранения ядерного топлива и система для изготовления контейнера и для хранения ядерного топлива в нем | |
RU2400847C1 (ru) | Способ демонтажа кессонов из хранилища судов атомно-технологического обслуживания с нештатно размещенными в них дефектными отвс | |
US20080207977A1 (en) | 300-Year disposal solution for spent nuclear fuel | |
US20120201340A1 (en) | System and Method for Integration of Wet and Dry Nuclear Fuel Storage | |
RU71467U1 (ru) | Защитный контейнер для транспортирования и хранения твердых радиоактивных отходов | |
RU2373588C2 (ru) | Способ и устройство перечехловки и дефектации облученных тепловыделяющих сборок, находящихся в дефектных чехлах | |
JP2015152387A (ja) | 原子炉の撤去工法 | |
RU2727616C1 (ru) | Транспортно-упаковочный комплект для транспортирования и хранения жидкого отработавшего ядерного топлива | |
RU2498433C1 (ru) | Способ демонтажа кессонов с дефектными отвс из хранилища судов атомно-технологического обслуживания | |
RU2287194C1 (ru) | Способ демонтажа дефектных отработавших тепловыделяющих сборок | |
RU2713916C1 (ru) | Способ перегрузки отработавших стержней управления и защиты из некондиционных чехлов для отработавших тепловыделяющих сборок | |
RU71803U1 (ru) | Транспортный упаковочный комплект для транспортирования и хранения радиоактивных материалов | |
Aden et al. | Inspection of state of spent fuel elements stored in RA reactor spent fuel storage pool | |
RU2273903C1 (ru) | Способ сухого контейнерного хранения отработавших тепловыделяющих сборок | |
RU68756U1 (ru) | Транспортно-технологический комплект для транспортирования ядерного топлива | |
KR101946633B1 (ko) | 연료봉 보관캔 장전용 지그 | |
Khaperskaya et al. | Russian Experience and Proposals on Management of Non-Conforming SNF of RBMK Reactors | |
RU72352U1 (ru) | Транспортный упаковочный комплект для транспортирования и хранения радиоактивных материалов | |
CN105009222B (zh) | 构成和运输包封组件的集成系统及其组装、充填和拆分站 | |
Vieru | Qualification Tests of packages used for transport and storage of low activity radioactive wastes in INR Pitesti | |
JP6230964B2 (ja) | 燃料デブリ取出し装置と燃料デブリ取出し方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190430 |