RU2427939C2

RU2427939C2 - System and procedure for storage of high-level radioactive wastes

Info

Publication number: RU2427939C2
Application number: RU2007139451/06A
Authority: RU
Inventors: Сингх П. КРИШНА (US); Сингх П. КРИШНА
Original assignee: Холтек Интернэшнл, Инк.
Priority date: 2005-03-25
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2011-08-27
Also published as: RU2007139451A

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: one object of invention refers to system consisting of: internal casing forming cavity for reception of high-level radioactive wastes; also, cavity has top and bottom; external casing enveloping internal casing so, that there is formed space between internal and internal casings; at least one orifice in internal casing on bottom of cavity or in its vicinity; also, at least one orifice forms pass from space to cavity; removable cover positioned over internal and external casings, also, removable cover has at least one inlet ventilation channel forming pass from atmosphere into space and at least one outlet ventilation channel forming pass from cavity into atmosphere. Another object of the invention refers to the procedure for implementation of the system for storage of high-level radioactive wastes, especially below level of earth.

EFFECT: reduced radioactive radiation during procedures of loading or successive storage.

Description

Настоящее изобретение относится в целом к области хранения высокоактивных отходов (“HLW”) и более подробно к системам и способам хранения высокоактивных отходов, таких как отработавшее ядерное топливо, в вентилируемых вертикальных блоках.The present invention relates generally to the field of storage of high level waste (“HLW”) and, in more detail, to systems and methods for storing high level waste, such as spent nuclear fuel, in ventilated vertical units.

Хранение, обращение и перевозка высокоактивных отходов, таких как отработавшее ядерное топливо, требует особого внимания и соблюдения мер предосторожности. Например, при работе ядерных реакторов тепловыделяющие сборки обычно удаляются после того, как их энергия снизилась до определенного уровня. После удаления это отработавшее ядерное топливо все еще является высокорадиоактивным и производит значительное тепло, требуя большой осторожности при его упаковке, транспортировке и хранении. Для защиты окружающей среды от радиоактивного облучения отработавшее ядерное топливо сначала помещается в пенал. Заполненный пенал затем транспортируется и хранится в больших цилиндрических контейнерах, называемых «тары». Перегрузочная тара используется для транспортировки отработавшего ядерного топлива от одного места к другому, в то время как контейнер для хранения используется для хранения отработавшего ядерного топлива в течение определенного периода времени.Storage, handling and transportation of highly active waste, such as spent nuclear fuel, require special attention and precautions. For example, during the operation of nuclear reactors, fuel assemblies are usually removed after their energy has dropped to a certain level. After removal, this spent nuclear fuel is still highly radioactive and produces significant heat, requiring great care when packing, transporting and storing it. To protect the environment from radiation exposure, spent nuclear fuel is first placed in a pencil case. The filled pencil case is then transported and stored in large cylindrical containers called “containers”. A reloading container is used to transport spent nuclear fuel from one place to another, while a storage container is used to store spent nuclear fuel for a certain period of time.

На типичной атомной электростанции открытый пустой пенал сначала помещается в открытую перегрузочную тару. Перегрузочная тара и пустой пенал затем погружаются в бассейн с водой. Отработавшее ядерное топливо загружается в пенал, в то время как пенал и перегрузочная тара остаются погруженными в бассейн с водой. После полной загрузки отработавшим ядерным топливом крышка, как правило, помещается наверх пенала, в то время как последний находится в бассейне. Перегрузочная тара и пенал затем удаляются из бассейна с водой, крышка пенала приваривается к нему, и крышка устанавливается на перегрузочную тару. Пенал затем тщательно осушается, разгружается от внешнего давления инертным газом и герметизируется. Перегрузочная тара (содержащая заполненный пенал) затем транспортируется к месту, где расположен контейнер для хранения. Заполненный пенал затем перемещается из перегрузочной тары в контейнер для хранения для долгосрочного хранения. В ходе перемещения из перегрузочной тары в контейнер для хранения крайне важно, чтобы заполненный пенал не контактировал с окружающей средой.In a typical nuclear power plant, an open empty pencil case is first placed in an open transfer container. The reloading container and an empty pencil case are then immersed in a pool of water. Spent nuclear fuel is loaded into the canister, while the canister and reloading container remain immersed in a pool of water. After fully loaded with spent nuclear fuel, the cap is usually placed on top of the pencil case, while the latter is in the pool. The reloading container and the case are then removed from the pool with water, the cover of the case is welded to it, and the cover is installed on the reloading container. The pencil case is then thoroughly drained, unloaded from external pressure with an inert gas and sealed. The transfer container (containing the filled pencil case) is then transported to the place where the storage container is located. The filled canister is then transferred from the transfer container to a storage container for long-term storage. When moving from a transfer container to a storage container, it is imperative that the filled canister does not come in contact with the environment.

Одним из типов контейнера для хранения является вентилируемый вертикальный наружный контейнер («VVO»). Вентилируемый вертикальный наружный контейнер представляет собой массивную конструкцию, изготовленную в основном из стали и бетона, и используется для хранения пенала, заполненного отработавшим ядерным топливом (либо другим высокоактивным отходом). Вентилируемые вертикальные наружные контейнеры располагаются над землей и, как правило, имеют цилиндрическую форму и являются крайне тяжелыми, с весом более 150 тонн, и зачастую высотой более 16 футов. Вентилируемые вертикальные наружные контейнеры, как правило, имеют плоское дно, цилиндрический корпус, имеющий полость для приема пенала с отработавшим ядерным топливом, и съемную верхнюю крышку.One type of storage container is a ventilated vertical outdoor container (“VVO”). The ventilated vertical outer container is a massive structure made primarily of steel and concrete and is used to store a pencil case filled with spent nuclear fuel (or other highly active waste). Ventilated vertical outdoor containers are located above the ground and are generally cylindrical and extremely heavy, weighing more than 150 tons, and often more than 16 feet high. Ventilated vertical outer containers, as a rule, have a flat bottom, a cylindrical body having a cavity for receiving a spent nuclear fuel canister, and a removable top cover.

При использовании вентилируемого вертикального наружного контейнера для хранения отработавшего ядерного топлива пенал, заполненный отработавшим ядерным топливом, помещается в полость в цилиндрическом корпусе вентилируемого вертикального наружного контейнера. Из-за того, что отработавшее ядерное топливо все еще производит значительное количество теплоты, когда оно помещено в вентилируемый вертикальный наружный контейнер на хранение, необходимо, чтобы эта тепловая энергия могла выходить из полости вентилируемого вертикального наружного контейнера. Эта тепловая энергия удаляется с внешней поверхности пенала путем вентилирования полости вентилируемого вертикального наружного контейнера. При вентиляции полости вентилируемого вертикального наружного контейнера холодный воздух входит в камеру вентилируемого вертикального наружного контейнера через донные вентиляционные каналы, проходит вверх через заполненный пенал и выходит из вентилируемого вертикального наружного контейнера с повышенной температурой через верхние вентиляционные каналы. Донные и верхние вентиляционные каналы существующих вентилируемых вертикальных наружных контейнеров расположены по периметру около дна и верха цилиндрического корпуса вентилируемого вертикального наружного контейнера соответственно, как показано на Фиг.1.When using a ventilated vertical outer container for storing spent nuclear fuel, a pencil case filled with spent nuclear fuel is placed in a cavity in the cylindrical body of the vented vertical outer container. Due to the fact that spent nuclear fuel still produces a significant amount of heat when it is stored in a ventilated vertical outdoor container, this thermal energy must be able to escape from the cavity of the vented vertical outdoor container. This thermal energy is removed from the outer surface of the pencil case by ventilating the cavity of a ventilated vertical outer container. When ventilating the cavity of a ventilated vertical outdoor container, cold air enters the chamber of the ventilated vertical outdoor container through the bottom ventilation ducts, passes up through the filled canister, and exits the ventilated vertical outdoor container with increased temperature through the upper ventilation ducts. The bottom and upper ventilation ducts of the existing ventilated vertical outer containers are located around the perimeter near the bottom and top of the cylindrical body of the ventilated vertical outer container, respectively, as shown in FIG.

Несмотря на то, что необходимо, чтобы полость вентилируемого вертикального наружного контейнера могла вентилироваться для того, чтобы тепло могло выходить из пенала, также крайне важно, чтобы вентилируемый вертикальный наружный контейнер обеспечивал надлежащую радиационную защиту и чтобы отработавшее ядерное топливо не находилось в прямом взаимодействии с окружающей средой. Впускной канал, расположенный около дна наружного контейнера, является особо уязвимым источником радиоактивного воздействия на наблюдающий и охраняющий персонал, который для наблюдения за заполненными наружными контейнерами должен находиться вблизи каналов в течение коротких периодов времени.Although it is necessary that the cavity of the ventilated vertical outer container can be ventilated so that heat can escape from the canister, it is also crucial that the ventilated vertical outer container provides adequate radiation protection and that spent nuclear fuel is not in direct contact with the environment Wednesday. The inlet channel, located near the bottom of the outer container, is a particularly vulnerable source of radioactive effects on the monitoring and security personnel, who must be close to the channels for short periods of time to observe the filled outer containers.

Дополнительно, когда пенал, заполненный отработавшим ядерным топливом, переводится из перегрузочной тары в вентилируемый вертикальный наружный контейнер для хранения, перегрузочная тара помещается наверх вентилируемого вертикального наружного контейнера для хранения так, чтобы пенал можно было опустить в полость вентилируемого вертикального наружного контейнера для хранения. Большинство перегрузочных тар представляют собой очень большие конструкции и могут весить до 250000 фунтов и иметь высоту 16 футов и более. Размещение перегрузочной тары наверху вентилируемого вертикального наружного контейнера/тары для хранения требует много пространства, большого мостового крана и возможно предохранительной системы для стабилизации. Зачастую такого пространства нет внутри атомной электростанции. В конечном счете, вентилируемые вертикальные наружные контейнеры для хранения располагаются над уровнем земли на расстоянии по меньшей мере 16 футов, таким образом представляя масштабную мишень для террористической атаки.Additionally, when a canister filled with spent nuclear fuel is transferred from the transfer container to a ventilated vertical outdoor storage container, the transfer container is placed on top of the ventilated vertical outdoor storage container so that the case can be lowered into the cavity of the ventilated vertical outdoor storage container. Most reloading containers are very large structures and can weigh up to 250,000 pounds and have a height of 16 feet or more. Placing a reloading container on top of a ventilated vertical outdoor container / storage container requires a lot of space, a large overhead crane and possibly a safety system for stabilization. Often there is no such space inside a nuclear power plant. Ultimately, ventilated vertical outdoor storage containers are positioned at least 16 feet above the ground, thus representing a large-scale target for a terrorist attack.

На Фиг.1 изображен традиционный вентилируемый вертикальный наружный контейнер 2 предшествующего уровня техники. Вентилируемый вертикальный наружный контейнер 2 предшествующего уровня техники содержит плоское дно 17, цилиндрический корпус 12 и крышку 14. Крышка 14 прикреплена к цилиндрическому корпусу 12 болтами 18. Болты 18 служат для предотвращения отделения крышки 14 от корпуса 12, если вентилируемый вертикальный наружный контейнер 2 предшествующего уровня техники опрокинется. Цилиндрический корпус 12 имеет верхние вентиляционные каналы 15 и донные вентиляционные каналы 16. Верхние вентиляционные каналы 15 расположены на верху цилиндрического корпуса 12 или в его окрестности, в то время как донные вентиляционные каналы 16 расположены на дне цилиндрического корпуса 12 или в его окрестности. Как донные вентиляционные каналы 16, так и верхние вентиляционные каналы 15 расположены по периметру цилиндрического корпуса 12. Весь вентилируемый вертикальный наружный контейнер 2 предшествующего уровня техники расположен над уровнем земли.Figure 1 shows a traditional ventilated vertical outer container 2 of the prior art. The ventilated vertical outer container 2 of the prior art comprises a flat bottom 17, a cylindrical body 12 and a cover 14. The lid 14 is attached to the cylindrical body 12 by bolts 18. The bolts 18 serve to prevent the lid 14 from separating from the housing 12 if the ventilated vertical outer container 2 of the prior art equipment will tip over. The cylindrical housing 12 has upper ventilation ducts 15 and bottom ventilation ducts 16. The upper ventilation ducts 15 are located on top of or in the vicinity of the cylindrical housing 12, while the bottom ventilation ducts 16 are located on the bottom of the cylindrical housing 12 or in its vicinity. Both the bottom ventilation ducts 16 and the upper ventilation ducts 15 are located around the perimeter of the cylindrical body 12. The entire ventilated vertical outer container 2 of the prior art is located above ground level.

Специалистам в данной области техники понятно, что присутствие верхних вентиляционных каналов 15 и/или донных вентиляционных каналов 16 в корпусе 12 вентилируемого вертикального наружного контейнера 2 предшествующего уровня техники требует дополнительных мер предосторожности в ходе процедур загрузки для предотвращения радиоактивного излучения.Those skilled in the art will appreciate that the presence of upper ventilation ducts 15 and / or bottom ventilation ducts 16 in the housing 12 of the prior art ventilated vertical outdoor container 2 requires additional precautions during loading procedures to prevent radiation.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение системы и способа для хранения высокоактивных отходов, посредством которых снижается высота блочной сборки, когда перегрузочная тара помещается наверх вентилируемого вертикального наружного контейнера для хранения.An object of the present invention is to provide a system and method for storing highly active waste by which the height of the block assembly is reduced when reloading containers are placed on top of a ventilated vertical outdoor storage container.

Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение системы и способа для хранения высокоактивных отходов, при котором требуется меньше вертикального пространства.Another objective of the present invention is the provision of a system and method for storing highly active waste, which requires less vertical space.

Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение системы и способа для хранения высокоактивных отходов, при которых используются свойства радиационной защиты грунта в ходе хранения, в то же время обеспечивая надлежащую вентиляцию высокоактивных отходов.Another objective of the present invention is the provision of a system and method for storing highly active waste, which uses the properties of radiation protection of the soil during storage, while at the same time ensuring proper ventilation of high-level waste.

Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение системы и способа для хранения высокоактивных отходов, которые обеспечивают тот же или лучший уровень безопасности при работе, доступный внутри полностью сертифицированной структуры атомной электростанции.Another objective of the present invention is the provision of a system and method for storing highly active waste, which provide the same or better level of safety during operation, available inside a fully certified structure of a nuclear power plant.

Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение системы и способа для хранения высокоактивных отходов, при которых снижаются опасности, представленные землетрясениями или прочими катастрофами, и фактически устраняется потенциальная угроза атаки на хранимый пенал, подобной атакам на Центр Международной Торговли или Пентагон.Another objective of the present invention is the provision of a system and method for storing highly active waste, which reduces the risks posed by earthquakes or other disasters, and actually eliminates the potential threat of attack on a stored canister, such as attacks on the World Trade Center or the Pentagon.

Также задачей настоящего изобретения является обеспечение системы и способа для хранения высокоактивных отходов, обеспечивающих возможность эргономичного перевода высокоактивных отходов из перегрузочной тары в контейнер для хранения.It is also an object of the present invention to provide a system and method for storing high level waste, enabling ergonomic transfer of high level waste from reloading containers to a storage container.

Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение системы и способа для хранения высокоактивных отходов под или над уровнем земли.Another objective of the present invention is the provision of a system and method for storing highly active waste below or above ground level.

Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение системы и способа хранения высокоактивных отходов, которые снижают количество радиации, выделяемой в окружающую среду.Another objective of the present invention is the provision of a system and method for storing highly active waste, which reduce the amount of radiation released into the environment.

Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение системы и способа хранения высокоактивных отходов, которые устраняют опасность радиоактивного излучения в ходе процедур загрузки и/или последующего хранения.Another objective of the present invention is the provision of a system and method for storing highly active waste that eliminates the danger of radioactive radiation during loading and / or subsequent storage procedures.

Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение системы и способа хранения высокоактивных отходов, при которых отверстия как входного, так и выходного вентиляционных каналов расположены в съемной крышке.Another objective of the present invention is the provision of a system and method for storing highly active waste, in which the openings of both the inlet and outlet ventilation ducts are located in a removable cover.

Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение системы и способа хранения высокоактивных отходов, которые приводят к удобному производству и структуре площадки.Another objective of the present invention is the provision of a system and method for storing highly active waste, which lead to convenient production and site structure.

Эти и другие задачи удовлетворяются настоящим изобретением, которое, в некоторых воплощениях, представляет собой систему для хранения высокоактивных отходов, содержащую: внутреннюю оболочку, формирующую полость для приема высокоактивных отходов, полость, имеющую верх и дно; внешнюю оболочку, окружающую внутреннюю оболочку для образования пространства между внутренней оболочкой и внешней оболочкой; по меньшей мере одно отверстие во внутренней оболочке на дне полости или в его окрестности, при этом по меньшей мере одно отверстие формирует проход из пространства в полость; крышку, расположенную поверх внутренней и внешней оболочек, при этом крышка имеет по меньшей мере один впускной вентиляционный канал, формирующий проход из окружающей атмосферы в пространство, и по меньшей мере один выпускной вентиляционный канал, формирующий проход из полости в окружающую атмосферу. В зависимости от конкретных требований хранения установка может быть адаптирована к хранению высокоактивных отходов либо над землей, либо под землей.These and other objectives are satisfied by the present invention, which, in some embodiments, is a system for storing high level waste, comprising: an inner shell forming a cavity for receiving high level waste, a cavity having a top and a bottom; an outer shell surrounding the inner shell to form a space between the inner shell and the outer shell; at least one hole in the inner shell at the bottom of the cavity or in its vicinity, while at least one hole forms a passage from space to the cavity; a cover located on top of the inner and outer shells, wherein the cover has at least one inlet ventilation duct forming a passage from the surrounding atmosphere into the space, and at least one outlet ventilation channel forming a passage from the cavity into the surrounding atmosphere. Depending on the specific storage requirements, the installation can be adapted to the storage of highly active waste either above ground or underground.

В одном воплощении изобретение представляет собой вентилируемую вертикальную систему для хранения и пассивного охлаждения высокоактивных отходов, содержащую: внутреннюю оболочку, формирующую полость, имеющую верх, дно, и по существу вертикально сориентированную ось; внешнюю оболочку, окружающую внутреннюю оболочку так, чтобы формировать пространство между внутренней оболочкой и внешней оболочкой; по меньшей мере одно отверстие во внутренней оболочке на дне полости или в его окрестности, при этом по меньшей мере одно отверстие формирует проход между пространством и полостью; защитный пенал для хранения высокоактивных отходов, излучающих тепло и радиацию, при этом защитный пенал расположен в полости в по существу вертикальной ориентации, полость имеет горизонтальное поперечное сечение, вмещающее не более одного пенала; крышку, расположенную поверх внутренней оболочки и внешней оболочки для образования стыка крышки с внутренней оболочкой и стыка крышки с внешней оболочкой, при этом стык крышки с внутренней оболочкой предназначен для предотвращения потока воздуха, верхняя воздушная камера существует в полости между пеналом и крышкой, при этом крышка имеет по меньшей мере один впускной вентиляционный канал, образующий проход между окружающей атмосферой и пространством, и по меньшей мере один выпускной вентиляционный канал, образующий проход между верхней воздушной камерой полости и окружающей атмосферой; средства для изоляции по меньшей мере участка пространства от теплоты внутри полости.In one embodiment, the invention is a ventilated vertical system for storing and passively cooling highly active waste, comprising: an inner shell forming a cavity having an upper, a bottom, and a substantially vertically oriented axis; the outer shell surrounding the inner shell so as to form a space between the inner shell and the outer shell; at least one hole in the inner shell at the bottom of the cavity or in its vicinity, while at least one hole forms a passage between the space and the cavity; a protective case for storing highly active waste emitting heat and radiation, while the protective case is located in the cavity in a substantially vertical orientation, the cavity has a horizontal cross section containing no more than one case; a cover located on top of the inner shell and the outer shell to form a junction between the lid and the inner shell and the junction of the lid with the outer shell, while the joint of the lid with the inner shell is designed to prevent air flow, the upper air chamber exists in the cavity between the pencil case and the lid, while the lid has at least one inlet ventilation duct forming a passage between the surrounding atmosphere and the space, and at least one exhaust ventilation duct forming a passage between the top s air chamber cavity and the ambient atmosphere; means for isolating at least a portion of the space from the heat inside the cavity.

В других воплощениях изобретение может представлять собой способ хранения высокоактивных отходов, при котором: а) обеспечивают установку, содержащую внутреннюю оболочку, образующую полость, имеющую верх и дно, внешнюю оболочку, концентричную внутренней оболочке и окружающую ее для образования между ними пространства и по меньшей мере одно отверстие во внутренней оболочке на дне полости или в его окрестности, при этом по меньшей мере одно отверстие образует проход из пространства в полость; b) помещают пенал с высокоактивными отходами в полость; с) обеспечивают крышку, имеющую по меньшей мере один впускной вентиляционный канал и по меньшей мере один выпускной вентиляционный канал; d) помещают крышку наверх внутренней и внешней оболочек для того, чтобы по меньшей мере один впускной вентиляционный канал формировал проход из окружающей атмосферы в пространство и по меньшей мере один выпускной вентиляционный канал формировал проход от полости в окружающую атмосферу; и е) вводят холодный воздух в полость через по меньшей мере впускной вентиляционный канал и пространство, при этом холодный воздух нагревается пеналом с высокоактивными отходами и выходит из полости через по меньшей мере один выпускной вентиляционный канал в крышке.In other embodiments, the invention may be a method for storing highly active waste, in which: a) an installation is provided comprising an inner shell forming a cavity having a top and bottom, an outer shell concentric with the inner shell and surrounding it to form a space between them and at least one hole in the inner shell at the bottom of the cavity or in its vicinity, while at least one hole forms a passage from space to the cavity; b) place a case with highly active waste in the cavity; c) providing a cover having at least one inlet ventilation duct and at least one outlet ventilation duct; d) place a lid on top of the inner and outer shells so that at least one inlet ventilation duct forms a passage from the surrounding atmosphere into the space and at least one exhaust ventilation duct forms a passage from the cavity into the surrounding atmosphere; and e) introducing cold air into the cavity through at least the inlet ventilation duct and the space, while the cold air is heated by a case with highly active waste and exits the cavity through at least one outlet ventilation duct in the lid.

В других воплощениях изобретение представляет собой крышку для использования с системой для хранения высокоактивных отходов, содержащую: корпус крышки, включающий в себя участок пробки и участок фланца; по меньшей мере один впускной вентиляционный канал, образующий проход от отверстия в боковой стенке участка фланца к отверстию в донной поверхности участка фланца; и по меньшей мере один выпускной вентиляционный канал, образующий проход от отверстия в донной поверхности участка пробки до отверстия в верхней поверхности корпуса крышки; при этом по меньшей мере один вентиляционный канал имеет такую форму, что не существует линии прямой видимости от отверстия в донной поверхности участка пробки до отверстия в верхней поверхности корпуса крышки.In other embodiments, the invention is a lid for use with a high-level waste storage system, comprising: a lid body including a plug portion and a flange portion; at least one inlet ventilation duct forming a passage from an opening in a side wall of a flange portion to an opening in a bottom surface of a flange portion; and at least one exhaust vent channel forming a passage from the hole in the bottom surface of the plug portion to the hole in the upper surface of the lid body; wherein at least one ventilation duct is shaped so that there is no line of sight from the hole in the bottom surface of the plug portion to the hole in the upper surface of the lid body.

Другие воплощения изобретения станут ясны специалистам в данной области техники после прочтения следующего подробного описания чертежей, где:Other embodiments of the invention will become apparent to those skilled in the art after reading the following detailed description of the drawings, wherein:

На Фиг.1 изображен вид сверху в перспективе вентилируемого вертикального наружного контейнера предшествующего уровня техники.Figure 1 shows a top view in perspective of a ventilated vertical outer container of the prior art.

На Фиг.2 изображен вид сверху в перспективе контейнера для хранения высокоактивных отходов в соответствии с воплощением настоящего изобретения.Figure 2 is a top perspective view of a high-level waste storage container in accordance with an embodiment of the present invention.

На Фиг.3 изображен разрез контейнера для хранения высокоактивных отходов с Фиг.2.Figure 3 shows a section of a container for storing high-level waste from Figure 2.

На Фиг.4 изображен разрез крышки в соответствии с воплощением настоящего изобретения, удаленной с контейнера для хранения высокоактивных отходов с Фиг.2.Figure 4 shows a section of the lid in accordance with the embodiment of the present invention, removed from the container for storing high-level waste from Figure 2.

На Фиг.5 изображен вид снизу в перспективе крышки с Фиг.4.Figure 5 shows a bottom perspective view of the lid of Figure 4.

На Фиг.6 изображен разрез контейнера для хранения высокоактивных отходов с Фиг.2, расположенного так, чтобы хранить высокоактивные отходы под землей.Figure 6 shows a section of a container for storing high-level waste from Figure 2, located so as to store high-level waste underground.

На Фиг.7 изображен вид сверху контейнера для хранения высокоактивных отходов с Фиг.6.Figure 7 shows a top view of the container for storing high-level waste from Figure 6.

На Фиг.8 изображен разрез контейнера для хранения высокоактивных отходов с Фиг.6, имеющего пенал для высокоактивных отходов, помещенный в него на хранение.On Fig depicts a section of a container for storing high-level waste of Fig.6, having a canister for high-level waste, placed in it for storage.

На Фиг.9 изображен вид в перспективе Автономной Станции для Хранения Отработавшего Топлива, в которой используется ряд контейнеров для хранения высокоактивных отходов в соответствии с воплощением настоящего изобретения.FIG. 9 is a perspective view of an Autonomous Used Fuel Storage Station using a series of high-level waste storage containers in accordance with an embodiment of the present invention.

На Фиг.2 изображен контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов (“HLW”), выполненный в соответствии с воплощением настоящего изобретения. Несмотря на то, что контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов будет описан с точки зрения применения в качестве контейнера для хранения отработавшего ядерного топлива, подготовленного для сухого хранения, специалистам в данной области техники очевидно, что системы и способы, описанные здесь, могут быть применены для хранения многих типов высокоактивных отходов.Figure 2 shows a container 100 for the storage of high level waste (“HLW”), made in accordance with the embodiment of the present invention. Although the high-level waste storage container 100 will be described in terms of use as a storage container for spent nuclear fuel prepared for dry storage, it will be apparent to those skilled in the art that the systems and methods described herein can be used to storage of many types of highly active waste.

Контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов выполнен как вертикальная, вентилируемая сухая система для хранения высокоактивных отходов, таких как отработавшее топливо. Контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов полностью совместим со 100 тонными и 125 тонными перегрузочными тарами для процедур транспортировки высокоактивных отходов, таких как операции по транспортировке пеналов с отработавшим топливом. В контейнере 100 для хранения высокоактивных отходов могут храниться любые типы пеналов с отработавшим топливом, предназначенные для хранения в свободно стоящих, подземных или закрепленных моделях наружных контейнеров. Подходящие пеналы включают в себя многоцелевые пеналы и теплопроводящие тары, герметично уплотненные и адаптированные под сухое хранение высокоактивных отходов, таких как отработавшее ядерное топливо. Как правило, такие пеналы содержат ячеистую колосниковую решетку/корзину или другую структуру, встроенную непосредственно в них для размещения множества отработавших топливных стержней в разнесенном соотношении. Пример пенала, подходящего для использования в настоящем изобретении, описан в Патенте США 5898747, автор Krishna Singh, выданном 27 апреля 1999 года, которой полностью приведен здесь в качестве ссылки.The high-level waste storage container 100 is configured as a vertical, ventilated dry system for storing high-level waste, such as spent fuel. A high-level waste storage container 100 is fully compatible with 100-ton and 125-ton transfer containers for high-level waste transportation procedures, such as spent fuel canister transportation operations. Any type of spent fuel canister can be stored in a container 100 for storing high-level waste, intended for storage in free-standing, underground or fixed models of outdoor containers. Suitable canisters include multi-purpose canisters and heat-conducting containers that are hermetically sealed and adapted for dry storage of highly active waste such as spent nuclear fuel. Typically, such canisters contain a honeycomb grate / basket or other structure embedded directly in them to accommodate a plurality of spent fuel rods in a spaced ratio. An example of a pencil case suitable for use in the present invention is described in US Pat. No. 5,898,747 to Krishna Singh, issued April 27, 1999, which is incorporated herein by reference in its entirety.

Контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов может быть модифицирован/выполнен так, чтобы совмещаться с любым типом или видом перегрузочной тары. Контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов может также быть выполнен для приема пеналов с отработавшим топливом на хранение в Автономных Станциях для Хранения Отработавшего топлива (“ISFSI”). Автономные станции для хранения отработавшего топлива, в которых используются контейнеры 100 для хранения высокоактивных отходов, могут предназначаться для вмещения любого числа контейнеров 100 для хранения высокоактивных отходов по требованию. В автономных станциях для хранения отработавшего топлива, в которых применяется множество контейнеров 100 для хранения высокоактивных отходов, каждый контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов работает полностью независимо от любого другого контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов в автономной станции для хранения отработавшего топлива.The container 100 for the storage of high-level waste can be modified / made so as to be combined with any type or type of handling containers. A high-level waste storage container 100 may also be configured to receive spent fuel canisters for storage at the Autonomous Spent Fuel Storage Stations (“ISFSI”). Stand-alone spent fuel storage stations that utilize high-level waste containers 100 can be designed to hold any number of high-level waste containers 100 on demand. In autonomous spent fuel storage stations that utilize a plurality of high-level waste containers 100, each high-level waste storage container 100 operates completely independently of any other high-level waste storage container 100 in an autonomous spent fuel storage station.

Контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов содержит участок 20 корпуса и крышку 30. Участок 20 корпуса содержит донную пластину 50. Донная пластина 50 имеет множество крепежных элементов 51, установленных на нее, для крепления контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов к основанию, полу или другой стабилизационной структуре/фундаменту. Крышка 30 расположена сверху и может быть снята/отсоединена от участка 20 корпуса (т.е. комбинация не является единой структурой). Как будет описано ниже более подробно, контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов может быть адаптирован для использования в надземной или подземной системе хранения.The container 100 for storage of high-level waste contains a section 20 of the housing and the lid 30. Section 20 of the body contains a bottom plate 50. The bottom plate 50 has a plurality of fasteners 51 mounted on it to secure the container 100 for storing high-level waste to the base, floor or other stabilization structure / foundation. The cover 30 is located on top and can be removed / detached from the housing portion 20 (i.e., the combination is not a single structure). As will be described in more detail below, the high-level waste storage container 100 may be adapted for use in an above-ground or underground storage system.

На Фиг.3 показан участок 20 корпуса, содержащий внешнюю оболочку 21 и внутреннюю оболочку 22. Внешняя оболочка 21 окружает внутреннюю оболочку 22, при этом между ними образуется небольшое пространство 23. Внешняя оболочка 21 и внутренняя оболочка 22 имеют по существу цилиндрическую форму и концентричны друг с другом. В результате пространство 23 представляет собой кольцевое пространство. Несмотря на то, что форма внутренней и внешней оболочек 22, 21 является цилиндрической в показанном воплощении, оболочки могут иметь любую форму, включая, без ограничения, прямоугольную, коническую, восьмиугольную или неправильную формы. В некоторых воплощениях внутренняя и внешняя оболочки 22, 21 не будут сориентированы концентрически.FIG. 3 shows a body portion 20 comprising an outer shell 21 and an inner shell 22. The outer shell 21 surrounds the inner shell 22, whereby a small space 23 is formed between them. The outer shell 21 and the inner shell 22 are substantially cylindrical in shape and concentric with each other with a friend. As a result, the space 23 is an annular space. Although the shape of the inner and outer shells 22, 21 is cylindrical in the embodiment shown, the shells can be of any shape, including, without limitation, rectangular, conical, octagonal or irregular shapes. In some embodiments, the inner and outer shells 22, 21 will not be concentrically oriented.

Как будет описано ниже более подробно, пространство 23, образованное между внутренней оболочкой 22 и внешней оболочкой 21, выполняет функцию прохода для холодного воздуха. Точная ширина пространства 23 для любого контейнера 100 для хранения отходов определяется в зависимости от конструкции, принимая во внимания такие факторы, как тепловая нагрузка высокоактивных отходов, подлежащих хранению, температура холодного окружающего воздуха, и желаемые гидродинамические свойства. В некоторых воплощениях ширина пространства 23 будет в диапазоне от 1 до 6 дюймов. Несмотря на то, что ширина пространства 23 может изменяться по окружности, может быть желательно сконструировать такой контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов, чтобы ширина пространства 23 была по существу постоянной для осуществления симметричного охлаждения контейнера для высокоактивных отходов и равномерного потока входящего воздуха.As will be described below in more detail, the space 23 formed between the inner shell 22 and the outer shell 21, performs the function of the passage for cold air. The exact width of the space 23 for any waste storage container 100 is determined depending on the design, taking into account factors such as the heat load of the high level waste to be stored, the temperature of the cold ambient air, and the desired hydrodynamic properties. In some embodiments, the width of the space 23 will be in the range of 1 to 6 inches. Although the width of the space 23 may vary around the circumference, it may be desirable to design such a container 100 for storing high-level waste so that the width of the space 23 is substantially constant to effect symmetrical cooling of the container for high-level waste and a uniform flow of incoming air.

Внутренняя оболочка 22 и внешняя оболочка 21 прикреплены поверх донной пластины 50. Донная пластина 50 имеет квадратную форму, но может иметь любую другую желаемую форму. Множество разделителей 27 прикреплено наверх донной пластины 50 внутри пространства 23. Разделители 27 выполняют функцию направляющих в ходе помещения внутренней и внешней оболочек 22, 21 наверх донной пластины 50 и обеспечивают то, что целостность пространства 23 сохраняется на протяжении срока службы контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов. Разделители 27 могут быть изготовлены из низкоуглеродистой стали или иного материала и приварены к донной пластине 50.The inner shell 22 and the outer shell 21 are attached over the bottom plate 50. The bottom plate 50 has a square shape, but may have any other desired shape. A plurality of dividers 27 are attached at the top of the bottom plate 50 within the space 23. The dividers 27 act as guides during the placement of the inner and outer shells 22, 21 at the top of the bottom plate 50 and ensure that the integrity of the space 23 is maintained throughout the life of the container 100 for storing high level waste . Separators 27 may be made of low carbon steel or other material and welded to the bottom plate 50.

Предпочтительно, внешняя оболочка 21 герметично присоединена к донной пластине 50 во всех точках контакта, таким образом герметично уплотняя контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов от проникновения текучих сред через эти соединения. В случае свариваемых металлов это герметичное соединение может содержать сварку или использование прокладок. Более предпочтительно, внешняя оболочка 21 полностью приварена к донной пластине 50.Preferably, the outer shell 21 is hermetically attached to the bottom plate 50 at all points of contact, thereby sealing the container 100 for storing highly active waste from the ingress of fluids through these compounds. In the case of metals to be welded, this sealed joint may include welding or the use of gaskets. More preferably, the outer shell 21 is completely welded to the bottom plate 50.

Кольцевой фланец 77 расположен вокруг верха внешней оболочки 21 для придания жесткости внешней оболочке 21 для того, чтобы она не выпучивалась или существенно не деформировалась в нагруженном состоянии. Кольцевой фланец 77 может быть полностью приварен к верху внешней оболочки 21.An annular flange 77 is located around the top of the outer shell 21 to stiffen the outer shell 21 so that it does not bulge or substantially deform in the loaded state. The annular flange 77 can be completely welded to the top of the outer shell 21.

Внутренняя оболочка 22 удерживается в боковом направлении и относительно вращения в горизонтальной плоскости на дне посредством разделителей 27 и опорных блоков 52. Внутренняя оболочка 22 предпочтительно не приварена или иным образом не прикреплена к донной пластине 50 или внешней оболочке 21 для обеспечения ее удобного удаления для ее списания и, если потребуется, для технического обслуживания. Донная грань внутренней оболочки 22 оборудована трубчатой направляющей (не показано), что также придает гибкость для обеспечения возможности расширения внутренней оболочки 22 от ее контакта с воздухом, нагретым пеналом в полости 24, без оказания чрезмерной направленной вверх силы на крышку 30.The inner shell 22 is held laterally and horizontally rotated on the bottom by means of dividers 27 and support blocks 52. The inner shell 22 is preferably not welded or otherwise attached to the bottom plate 50 or the outer shell 21 to ensure it is conveniently removed for cancellation and, if necessary, for maintenance. The bottom face of the inner shell 22 is equipped with a tubular guide (not shown), which also gives flexibility to allow the expansion of the inner shell 22 from its contact with air heated by the canister in the cavity 24, without exerting excessive upward force on the cover 30.

Внутренняя оболочка 22, внешняя оболочка 21, донная пластина 50 и кольцевой фланец 77 предпочтительно состоят из металла, такого как низкоуглеродистая сталь, но могут быть изготовлены из других материалов, таких как нержавеющая сталь, алюминий, алюминиевые сплавы, пластмассы и тому подобное. Подходящие низкоуглеродистые стали включают в себя, без ограничений, ASTM (Американское общество по испытанию материалов) A516, Марка 70, A515, Марка 70 или равноценные стали. Желаемая толщина внутренней и внешней оболочек 22, 21 зависит от конструкции и определяется в зависимости от конкретного случая. Однако в некоторых воплощениях внутренняя и внешняя оболочки 22, 21 будут иметь толщину от S до 3 дюймов.The inner shell 22, the outer shell 21, the bottom plate 50, and the annular flange 77 are preferably composed of a metal, such as low carbon steel, but can be made of other materials, such as stainless steel, aluminum, aluminum alloys, plastics, and the like. Suitable mild steels include, but are not limited to, ASTM (American Society for Testing Materials) A516, Grade 70, A515, Grade 70, or equivalent steels. The desired thickness of the inner and outer shells 22, 21 depends on the design and is determined depending on the specific case. However, in some embodiments, the inner and outer shells 22, 21 will have a thickness of S to 3 inches.

Внутренняя оболочка 22 образует полость 24, имеющую по существу вертикально сориентированную центральную ось. Размер и форма полости 24 не ограничены настоящим изобретением. Однако предпочтительно, чтобы внутренняя оболочка 22 выбиралась так, чтобы полость 24 имела размер и форму такие, чтобы она могла принимать пенал с отработавшим ядерным топливом или иными высокоактивными отходами. Несмотря на то, что для осуществления изобретения это не обязательно, предпочтительно, чтобы размер горизонтального поперечного сечения и форма полости 24 были такими, чтобы по существу соответствовать размеру горизонтального поперечного сечения и форме пенала, который предполагается использовать в данном контейнере 100 для хранения высокоактивных отходов. Более подробно, желательно, чтобы размер и форма полости 24 были такими, чтобы когда пенал, содержащий высокоактивные отходы, располагался внутри полости 24 для хранения (как показано на Фиг.8), между внешними боковыми стенками пенала и боковыми стенками полости 24 существовал небольшой зазор. Горизонтальное поперечное сечение полости 24 предпочтительно вмещает не более одного пенала с отработавшим топливом.The inner shell 22 forms a cavity 24 having a substantially vertically oriented central axis. The size and shape of the cavity 24 is not limited by the present invention. However, it is preferable that the inner shell 22 is selected so that the cavity 24 has a size and shape such that it can take a pencil case with spent nuclear fuel or other highly active waste. Although not necessary for carrying out the invention, it is preferable that the horizontal cross-sectional size and the shape of the cavity 24 be such that they substantially correspond to the horizontal cross-sectional size and the shape of the pencil case, which is intended to be used in this highly active waste storage container 100. In more detail, it is desirable that the size and shape of the cavity 24 be such that when the case containing high-level waste is located inside the cavity 24 for storage (as shown in FIG. 8), a small gap exists between the outer side walls of the case and the side walls of the cavity 24 . The horizontal cross section of the cavity 24 preferably accommodates no more than one spent fuel canister.

Конструкция полости 24, при которой небольшой зазор образуется между боковыми стенками хранимого пенала и боковыми стенками полости 24, ограничивает количество возможного перемещения пенала внутри полости в случае катастрофы, таким образом сводя к минимуму вред, наносимый пеналу и стенкам полости, и предохраняя пенал от переворачивания внутри полости. Этот небольшой зазор также способствует потоку нагретого воздуха в ходе охлаждения высокоактивных отходов. Точный размер зазора может регулироваться/иметь такую величину, чтобы достигать желаемых гидродинамических свойств и теплопроводящей способности для любой конкретной ситуации. В некоторых воплощениях, например, зазор может составлять от 1 до 3 дюймов. Небольшой зазор также снижает распространение радиации.The design of the cavity 24, in which a small gap is formed between the side walls of the stored case and the side walls of the cavity 24, limits the amount of possible movement of the case inside the cavity in the event of a catastrophe, thereby minimizing the damage to the case and the walls of the cavity, and preventing the case from turning over inside cavities. This small gap also contributes to the flow of heated air during the cooling of highly active waste. The exact size of the gap can be adjusted / have such a size as to achieve the desired hydrodynamic properties and heat conductivity for any particular situation. In some embodiments, for example, the gap may be from 1 to 3 inches. A small gap also reduces the spread of radiation.

Внутренняя оболочка 22 также оборудована равномерно разнесенными продольными ребрами (не показано) на высоте, выровненной с верхом пенала с высокоактивными отходами, содержащегося в полости 24. Эти ребра обеспечивают средства для направления пенала с высокоактивными отходами, содержащегося в полости 24, для правильного опирания пенала сверху на опорные блоки 52. Ребра также служат для ограничения бокового перемещения пенала в ходе землетрясения либо другой катастрофы до долей дюйма.The inner shell 22 is also equipped with uniformly spaced longitudinal ribs (not shown) at a height aligned with the top of the highly active waste canister contained in the cavity 24. These ribs provide means for guiding the highly active waste canister contained in the cavity 24 to properly support the canister from above to support blocks 52. The ribs also serve to limit the lateral movement of the pencil case during an earthquake or other disaster to fractions of an inch.

Множество отверстий 25 выполнено во внутренней оболочке 22 на дне или в его окрестности. Отверстия 25 обеспечивают проход между кольцевым пространством 23 и дном полости 24. Отверстия 25 обеспечивают проходы, по которым текучая среда, такая как воздух, может проходить из кольцевого пространства 23 в полость 24. Отверстия 25 используются для способствования входу холодного окружающего воздуха в полость 24 для охлаждения содержащихся в ней высокоактивных отходов, имеющих тепловую нагрузку. В показанном воплощении выполнено шесть отверстий 25. Однако может быть выполнено любое количество отверстий 25. Точное количество будет зависеть от конкретного случая и будет продиктовано такими условиями, как тепловая нагрузка высокоактивных отходов, желаемые гидродинамические свойства и т.д. Более того, несмотря на то, что отверстия 25 показаны как расположенные в боковой стенке внутренней оболочки 22, отверстия 25 могут быть выполнены в донной пластине 50 в определенных модифицированных воплощениях контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов.Many holes 25 are made in the inner shell 22 at the bottom or in its vicinity. Holes 25 provide passage between the annular space 23 and the bottom of the cavity 24. Holes 25 provide passages through which a fluid, such as air, can pass from the annular space 23 into the cavity 24. The holes 25 are used to facilitate the entry of cold ambient air into the cavity 24 for cooling contained in it highly active waste having a heat load. In the shown embodiment, six holes 25 are made. However, any number of holes 25 can be made. The exact number will depend on the particular case and will be dictated by conditions such as the heat load of high level waste, desired hydrodynamic properties, etc. Moreover, although the openings 25 are shown as being located in the side wall of the inner shell 22, the openings 25 may be provided in the bottom plate 50 in certain modified embodiments of the high-level waste storage container 100.

В некоторых воплощениях отверстия 25 будут симметрично расположены вокруг дна внутренней оболочки 22 в окружной ориентации так, чтобы охлаждающий воздух, проходящий вниз по кольцевому пространству 23, входил в полость 24 симметричным образом. Другими словами, отверстия 25 расположены симметрично относительно оси вокруг внутренней оболочки 24.In some embodiments, the openings 25 will be symmetrically located around the bottom of the inner shell 22 in a circumferential orientation so that cooling air passing down the annular space 23 enters the cavity 24 in a symmetrical manner. In other words, the holes 25 are located symmetrically about the axis around the inner shell 24.

Слой изоляции 26 расположен вокруг внешней поверхности внутренней оболочки 22 внутри кольцевого пространства 23. Изоляция 26 выполнена для минимизирования нагрева входящего охлаждающего воздуха в пространстве 23 до его попадания в полость 24. Изоляция 26 помогает обеспечить то, что нагретый воздух, проходящий около пенала, расположенного в полости 24, вызывает минимальный предварительный нагрев нисходящего холодного воздуха в кольцевом пространстве 23. Изоляция 26 предпочтительно подбирается так, чтобы она обладала сопротивлением от воды и радиации и не распадалась от случайного намокания. Подходящие формы изоляции включают в себя, без ограничения, покрытия из алюмосиликатной огнеупорной глины (Покрытие Kaowool), оксиды алюминия и кремния (Покрытие Kaowool S), алюминиево-силикатно-циркониевое волокно (Cerablanket), и алюминиево-силикатно-хромное покрытие (Cerachrome). Желаемая толщина слоя изоляции 26 зависит от конструкции и будет продиктована такими параметрами, как тепловая нагрузка высокоактивных отходов, толщина оболочек и тип используемой изоляции. В некоторых воплощениях изоляция будет иметь толщину в диапазоне от S до 6 дюймов. В некоторых воплощениях лишь участок высоты полости может быть окружен изоляцией 26. В таких воплощениях предпочтительно, чтобы по меньшей мере верхняя воздушная камера была изолирована от кольцевого пространства 23.The insulation layer 26 is located around the outer surface of the inner shell 22 inside the annular space 23. The insulation 26 is designed to minimize heating of the incoming cooling air in the space 23 before it enters the cavity 24. The insulation 26 helps to ensure that the heated air passing around the canister located in cavity 24, causes minimal preheating of the descending cold air in the annular space 23. The insulation 26 is preferably selected so that it is resistant to water and rad Iatsii and did not break up from accidental wetting. Suitable forms of insulation include, without limitation, aluminosilicate refractory clay coatings (Kaowool Coating), aluminum and silicon oxides (Kaowool S Coating), aluminum-silica-zirconia fiber (Cerablanket), and aluminum-silica-chromium coating (Cerachrome) . The desired thickness of the insulation layer 26 depends on the design and will be dictated by such parameters as the thermal load of high level waste, the thickness of the shells and the type of insulation used. In some embodiments, the insulation will have a thickness in the range of S to 6 inches. In some embodiments, only a portion of the height of the cavity can be surrounded by insulation 26. In such embodiments, it is preferred that at least the upper air chamber is isolated from the annular space 23.

Множество опорных блоков 52 расположены на дне (образованном донной пластиной 50) полости 24. Опорные блоки 52 расположены на дне полости 24 для того, чтобы пенал, содержащий высокоактивные отходы, такие как отработавшее ядерное топливо, мог быть помещен на них. Опорные блоки 52 разнесены по окружности друг от друга и расположены между каждым из отверстий 25 около шести секторов внутренней оболочки 22, которые контактируют с донной пластиной 50. Когда пенал, содержащий высокоактивные отходы, загружается в полость 24 для хранения, донная поверхность пенала опирается на опорные блоки 52, формируя камеру для входящего воздуха между донной поверхностью пенала с высокоактивными отходами и дном полости 24. Эта камера для входящего воздуха способствует потоку текучей среды и надлежащему охлаждению пенала.A plurality of support blocks 52 are located at the bottom (formed by the bottom plate 50) of the cavity 24. The support blocks 52 are located at the bottom of the cavity 24 so that a case containing highly active waste such as spent nuclear fuel can be placed on them. The support blocks 52 are spaced apart from each other and are located between each of the holes 25 about six sectors of the inner shell 22, which are in contact with the bottom plate 50. When the case containing highly active waste is loaded into the storage cavity 24, the bottom surface of the case rests on the support blocks 52, forming a chamber for incoming air between the bottom surface of the high-activity waste canister and the bottom of the cavity 24. This incoming air chamber facilitates fluid flow and proper cooling of the canister.

Опорные блоки 52 могут быть изготовлены из низкоуглеродистой стали и предпочтительно приварены к дну полости 24. В некоторых воплощениях верхние поверхности опорных блоков 52 выполнены с облицовкой из нержавеющей стали, так что пенал с высокоактивными отходами не опирается на поверхность углеродистой стали. Другие подходящие конструкционные материалы для опорных блоков 52 включают в себя, без ограничения, железобетон, нержавеющую сталь, пластмассы и прочие металлические сплавы. Опорные блоки 52 также выполняют функцию поглощения энергии/удара. В некоторых воплощениях опорные блоки 52 предпочтительно имеют форму ячеистой решетки, например, как блоки, изготавливаемые Hexcel Corp., Калифорния, США.The support blocks 52 may be made of low carbon steel and preferably welded to the bottom of the cavity 24. In some embodiments, the upper surfaces of the support blocks 52 are made of stainless steel lining, so that the high-activity waste foam box does not rest on the surface of carbon steel. Other suitable structural materials for support blocks 52 include, without limitation, reinforced concrete, stainless steel, plastics, and other metal alloys. The support blocks 52 also perform the function of absorbing energy / impact. In some embodiments, the support blocks 52 are preferably in the form of a wire mesh, for example, as blocks manufactured by Hexcel Corp., California, USA.

Крышка 30 опирается наверх и поддерживается верхними гранями внутренней и внешней оболочек 22, 21. Крышка 30 может быть снята с внутренней и внешней оболочек 22, 21 и не образует с ними единой структуры. Крышка 30 закрывает верх полости 24 и обеспечивает необходимую радиационную защиту так, что радиация не может выходить сверху из полости 24, когда пенал, загруженный высокоактивными отходами, хранится в ней. Крышка 30 специально выполнена так, чтобы способствовать как введению холодного воздуха в пространство 23 (для последующего ввода в полость 24), так и для высвобождения нагретого воздуха из полости 24. В некоторых воплощениях изобретение представляет собой собственно крышку, независимо от всех прочих объектов контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов.The lid 30 is supported upward and supported by the upper faces of the inner and outer shells 22, 21. The lid 30 can be removed from the inner and outer shells 22, 21 and does not form a single structure with them. The lid 30 covers the top of the cavity 24 and provides the necessary radiation protection so that radiation cannot escape from the top of the cavity 24 when a pencil case loaded with highly active waste is stored in it. The lid 30 is specially designed to facilitate the introduction of cold air into the space 23 (for subsequent entry into the cavity 24), and to release the heated air from the cavity 24. In some embodiments, the invention is the lid itself, regardless of all other objects of the container 100 for storage of highly active waste.

На Фиг.4 и 5 подробно изображена крышка 30 в соответствии с воплощением настоящего изобретения. В некоторых примерах крышка 30 представляет собой стальную структуру, заполненную экранизирующим бетоном. Крышка 30 предпочтительно имеет такую конструкцию, чтобы удовлетворять ряду рабочих целей.Figures 4 and 5 show in detail the cover 30 in accordance with an embodiment of the present invention. In some examples, cover 30 is a steel structure filled with shielding concrete. The cover 30 is preferably designed to meet a number of operational goals.

На Фиг.4 показан вид сверху в перспективе крышки 30, снятой с участка 20 корпуса контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов. Для обеспечения требуемой защиты от радиации крышка 30 выполнена из комбинации низкоуглеродистой стали и бетона. Более подробно, в конструкции одного воплощения крышки 30 предусмотрена стальная обшивка, заполненная бетоном (или другим материалом, поглощающим радиацию). В других воплощениях крышка 30 может состоять из широкого разнообразия материалов, включая, без ограничения, металлы, нержавеющую сталь, алюминий, алюминиевые сплавы, пластики и тому подобное. В некоторых воплощениях крышка может состоять из одного куска материала, такого как бетон или сталь, например.Figure 4 shows a top perspective view of a lid 30 removed from a portion 20 of the body of the container 100 for the storage of high-level waste. To provide the required radiation protection cover 30 is made of a combination of low carbon steel and concrete. In more detail, in the construction of one embodiment of the cover 30, a steel skin is provided filled with concrete (or other material that absorbs radiation). In other embodiments, cap 30 may be comprised of a wide variety of materials, including, without limitation, metals, stainless steel, aluminum, aluminum alloys, plastics, and the like. In some embodiments, the lid may consist of one piece of material, such as concrete or steel, for example.

Крышка 30 содержит участок 31 фланца и участок 32 пробки. Участок 32 пробки простирается вниз от участка 31 фланца. Участок 31 фланца окружает участок 32 пробки, простираясь от него в радиальном направлении. Множество впускных вентиляционных каналов 33 выполнено в крышке 30. Впускные вентиляционные каналы 33 расположены по периметру вокруг крышки 30. Каждый впускной вентиляционный канал 30 обеспечивает проход от отверстия 34 в боковой стенке 35 к отверстию 36 в донной поверхности 37 участка 31 фланца.The cover 30 comprises a flange portion 31 and a plug portion 32. Section 32 of the plug extends downward from section 31 of the flange. Section 31 of the flange surrounds section 32 of the cork, extending from it in the radial direction. A plurality of inlet ventilation ducts 33 are provided in the cover 30. The inlet ventilation ducts 33 are arranged around the perimeter around the cover 30. Each inlet ventilation duct 30 provides passage from the opening 34 in the side wall 35 to the opening 36 in the bottom surface 37 of the flange portion 31.

Множество выпускных вентиляционных каналов 38 выполнено в крышке 30. Каждый выпускной вентиляционный канал 38 образует проход от отверстия 39 в донной поверхности 40 участка 32 пробки до отверстия 41 в верхней поверхности 42 крышки 30. Колпачок 43 расположен над отверстием 41 для предотвращения попадания дождевой воды или прочих загрязнений в выпускные вентиляционные каналы 38 и их закупоривания. Колпачок 43 прикреплен к крышке 30 болтами 70 или при помощи других подходящих соединений, включая, но не ограничиваясь, сварку, зажатие, посадку с натягом, завинчивание и т.д.A plurality of exhaust ventilation ducts 38 are provided in the lid 30. Each exhaust ventilation duct 38 forms a passage from the opening 39 in the bottom surface 40 of the plug portion 32 to the opening 41 in the upper surface 42 of the lid 30. The cap 43 is located above the opening 41 to prevent the ingress of rainwater or other pollution in the exhaust ventilation ducts 38 and their clogging. The cap 43 is attached to the cover 30 by bolts 70 or by other suitable connections, including, but not limited to, welding, clamping, interference fit, screwing, etc.

Колпачок 43 предназначен для предотвращения попадания дождевой воды и прочих загрязнений в отверстие 41, в то же время позволяя нагретому воздуху, входящему в отверстие 41, выходить из него. В одном воплощении это может быть достигнуто путем обеспечения множества небольших отверстий (не показано) в стенке 44 колпачка 43 сразу под свисающей частью крыши 45 колпачка. В других воплощениях этого можно достичь посредством негерметичного соединения крыши 45 колпачка 43 со стенкой 44 и/или изготовления колпачка 43 (или его участков) из материала, сквозь который может проникать только газ. Отверстие 41 расположено в центре крышки 30.The cap 43 is designed to prevent rainwater and other contaminants from entering the opening 41, while allowing the heated air entering the opening 41 to exit. In one embodiment, this can be achieved by providing a plurality of small holes (not shown) in the wall 44 of the cap 43 immediately below the hanging portion of the roof 45 of the cap. In other embodiments, this can be achieved by sealing the roof 45 of the cap 43 with the wall 44 and / or by making the cap 43 (or portions thereof) of material through which only gas can penetrate. The hole 41 is located in the center of the cover 30.

Путем расположения как впускных вентиляционных каналов 33, так и выпускных вентиляционных каналов 38 в крышке 30 не существует утечки радиации в бок в ходе опускания или подъема пенала с высокоактивными отходами в полости 24 в течение операций загрузки и выгрузки. Таким образом, необходимость в защитной блокировке, которая необходима в некоторых вертикальных вентилируемых наружных контейнерах предшествующего уровня техники, устраняется. Как впускные вентиляционные каналы 33, так и выпускные вентиляционные каналы 38 предпочтительно расположены симметрично (т.е. симметрично относительно оси по периметру крышки), так что воздушное охлаждение системы не ухудшается от изменения горизонтального направления ветра. Более того, расположение отверстий 34 впускных вентиляционных каналов 33 по периметру крышки 30 и отверстия 40 для выпускных каналов 38 наверху центральной оси крышки позволяет по существу устранить смешивание входящего потока холодного воздуха и выходящего потока теплого воздуха.By arranging both the intake ventilation ducts 33 and the exhaust ventilation ducts 38 in the lid 30, there is no leakage of radiation to the side during lowering or lifting of the high-activity waste canister in the cavity 24 during loading and unloading operations. Thus, the need for protective interlocking, which is necessary in some vertical ventilated outer containers of the prior art, is eliminated. Both the intake ventilation ducts 33 and the exhaust ventilation ducts 38 are preferably arranged symmetrically (i.e., symmetrically about an axis around the perimeter of the lid), so that the air cooling of the system does not deteriorate from a change in the horizontal wind direction. Moreover, the location of the openings 34 of the intake ventilation ducts 33 along the perimeter of the cover 30 and the openings 40 for the exhaust ducts 38 at the top of the center axis of the cover substantially eliminates mixing of the incoming cold air flow and the outgoing warm air flow.

Для дополнительного предотвращения попадания дождевой воды и прочих загрязнений в отверстие 41 верхняя поверхность 42 крышки 30 изогнута и скошена от отверстия 41 (т.е. вниз и наружу). Расположение отверстия 41 вдали от отверстий 34 помогает предотвратить вовлечение нагретого воздуха, выходящего через выпускные вентиляционные каналы 38, обратно во впускные вентиляционные каналы 33. Верхняя поверхность 42 крышки 30 (выполняющая функцию крыши) свисает за боковую стенку 35 участка 31 фланца, таким образом помогая предотвратить попадание дождевой воды и прочих загрязнений во впускные вентиляционные каналы 33. Свисающая часть также помогает предотвратить перемешивание потоков холодного и нагретого воздуха. Изогнутая форма также повышает грузоподъемность крышки 30 таким образом, что изогнутый пучок имеет значительно большую грузоподъемность, чем прямой аналог.To further prevent rainwater and other contaminants from entering the opening 41, the upper surface 42 of the cover 30 is curved and beveled from the opening 41 (i.e., down and out). The location of the opening 41 away from the openings 34 helps to prevent the entrained air leaving through the exhaust ventilation ducts 38 from being drawn back into the intake ventilation ducts 33. The upper surface 42 of the cover 30 (functioning as a roof) hangs over the side wall 35 of the flange portion 31, thereby helping to prevent rainwater and other contaminants entering the ventilation inlets 33. The hanging portion also helps to prevent the mixing of cold and heated air flows. The curved shape also increases the carrying capacity of the lid 30 in such a way that the curved beam has a significantly higher carrying capacity than a direct analogue.

Выпускные вентиляционные каналы 38 специальным образом изогнуты так, чтобы через них не проходила линия прямой видимости. Это предотвращает существование линии прямой видимости от окружающего воздуха до пенала с высокоактивными отходами, загруженного в контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов, таким образом исключая распространение радиации в окружающую среду. В других воплощениях выпускные вентиляционные каналы могут быть загнуты или достаточно отклонены так, чтобы не существовало линии прямой видимости. Впускные вентиляционные каналы 33 имеют по существу горизонтальную ориентацию. Однако форма и ориентация впускных и выпускных вентиляционных каналов 33, 38 может быть изменена.The exhaust vents 38 are specially bent so that no line of sight passes through them. This prevents the line of sight from the ambient air to the high-level waste canister being loaded into the high-level waste storage container 100, thereby eliminating the spread of radiation into the environment. In other embodiments, the exhaust vents may be bent or sufficiently deflected so that there is no line of sight. The inlet ventilation ducts 33 have a substantially horizontal orientation. However, the shape and orientation of the inlet and outlet ventilation ducts 33, 38 can be changed.

Впускные и выпускные вентиляционные каналы 33, 38 состоят из отформованных и воздуховодных насадок (т.е. поверхностей вращения), которые отвечают трем основным конструкторским задачам. Во-первых, изогнутая форма впускных и выпускных вентиляционных каналов (33, 38) устраняет любую прямую линию видимости от полости 24 и служит эффективным средством для рассеивания фотонов, истекающих из высокоактивных отходов. Во-вторых, изогнутые стальные пластины 78, которые формируют выпускные вентиляционные проходы 38, значительно повышают грузоподъемность крышки 30 так, что изогнутый пучок обладает значительно большей боковой грузоподъемностью, чем прямой аналог. Данная особенность конструкции является ценным атрибутом, если для отдельной Автономной Станции для Хранения Отработавшего Топлива необходимо осуществить сценарий удара, не предусмотренный проектом, с образованием больших и энергетических летящих предметов. В-третьих, изогнутый характер впускных вентиляционных каналов 33 обеспечивает минимальные потери давления в потоке охлаждающего воздуха, в результате чего вентиляция более интенсивная.The inlet and outlet ventilation ducts 33, 38 consist of molded and air nozzles (i.e., surfaces of revolution) that meet three basic design tasks. Firstly, the curved shape of the inlet and outlet ventilation ducts (33, 38) eliminates any direct line of sight from the cavity 24 and serves as an effective means for scattering photons emanating from highly active waste. Secondly, the curved steel plates 78, which form the exhaust ventilation passages 38, significantly increase the load capacity of the cover 30 so that the curved beam has a significantly greater lateral load capacity than a direct analogue. This design feature is a valuable attribute if for a separate Autonomous Station for Spent Fuel Storage it is necessary to carry out an impact scenario, not provided for by the project, with the formation of large and energetic flying objects. Thirdly, the curved nature of the inlet ventilation ducts 33 provides minimal pressure loss in the flow of cooling air, resulting in more intense ventilation.

В некоторых воплощениях может быть предпочтительно оборудовать экраны, покрывающие все отверстия во впускных и выпускных вентиляционных каналах 33, 38 для предотвращения попадания в полость 24 или вентиляционные каналы 33, 38 грязи, насекомых или маленьких животных.In some embodiments, it may be preferable to equip screens covering all openings in the inlet and outlet ventilation ducts 33, 38 to prevent dirt, insects, or small animals from entering the cavity 24 or ventilation ducts 33, 38.

На Фиг.5 показана крышка 30, дополнительно содержащая первую герметизирующую прокладку 46 и вторую герметизирующую прокладку 47 на донной поверхности 37 участка 31 фланца. Прокладки 46, 47 предпочтительно состоят из радиационностойкого материала. Когда крышка 30 расположена поверх участка 20 корпуса контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов (как показано на Фиг.3), первая герметизирующая прокладка 46 зажимается между донной поверхностью 37 участка 31 фланца крышки 30 и верхней гранью внутренней оболочки 22, таким образом формируя уплотнение. Подобным образом, когда крышка 30 располагается поверх участка 20 корпуса контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов, вторая герметизирующая прокладка 47 зажимается между донной поверхностью 37 участка 31 фланца крышки 30 и верхней гранью внешней оболочки 21, таким образом образуя второе уплотнение.5 shows a cover 30, further comprising a first sealing gasket 46 and a second sealing gasket 47 on the bottom surface 37 of the flange portion 31. Gaskets 46, 47 are preferably composed of radiation resistant material. When the lid 30 is located over a portion 20 of the body of the highly active waste storage container 100 (as shown in FIG. 3), the first sealing gasket 46 is clamped between the bottom surface 37 of the portion 31 of the flange of the lid 30 and the upper face of the inner shell 22, thereby forming a seal. Similarly, when the lid 30 is located over a portion 20 of the body of the container 100 for storing high-level waste, the second seal 47 is clamped between the bottom surface 37 of the portion 31 of the flange of the lid 30 and the upper face of the outer shell 21, thereby forming a second seal.

Контейнерное кольцо 48 оборудовано на донной поверхности 35 участка 31 фланца. Контейнерное кольцо 48 предназначено для прохождения вниз от донной поверхности 35 и для окружения по периметру внешней поверхности верха внешней оболочки 22 и ее зацепления, когда крышка 30 расположена поверх участка 20 корпуса контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов, как показано на Фиг.3.The container ring 48 is equipped on the bottom surface 35 of the flange portion 31. The container ring 48 is intended to extend downward from the bottom surface 35 and to surround and engage the perimeter of the outer surface of the top of the outer shell 22 when the lid 30 is located over a portion 20 of the body of the container 100 for storing high level waste, as shown in FIG. 3.

Со ссылкой на Фиг.3 ниже будет описано взаимодействие элементов крышки 30 и элементов участка 20 корпуса. Когда крышка 30 правильно расположена поверх участка 20 корпуса контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов (например, в течение хранения пенала, заполненного высокоактивными отходами), участок 32 пробки крышки 30 опускается в полость 24 до тех пор, пока участок 31 фланца крышки 30 не войдет в контакт и не обопрется сверху на внутреннюю оболочку 22 и фланцевое кольцо 77. Участок 31 фланца устраняет опасность падения крышки 30 в полость 24.With reference to FIG. 3 below, the interaction of the elements of the lid 30 and the elements of the housing portion 20 will be described. When the lid 30 is correctly positioned over a portion 20 of the body of the container 100 for storing high-level waste (for example, during storage of a pencil case filled with high-level waste), the portion 32 of the stopper of the lid 30 is lowered into the cavity 24 until the portion 31 of the flange of the lid 30 enters contact and does not rest on top of the inner shell 22 and the flange ring 77. Section 31 of the flange eliminates the risk of falling cover 30 into the cavity 24.

Когда крышка 30 расположена поверх участка 20 корпуса, первая и вторая герметизирующие прокладки 46, 47 соответственно зажаты между участком 31 фланца крышки 30 и верхними гранями внутренней и внешней оболочек 22, 21, таким образом формируя герметично уплотненные стыки. Первая прокладка 46 обеспечивает принудительное уплотнение на стыке крышки и внутренней оболочки, препятствуя перемешиванию потока холодного воздуха, входящего через кольцевое пространство 23, и потока теплого воздуха, выходящего сверху полости 24. Вторая прокладка 47 обеспечивает уплотнение на стыке крышки и внешней оболочки, обеспечивая защиту от паводковых вод, которые могут подняться выше фланцевого кольца 77.When the lid 30 is located over the housing portion 20, the first and second sealing gaskets 46, 47 are respectively sandwiched between the flange portion 31 of the lid 30 and the upper faces of the inner and outer shells 22, 21, thereby forming hermetically sealed joints. The first gasket 46 provides a compulsory seal at the junction of the lid and the inner shell, preventing the mixing of the cold air stream entering through the annular space 23, and the flow of warm air exiting from the top of the cavity 24. The second gasket 47 provides a seal at the junction of the cover and the outer shell, providing protection against flood waters that may rise above the flange ring 77.

Контейнерный фланец 48 окружает и зацепляет по окружности фланцевое кольцо 77. Фланцевое кольцо 77 удерживает крышку 30 от горизонтального перемещения даже во время землетрясения, что предусмотрено конструкцией. При таком зацеплении крышка 30 удерживает наверху внутренней оболочки 22 от бокового, осевого перемещения. Крышка 30 также придает устойчивость, форму и надлежащее выравнивание/ориентацию внутренней и внешней оболочкам 22, 21.A container flange 48 surrounds and circumferentially engages a flange ring 77. A flange ring 77 keeps the lid 30 from moving horizontally even during an earthquake, as provided by the structure. With this engagement, the cap 30 holds upwardly of the inner shell 22 from lateral, axial movement. The cover 30 also provides stability, shape and proper alignment / orientation of the inner and outer shells 22, 21.

Протяженность участка 32 пробки крышки 30 в камеру 24 помогает снизить общую высоту контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов. Благодаря тому, что участок 32 пробки выполнен из стали, заполненной бетоном для защиты от радиоактивных излучений, участок 32 пробки блокирует выход направленной к небу радиации, исходящей из пенала с высокоактивными отходами, в окружающую среду. Высота участка 32 пробки такова, что если крышка 30 нечаянно упадет в ходе обращения с ней, она не будет контактировать с верхом пенала с высокоактивными отходами, хранимого в полости. Это также создает участок выпускной воздушной камеры полости 24 между пеналом и дном крышки 30, как описано выше.The length of the cap portion 32 of the lid 30 into the chamber 24 helps to reduce the overall height of the highly active waste container 100. Due to the fact that section 32 of the cork is made of steel filled with concrete for protection against radioactive radiation, section 32 of the cork blocks the exit of radiation directed toward the sky, emanating from a high-level waste canister, into the environment. The height of the cork portion 32 is such that if the lid 30 accidentally falls during handling, it will not come into contact with the top of the highly active waste canister stored in the cavity. This also creates a portion of the outlet air chamber of the cavity 24 between the pencil case and the bottom of the lid 30, as described above.

Когда крышка 30 расположена поверх участка 20 корпуса, впускные вентиляционные каналы 33 пространственно взаимодействуют с пространством 23, образованным между внутренней и внешней оболочками 22, 21. Выпускные вентиляционные каналы 38 пространственно взаимодействуют с полостью 24. В результате холодный окружающий воздух может входить в контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов через впускные вентиляционные каналы 33, протекать в пространство 23 и в дно полости 24 через отверстия 25. Когда пенал, содержащий высокоактивные отходы, имеющие тепловую нагрузку, помещен внутрь камеры 24, этот холодный воздух нагревается пеналом с высокоактивными отходами, поднимается внутри полости 24 и выходит из полости 24 через выпускные каналы 38.When the cover 30 is located over the housing portion 20, the inlet ventilation ducts 33 spatially interact with the space 23 formed between the inner and outer shells 22, 21. The exhaust ventilation ducts 38 spatially interact with the cavity 24. As a result, cold ambient air can enter the container 100 for storage of high-level waste through the inlet ventilation ducts 33, flow into the space 23 and into the bottom of the cavity 24 through the openings 25. When a pencil case containing high-level waste having those lovuyu load placed inside the chamber 24, the cold air is heated canisters with HLW, rises within the cavity 24 and exits cavity 24 through the outlet channels 38.

Благодаря тому, что отверстия 34 (наилучшим образом показанные на Фиг.4) впускных вентиляционных каналов 33 простираются по периметру крышки 30, гидравлическое сопротивление входящему потоку воздуха, являющееся обычным ограничением в вентилируемых блоках, минимизируется. Расположение отверстий 34 впускных вентиляционных каналов 33 по окружности также приводит к тому, что впускные вентиляционные каналы 33 менее подвержены полной блокировке даже при самых экстремальных природных явлениях, при которых возникает большое количество загрязнений. Подобная минимизация сопротивления потоку воздуха присуща конструкции выпускных вентиляционных каналов 38 для выхода воздуха.Due to the fact that the openings 34 (best shown in FIG. 4) of the inlet ventilation ducts 33 extend along the perimeter of the cover 30, the flow resistance, which is a common limitation in ventilated units, is minimized. The circumferential arrangement of the inlet ventilation ducts openings 33 also leads to the fact that the inlet ventilation ducts 33 are less susceptible to complete blocking even under the most extreme natural phenomena in which a large amount of contamination occurs. Such minimization of resistance to air flow is inherent in the design of the exhaust ventilation ducts 38 for air outlet.

Как отмечено выше, контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов может быть предназначен для хранения высокоактивных отходов либо над уровнем земли, либо под землей. При адаптации к надземному хранению высокоактивных отходов контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов будет дополнительно содержать поглощающую радиацию структуру/корпус, окружающий участок 20 корпуса. Структура, поглощающая радиацию, будет состоять из такого материала и иметь такую толщину, чтобы радиация, испускаемая из пенала с высокоактивными отходами, в достаточной степени абсорбировалась/поглощалась. В некоторых воплощениях структура, поглощающая радиацию, может представлять собой монолитный бетон. Более того, в некоторых воплощениях внешняя оболочка может быть образована внутренней стенкой непосредственно структуры, поглощающей радиацию.As noted above, the high-level waste storage container 100 can be designed to store high-level waste either above ground or underground. When adapted to the overhead storage of high-level waste, the high-level waste storage container 100 will further comprise a radiation absorbing structure / enclosure surrounding the enclosure portion 20. The radiation absorbing structure will consist of such a material and be of such a thickness that the radiation emitted from the high-level waste canister is sufficiently absorbed / absorbed. In some embodiments, the radiation absorbing structure may be monolithic concrete. Moreover, in some embodiments, the outer shell may be formed by the inner wall of the radiation absorbing structure itself.

Со ссылкой на Фиг.6 и 7 будет описана адаптация и использование контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов для хранения высокоактивных отходов под землей в Автономной Станции для Хранения Отработавшего Топлива или в другом месте в соответствии с воплощением настоящего изобретения.With reference to FIGS. 6 and 7, the adaptation and use of a high-level waste storage container 100 for storing high-level waste underground in an Autonomous Spent Fuel Storage Station or elsewhere in accordance with an embodiment of the present invention will be described.

Со ссылкой на Фиг.6 сначала в земле выкапывается яма в желаемом месте на Автономной Станции для Хранения Отработавшего Топлива на желаемую глубину. После того как яма была выкопана и ее дно выровнено должным образом, основание 61 помещается на дно ямы. Основание 61 представляет собой упрочненную бетонную плиту, способную удовлетворять сочетаниям нагрузок известных промышленных стандартов, таких как ACI-349. Однако в некоторых воплощениях в зависимости от предполагаемой нагрузки и/или от свойств грунта в использовании основания может не быть необходимости. Основание 61 предназначено для соответствия определенным структурным критериям и для предотвращения длительного оседания и физического распада от агрессивного воздействия материалов в окружающей породе.With reference to FIG. 6, a hole is first dug in the ground at a desired location in an Autonomous Station for Storage of Spent Fuel at a desired depth. After the pit has been excavated and its bottom aligned properly, the base 61 is placed on the bottom of the pit. Base 61 is a reinforced concrete slab capable of meeting load combinations of known industry standards such as ACI-349. However, in some embodiments, depending on the intended load and / or soil properties, the use of a base may not be necessary. Base 61 is designed to meet certain structural criteria and to prevent prolonged settling and physical decay from the aggressive effects of materials in the surrounding rock.

После правильного размещения основания 61 в яме контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов опускается в яму в вертикальной ориентации до тех пор, пока он не обопрется сверху на основание 61. Донная пластина 50 контактирует с верхней поверхностью основания 61 и опирается на нее сверху. Донная пластина 50 затем крепится к основанию 61 посредством крепежей 51 для предотвращения дальнейшего перемещения контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов относительно основания 61.After the base 61 has been correctly placed in the pit, the high-level waste storage container 100 is lowered into the pit in a vertical orientation until it rests on top of the base 61. The bottom plate 50 contacts and rests on the top surface of the base 61. The bottom plate 50 is then attached to the base 61 by means of fasteners 51 to prevent further movement of the container for storing highly active waste 100 relative to the base 61.

Яма предпочтительно копается так, чтобы когда контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов располагался в ней, по меньшей мере большая часть внутренней и внешней оболочек 22, 21 располагались ниже уровня земли 62. Наиболее предпочтительно яма выкапывается так, чтобы лишь от 1 до 4 футов внутренней и внешней оболочек 22, 21 располагались выше уровня земли 62, когда контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов опирается наверх основания 61 в вертикальной ориентации. В некоторых воплощениях яма может быть выкопана достаточно глубоко для того, чтобы верхние грани внутренней и внешней оболочек 22, 21 были выровнены с уровнем земли 62. В показанном воплощении около 32 дюймов внутренней и внешней оболочек 22, 21 выступают над уровнем земли 62.The pit is preferably dug so that when the high-level waste storage container 100 is located therein, at least a large part of the inner and outer shells 22, 21 are located below ground level 62. Most preferably, the pit is dug so that only 1 to 4 feet of the inner and outer shells 22, 21 were located above ground level 62, when the container 100 for storage of high-level waste rests on top of the base 61 in a vertical orientation. In some embodiments, the pit can be dug deep enough so that the upper faces of the inner and outer shells 22, 21 are aligned with the ground 62. In the embodiment shown, about 32 inches of the inner and outer shells 22, 21 protrude above the ground 62.

Подходящее консервирующее вещество, такое как угольная эпоксидная смола или тому подобное, может быть нанесено на открытые поверхности внешней оболочки 21 и донной пластины 50 для обеспечения герметизации, для снижения разложения материалов и для защиты от пожара и проникновения подземных жидкостей. Подходящая угольная эпоксидная смола производится Компанией Carboline, Сэйнт-Льюс, Миссури под маркой Bitumastic 300M. В некоторых воплощениях может быть также предпочтительным покрывать все поверхности внутренней оболочки 22 и внешней оболочки 21 консервирующим веществом даже несмотря на то, что эти поверхности непосредственно не подвержены воздействию окружающей среды.A suitable preservative, such as carbon epoxy resin or the like, can be applied to the exposed surfaces of the outer shell 21 and the bottom plate 50 to provide sealing, to reduce decomposition of materials, and to protect against fire and penetration of underground liquids. Suitable carbon epoxies are manufactured by Carboline, Saint Louis, Missouri under the brand name Bitumastic 300M. In some embodiments, it may also be preferable to coat all surfaces of the inner shell 22 and outer shell 21 with a preservative, even though these surfaces are not directly exposed to the environment.

После того как контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов был помещен на основание 61 в вертикальной ориентации, почва 60 засыпается в пространство ямы, окружающее контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов, таким образом заполняя яму почвой 60 и засыпая большую часть встроенной структуры 100 для хранения высокоактивных отходов. Несмотря на то, что в данном примере почва 60 заполняет яму и окружает контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов, может быть использован любой подходящий специализированный заполнитель, отвечающий экологическим и защитным требованиям. Другие подходящие специализированные заполнители включают в себя, без ограничений, гравий, щебень, бетон, песок и тому подобное. Более того, желаемый специализированный заполнитель может быть подан в яму при помощи любых подходящих средств, включая ручной способ, разгрузку навалом и тому подобное.After the high-level waste storage container 100 has been placed on the base 61 in a vertical orientation, soil 60 is poured into the pit space surrounding the high-level waste storage container 100, thereby filling the pit with soil 60 and filling most of the integrated high-level waste storage structure 100 . Although in this example, soil 60 fills a pit and surrounds a container 100 for storing high level waste, any suitable specialized aggregate can be used that meets environmental and protective requirements. Other suitable specialized aggregates include, but are not limited to, gravel, crushed stone, concrete, sand, and the like. Moreover, the desired specialized aggregate can be fed into the pit using any suitable means, including manual method, bulk unloading and the like.

Почва 60 подается в яму до тех пор, пока почва 60 не будет окружать контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов и не заполнит яму до уровня, где почва 60 примерно выровнена с уровнем земли 62. Почва 60 находится в непосредственном контакте с внешними поверхностями контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов, которые расположены ниже уровня земли.Soil 60 is fed into the pit until soil 60 surrounds the container 100 for storing high-level waste and fills the pit to a level where soil 60 is approximately level with ground 62. Soil 60 is in direct contact with the outer surfaces of the container 100 for storage of highly active waste that are located below ground level.

Структура, поглощающая радиацию, такая как бетонная подушка 63, выполнена вокруг части внешней оболочки 21, которая выступает над уровнем земли 62. Кольцевой фланец 77 внешней оболочки 21 опирается сверху на верхнюю поверхность бетонной подушки 63. Бетонная подушка 63 имеет такую конструкцию, что она способна обеспечить необходимую защиту от радиации для участка контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов, который выступает от земли. Верхняя поверхность подушки 63 также обеспечивает поверхность для проезда гусеничной машины для транспортировки тары (или другого устройства для транспортировки перегрузочной тары) в ходе операции по перегрузке высокоактивных отходов. Почва 60 обеспечивает защиту от радиации для участков контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов, которые находятся ниже уровня земли. Подушка 63 также выполняет функцию барьерной мембраны от просачивания под действием силы тяжести дождевой или паводковой воды вокруг подземного участка контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов.A radiation absorbing structure, such as a concrete cushion 63, is formed around a portion of the outer casing 21 that projects above ground 62. The annular flange 77 of the outer casing 21 is supported from above on the upper surface of the concrete cushion 63. The concrete cushion 63 has such a structure that it is capable of provide the necessary radiation protection for the portion of the container 100 for storing highly active waste that protrudes from the ground. The upper surface of the cushion 63 also provides a surface for the passage of the tracked vehicle for transporting containers (or other device for transporting reloading containers) during the operation for reloading highly active waste. Soil 60 provides radiation protection for portions of a container 100 for storing highly active waste that are below ground level. The cushion 63 also serves as a barrier membrane against seepage due to gravity of rain or flood water around the underground portion of the highly active waste storage container 100.

Вид сверху бетонной подушки 63 показан на Фиг.7. Несмотря на то, что подушка 63 предпочтительно изготовлена из упрочненного бетона, подушка 63 может быть изготовлена из любого материала, подходящего для надлежащего абсорбирования/поглощения радиации, излучаемой высокоактивными отходами, хранимыми в полости 24.A top view of the concrete pad 63 is shown in FIG. 7. Although cushion 63 is preferably made of hardened concrete, cushion 63 can be made of any material suitable for the proper absorption / absorption of radiation emitted from highly active waste stored in cavity 24.

Со ссылкой на Фиг.6, когда контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов предназначен для хранения высокоактивных отходов под землей и крышка 30 удалена, контейнер 100 представляет собой цилиндрический сосуд с закрытым дном, открытым верхом и толстыми стенками, который не имеет каких-либо отверстий или проходов ниже уровня земли. Таким образом, грунтовые воды не имеют прохода для попадания в камеру 24. Подобным образом любая вода, которая может попасть в полость 24 через впускные и выпускные вентиляционные каналы 33, 38, в крышке 30 не будет вытекать сама по себе.With reference to FIG. 6, when a high-level waste storage container 100 is designed to store high-level waste underground and the lid 30 is removed, the container 100 is a cylindrical vessel with a closed bottom, open top and thick walls that does not have any openings or passages below ground level. Thus, groundwater does not have a passage to enter chamber 24. Similarly, any water that can enter cavity 24 through inlet and outlet ventilation ducts 33, 38 in the cover 30 will not flow out by itself.

После помещения бетонной подушки 63 на место крышка 30 помещается наверх внутренней и внешней оболочек 22, 21, как описано выше. Благодаря тому, что крышка 30, которая включает в себя отверстия впускного и выпускного вентиляционных каналов 33, 38, выходящие в окружающую среду, расположена над уровнем земли, горячий пенал с высокоактивными отходами может храниться в полости 24 ниже уровня земли, в то же время обеспечивая возможность надлежащей вентиляции пенала для отвода теплоты.After placing the concrete cushion 63 in place, the cover 30 is placed on top of the inner and outer shells 22, 21, as described above. Due to the fact that the lid 30, which includes the openings of the inlet and outlet ventilation ducts 33, 38 that exit into the environment, is located above ground level, a hot case with highly active waste can be stored in the cavity 24 below ground level, while at the same time providing the possibility of proper ventilation of the pencil case to remove heat.

Теперь со ссылкой на фиг.8 будет описан процесс хранения пенала 90, заполненного высокоактивными отходами, в контейнере 100 для хранения высокоактивных отходов ниже уровня земли. После удаления из бассейна с отработавшим топливом пенал 90 обрабатывается для сухого хранения, что включает в себя высушивание внутреннего объема пенала 90 до желаемого уровня сухости, заполнение пенала 90 инертным газом и герметичное уплотнение пенала 90 поле этого. Герметизированный пенал 90 затем перевозится в перегрузочной таре. Перегрузочная тара переносится ленточной машиной к желаемому контейнеру 100 для хранения высокоактивных отходов для помещения в него. Несмотря на то, что в качестве примера приведена ленточная машина, могут быть использованы любые подходящие средства транспортировки перегрузочной тары. Например, может быть использован любой подходящий тип грузозахватного приспособления, такой как, без ограничений, козловой кран, мостовой кран или другое крановое приспособление.Now, with reference to FIG. 8, a storage process of a case 90 filled with high level waste in a container 100 for storing high level waste below ground level will be described. After removal from the spent fuel pool, the case 90 is processed for dry storage, which includes drying the internal volume of the case 90 to the desired level of dryness, filling the case 90 with inert gas, and sealing the case 90 with it. The sealed pencil case 90 is then transported in a transfer container. The transfer container is transported by a belt machine to the desired container 100 for storing highly active waste for placement in it. Despite the fact that the tape machine is given as an example, any suitable means of transporting reloading containers can be used. For example, any suitable type of lifting device may be used, such as, but not limited to, a gantry crane, an overhead crane, or other crane device.

При подготовке желаемого контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов к приему пенала 90 крышка 30 удаляется так, что полость 24 открывается. Ленточная машина располагает перегрузочную тару над подземным контейнером 100 для хранения высокоактивных отходов. После надлежащего крепления перегрузочной тары к верху подземного контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов донная пластина перегрузочной тары удаляется. При необходимости, подходящее сопрягающее устройство может быть использовано для закрепления соединения перегрузочной тары с контейнером 100 для хранения высокоактивных отходов и для отвода донной пластины перегрузочной тары в положение, не составляющее препятствия. Такие сопрягающие устройства хорошо известны в данной области техники и часто используются при транспортировке пеналов.When preparing the desired container 100 for storing highly active waste to receive the pencil case 90, the lid 30 is removed so that the cavity 24 opens. The belt machine has a reloading container above the underground container 100 for storing highly active waste. After properly loading the transfer container to the top of the underground container 100 for storing highly active waste, the bottom plate of the transfer container is removed. If necessary, a suitable mating device can be used to secure the connection of the transfer container to the container 100 for storage of high-level waste and to divert the bottom plate of the transfer container to a position that does not constitute an obstacle. Such mating devices are well known in the art and are often used in the transportation of pencil cases.

Пенал 90 затем опускается при помощи ленточной машины из перегрузочной тары в полость 24 до тех пор, пока донная поверхность пенала 90 не войдет в контакт и не обопрется сверху на опорные блоки 52, как описано выше. Когда пенал опирается на опорные блоки 52, большая часть пенала находится под землей. Наиболее предпочтительно, весь пенал 90 находится под землей в положении хранения. Таким образом, контейнер 100 для хранения высокоактивных отходов обеспечивает полностью подземное хранение пенала 90 в вертикальной конфигурации внутри полости 24. В некоторых воплощениях верхняя поверхность подушки 63 может рассматриваться как уровень земли в зависимости от размера, свойств радиационной защиты и взаимодействия с другими блоками для хранения в Автономной Станции для Хранения Отработавшего Топлива.The pencil case 90 is then lowered by a conveyor belt from the transfer container into the cavity 24 until the bottom surface of the pencil box 90 comes into contact and rests on top of the support blocks 52, as described above. When the pencil case rests on the support blocks 52, most of the pencil case is underground. Most preferably, the entire case 90 is underground in the storage position. Thus, the container 100 for storing high-level waste provides fully underground storage of the canister 90 in a vertical configuration inside the cavity 24. In some embodiments, the upper surface of the pillow 63 can be considered as the ground level depending on the size, radiation protection properties and interaction with other storage units in Autonomous Station for Spent Fuel Storage.

После того как пенал 90 был помещен в полость 24 и был расположен в ней надлежащим образом, крышка 30 помещается наверх участка 20 корпуса контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов, как описано выше со ссылкой на Фиг.3, таким образом, по существу, закрывая полость 24. Камера для входящего воздуха находится под пеналом 90, в то время как камера для выходящего воздуха находится над пеналом 90. Камера для выходящего воздуха служит для увеличения вытягивания нагретого воздуха из контейнера 100 для хранения высокоактивных отходов.After the pencil case 90 has been placed in the cavity 24 and properly positioned therein, the lid 30 is placed on top of the body portion 20 of the highly active waste storage container 100, as described above with reference to FIG. 3, thereby substantially closing the cavity 24. The inlet air chamber is located under the canister 90, while the outlet air chamber is above the canister 90. The outlet air chamber serves to increase the drawing of heated air from the high-level waste storage container 100.

Крышка 31 затем закрепляется на месте посредством болтов, которые простираются в бетонную подушку 63. В результате испускания теплоты от пенала 90 холодный воздух из окружающей среды накачивается через впускные вентиляционные каналы 33, проходит через пространство 23 и ко дну полости 24 через отверстия 25. Этот холодный воздух затем нагревается теплотой от пенала 90, поднимается в полость 24 через зазор между пеналом 90 и внутренней оболочкой 22 и затем выходит из полости 24 как нагретый воздух через выпускные вентиляционные каналы 38 в крышке 30.The cover 31 is then secured in place by bolts that extend into the concrete cushion 63. As a result of the emission of heat from the pencil case 90, cold air from the environment is pumped through the intake ventilation ducts 33, passes through the space 23 and to the bottom of the cavity 24 through the holes 25. This cold the air is then heated by heat from the canister 90, rises into the cavity 24 through the gap between the canister 90 and the inner shell 22 and then leaves the cavity 24 as heated air through the exhaust ventilation ducts 38 in the lid 30.

Система для подземного хранения в соответствии с настоящим изобретением представляет собой исключительно пассивную систему охлаждения, в которой не применяется какого-либо оборудования для нагнетания текучей среды, например, такого, как системы охлаждения по замкнутому контуру, воздухоохладители и т.д.The underground storage system of the present invention is an extremely passive cooling system that does not use any fluid injection equipment, such as, for example, closed loop cooling systems, air coolers, etc.

В одной Автономной Станции для Хранения Отработавшего Топлива может быть использовано множество контейнеров 100 для хранения, и они могут быть расположены в ряды, как показано на Фиг.9. Несмотря на то, что контейнеры 100 для хранения высокоактивных отходов расположены близко друг к другу, данная конструкция обеспечивает независимый доступ и извлечение пенала, хранимого в каждом из контейнеров 100 для хранения высокоактивных отходов.In one Autonomous Station for Spent Fuel Storage, a plurality of storage containers 100 may be used, and they may be arranged in rows, as shown in FIG. 9. Despite the fact that the containers 100 for the storage of high-level waste are located close to each other, this design provides independent access and removal of the pencil case stored in each of the containers 100 for the storage of high-level waste.

Несмотря на то, что изобретение было описано и проиллюстрировано достаточно подробно для того, чтобы специалисты в данной области техники могли с легкостью воплотить и использовать его, очевидны различные изменения, модификации и усовершенствования, которые не нарушают сущности и пределов изобретения.Despite the fact that the invention has been described and illustrated in sufficient detail so that those skilled in the art can easily implement and use it, various changes, modifications and improvements are apparent that do not violate the essence and scope of the invention.

Claims

1. A ventilated vertical system for storing high level waste containing:
an inner shell forming a cavity having an upper, a bottom, and a substantially vertically oriented axis;
an outer shell surrounding the inner shell to form space between the inner shell and the outer shell;
at least one hole in the inner shell at the bottom of the cavity or in its vicinity, while at least one hole forms a passage between the space and the cavity;
a protective case for storing highly active waste emitting heat and radiation, while the protective case is placed in the cavity in a substantially vertical orientation, while the cavity has a horizontal cross section containing no more than one case;
a removable cover located on top of the inner shell and the outer shell to form a junction of the lid with the inner shell and the junction of the lid with the outer shell, while the joint of the lid with the inner shell is configured to prevent air flow, while an upper air is formed in the cavity between the case and the removable lid a chamber, the removable cover having at least one inlet ventilation duct forming a passage between the surrounding atmosphere and the space, the removable cover having at least e one outlet vent forming a passageway between the top air chamber of the chamber and the ambient atmosphere, and
means for isolating at least a portion of the space from the heat inside the cavity.

2. The system according to claim 1, in which the means for insulation contain a layer of insulating material located between the cavity and the space for surrounding at least the upper air chamber of the cavity.

3. The system according to claim 2, in which a layer of insulating material surrounds the cavity and extends from the top of the cavity or its surroundings to the bottom of the cavity or its surroundings.

4. The system according to claim 1, in which the inner shell, outer shell, and protective case are essentially cylindrical in shape.

5. The system of claim 1, further comprising radiation absorbing material surrounding the outer shell.

6. The system according to claim 5, in which the inner and outer shells are located sufficiently below ground level to completely place the pencil case below ground level.

7. The system of claim 5, wherein the radiation absorbing material is a natural soil material or specialized aggregate having a ground level, wherein at least a large portion of the inner shell and outer shell is below ground level.

8. The system according to claim 7, further comprising a bottom plate, wherein the inner and outer shells are located on top of the bottom plate, and the bottom face of the outer shell is combined with the bottom plate.

9. The system of claim 8, further comprising a base, the bottom plate being placed over the base and attached to it.

10. The system according to claim 5, in which the portion of the inner shell and the outer shell extends above ground level, while the system further comprises a structure that absorbs radiation surrounding the portion of the outer shell extending above ground level.

11. The system of claim 10, wherein about 1 to 3 feet of the inner shell and outer shell extend above ground level.

12. The system according to claim 1, in which at least one inlet ventilation duct is made in the form of a substantially horizontal passage extending from a hole in the side wall of the removable cover into space.

13. The system according to item 12, in which at least one exhaust vent channel is made in the form of a passage extending from the hole in the bottom surface of the removable cover to the hole in the upper surface of the cover.

14. The system of claim 13, further comprising a cap covering the opening in the upper surface of the removable cover, the cap comprising means for allowing heated air to escape from the cavity through at least one exhaust vent, while preventing entry into at least one rainwater outlet duct.

15. The system according to item 13, in which at least one exhaust vent channel has a curved or angular shape.

16. The system according to item 13, in which the upper surface of the removable cover is beveled from the hole in the upper surface.

17. The system according to claim 1, in which the removable cover contains a section of the cork and a section of the flange surrounding the section of the tube, while the section of the tube extends into the cavity, and the section of the flange rests on top of the inner and outer shells.

18. The system according to 17, further comprising a first seal located between the inner shell and the flange portion of the removable cover, and a second seal located between the outer shell and the flange portion of the removable cover.

19. The system of claim 18, wherein:
additionally at least one inlet ventilation duct is made in the form of a horizontal passage extending from an opening in a side wall of a portion of a flange of a removable cover to an opening in a bottom surface of a portion of a flange; wherein
at least one exhaust vent channel is made in the form of a passage extending from an opening in the bottom surface of the cap plug portion to an opening in the upper surface of the removable cap.

20. The system according to claim 1, in which the inner shell and the outer shell are essentially concentric with each other.

21. The system according to claim 1, in which the space formed between the inner shell and the outer shell is axisymmetric with the axis of the cavity.

22. The system according to item 21, in which the space has a width of from about 1 to 6 inches.

23. The system according to claim 1, in which between the protective case and the inner shell there is a small gap.

24. The system according to claim 1, in which the pencil case is hermetically sealed and designed for dry storage of spent nuclear fuel.

25. The system according to claim 1, in which the removable cover contains a first curved plate having a convex upper surface and a concave lower surface, while the removable cover contains a second curved plate located at a distance below the first curved plate, with at least one outlet a ventilation duct is formed between the first curved plate and the second curved plate.

26. The system according to claim 1, in which the removable cover comprises a plurality of inlet ventilation ducts, wherein each inlet ventilation channel extends from an opening in a side wall of the removable cover to a space, wherein the openings of the intake ventilation channels are axisymmetrically arranged around the side wall of the removable cover; the inner shell contains many holes on the bottom of the cavity or next to it, while the holes are axisymmetrically located around the inner shell.

27. The system according to claim 1, additionally containing means for maintaining the pencil case inside the cavity so that between the pencil case and the bottom of the cavity there is a bottom air chamber, while at least one hole in the shell forms a passage between the small space and the bottom air chamber.

28. The system according to claim 1, in which the inner and outer shells are made of metal, the system further comprises a metal bottom plate, the inner and outer shells are located on top of the metal bottom plate, the bottom edge of the outer shell is combined with the bottom metal plate to form a sealed connection .

29. The system according to claim 1, additionally containing:
the bottom plate, while the inner and outer shells are located on top of the bottom plate, while the bottom edge of the inner shell is hermetically attached to the bottom plate;
natural soil material or specialized aggregate surrounding the outer shell and having a ground level, with at least a large part of the inner shell and outer shell below the ground;
underground base, while the bottom plate is located on top of the base and attached to it;
means for maintaining the canister within the cavity for forming between the canister and the bottom plate of the bottom air chamber, wherein at least one hole in the outer shell forms a passage between the small space and the bottom air chamber;
a first seal located between the inner shell and the removable cover;
while the entire pencil case is located below ground level and the portion of the inner shell and outer shell extends above ground level, while the structure that absorbs radiation surrounds the portion of the outer shell that extends above the ground;
wherein the insulation means is a layer of insulating material located between the cavity and a small space, while a layer of insulating material surrounds the cavity and extends from the top of the cavity or its surroundings to the bottom of the cavity or its surroundings; moreover
the removable cover comprises a plurality of inlet ventilation ducts, each inlet ventilation channel extends from a hole in the side wall of the removable cover into space, while the openings of the inlet ventilation channels are axisymmetrically located on the side wall of the removable cover; and
the inner shell contains many holes on the bottom of the cavity or in its vicinity, while the holes are axisymmetrically located around the inner shell.

30. The system according to claim 1, additionally containing:
an annular flange surrounding the top of the outer shell; and
a removable lid, further comprising an annular structure extending from the bottom of the removable lid, wherein the annular structure around the perimeter surrounds the annular flange.

31. The system according to claim 1, made without equipment for pumping a fluid.

32. A system for storing high level waste containing:
the inner shell forming a cavity for receiving highly active waste, while the cavity has an upper and a bottom;
an outer shell surrounding the inner shell to form space between the inner shell and the outer shell;
at least one hole in the inner shell at the bottom of the cavity or in its vicinity, while at least one hole forms a passage from space to the cavity;
a removable cover located on top of the inner and outer shells, wherein the removable cover has at least one inlet ventilation duct forming a passage from the surrounding atmosphere into the space, and at least one exhaust ventilation channel forming a passage from the cavity into the surrounding atmosphere.

33. A method of storing highly active waste, in which:
(a) provide a container containing an inner shell forming a cavity having a top and a bottom, and an outer shell concentric with and surrounding the inner shell to form a space between them and at least one hole in the inner shell at the bottom of the cavity or in its vicinity while at least one hole forms a passage from space into the cavity;
(b) a case containing highly active waste is placed in a cavity;
(c) providing a removable cover having at least one inlet ventilation duct and at least one outlet ventilation duct;
(d) place the removable cover over the inner and outer shells so that at least one inlet ventilation duct forms a passage from the surrounding atmosphere into the space and at least one exhaust ventilation channel forms a passage from the cavity into the surrounding atmosphere, wherein the removable cover covers the top cavities; and
(e) cool air is introduced into the cavity through at least one inlet ventilation duct and space, while the cold air is heated from the high-level waste canister and exits the cavity through at least one exhaust ventilation duct in a removable lid.