RU2462U1

RU2462U1 - Очехлованная топливная сборка

Info

Publication number: RU2462U1
Application number: RU95104783/20U
Authority: RU
Inventors: Л.В. Шмаков; А.П. Еперин; Ю.В. Гарусов; Ю.Н. Филимонцев; В.Г. Крицкий; Л.В. Трофимов
Original assignee: Ленинградская атомная электростанция им.В.И.Ленина
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1995-03-27
Publication date: 1996-07-16

Abstract

1. Очехлованная топливная сборка, содержащая пенал с дном и установленную в его полости топливную сборку с отработавшим ядерным топливом, отличающаяся тем, что в корпусе пенала выполнены две группы отверстий, расположенные в основании и выше топливной сборки.2. Топливная сборка по п.1, отличающаяся тем, что нижняя группа отверстий выполнена в стенке пенала.3. Топливная сборка по п.1, отличающаяся тем, что нижняя группа отверстий выполнена в дне пенала.4. Топливная сборка по п.1, отличающаяся тем, что нижняя группа отверстий выполнена в стенке и дне пенала.5. Топливная сборка по п.1, отличающаяся тем, что отверстия, расположенные выше топливной сборки, выполнены по высоте на расстоянии 74-150 наружных диаметров пенала.

Description

Очехлованная топливная сборка.

Полезная модель относиться к области ядерной энергетики, касается, в частности, технологии обращения с отработавшим ядерным топливом и может быть использованадля транспортирования и хранения его в бассейнах АЭС.

Транспортирование и хранение топливных сборок ядерных реакторов производится в очехлованном виде. Необходимость использования чехлов/ пеналов / продиктована условиями защиты топливных сборок от механических поврен дений при их тралспортировании, а также в процессе хранения. Пеналы являются также средством защиты днища бассейна при возможном падении топливной сборки.

Прототипом предлагаемого технического решения является очехлованная топливная сборка с отработавшим ядерным топливом, сведения о которой содержатся в работе / Острянин К.А. и др. Хранение отработанного топлива НС АЭС, сборник Исследования в области переработки облученного топлива и обезвреживание отходов. 1у атериалы V Симпозиума стран-членов СЭВ, ЧССР, Шрианске Лазне, апрель I98I г., стр. . Очехло ванная топливная сборка состоит из пенала с герметичными стенками и дном, и размещенного в его полости отработавшего ядерного топлива. Очехлованные топливные сборки размещаются в бассейне п@д защитным слоем воды. Пеналы и бассейн ваполнл от обессоленной водой. Воду в бассейне непрерывно очищают и охлаждают. При этом вода в полости очехлованной топливной сборки/ОТС/ не смешивается с водой бассейна. Теплообмен между теплоносителем ОТС и водой бассейна происходит только через стенку пенала. В результате недостаточного теплосъема идет процесс кипения воды вцутри ОТС под воздействием остаточного энерговыделения. Исходная величина остаточного энерговцпелвния СТС достигает 150 Квт,

дальнейшее ее нижение происходит по экспоненциальной функции. Наиболее интенсивному тепловому воздействию подвержен теплоноситель, находящийся в объемах между ТБЭЛ очехлованной топливной сборки.

Недостатками устройства по прототипу являются:

1. достаточный теплосъем с очехлованной топливной сборки.

2.Коррозионное повреждение конструкционных материалов очехлованной топливной сборки.

3.Наличие в бассейне значительного объема экологически грязной воды, заключенной в полости очехлованных топливных сборок.

Задачей, решаемой предлагаемым техническим решением, является интенсификация теплосъема с ТБЭЛ, оргаьшзация воднохимического режима в полости очехловаршой топливной сборки и, как следствие, улучшение экологической безопасности АЭС.

f, f

ции пенала очехлованной топливной сборки.

О/щность предлагаемого технического решения заключается в том, что в очехлованной топливной сборке, содержащей пенал с дном и установленную в его полости топливную сборку с отработавшим ядерным топливом, предложено в корпусе пенала выполнить две группы отверстий. Одну группу отверстий выполнить в основании пенала, а другую выше топливной сборки. Кроме того предложено,как варианты решения, нижнюю группу отверстий выполнить либо в дне пенала, либо там и там одновременно. При этом отверстия , расположенные выше топливной сборки,

предложено выполнить на расстояьши от 74 до 150 наружных диаметров пенала. Выполнение отверстий в корпусе

пенала позволяет сообщить объем полости очехлованной топливной сборки с объемом бассейна. Размещение одной группы отверстий в районе дна пенала, а другой группы отверстий выше топливной сборки позволит в результате остаточного энерговыделения создать циркуляцию воды по схеме: бассейн- отверстия у дна пенала- каналы между TbvJi и кольцевой зазор между наружным радиусом ТБсЛ и стенкой пенала - отверстия в стенке пенала выше топливной сборки- бассейн.

Ншхняя группа отверстий может быть выполнена , как на боковой стенке пенала, так и в дне , либо там и там одновременно. Верхнюю группу отверстий целесообразно выполнить на высоте 74 150 наружных диаметров пенала из условия размещения отверстий выше верхнего торца топливной сборки, но не вьше уровня зеркала воды бассейна.

где нэ фиг. I дан общий вид очехлованной топливной сборки, на фиг.2 показан продольный разрез пенала, на фиг.З показан поперечный разре енала в районе размещения нижней группы отверстий, на фиг. 4 дан разрез нижней части пенала в вертикальной плоскости, на фиг. 5 представлен поперечный разрез очехлованной топливной сборки, на фиг.6 - очехлованная топливная сборка, установленная в бассейне.

Очехлованная топливная сборка / фигЛ / состоит из корпуса пенала I с дном 2, В корщгсе I выполнены две группы отверстий Зи4. Нижняя группа отверстий может быть выполнена либо в стенке корпуса / фиг. I /,либо в донной части / фиг.4 /, либо в стенке и донной части корпуса одновременно / фиг.б /. Эскизы / фиг. 2,5,6/ иллюстрируют рабочее положение очехлованной топливной сборки в бассейне. На фиг. 2,5,6 дополнительными позициями обозначены: водный объем бассейна - 6, ТВоЛ - 7,

каналы для - прохода теплоносителя между ТВоЛ - 8, дистанционирующая решетка ТВЭЛ - 9, опорные балки бассейна - 10, подвеска - II, дроссель подвески - 12.

Работа очехлованной топливной сборки проиллюстрирована на примере ее использования в бассейне / фиг.2,5,6 /. Под воздействием теплового потока остаточного энерговыделения топливной сборки происходит непрерывный процесс

нагрева воды, находящейся в объеме очехлованной топливной сборки - каналах 8 между ТВЭЛ 7 и кольцевом зазоре между стенкой пенала I и наружной поверхностью топливной сборки 5 / фиг. 5/. В результате нагретые массы воды и пара устремляются по каналам 8 и указанному зазору в верхнюю область пенала. Утолщенная часть -дроссель 12 подвески II / фиг. б / организует направление движущихся масс воды и пара непосредственно у поверхности стенки пенала I. В результате часть нагретой воды и пара непрерывно будет выходить в объем бассейна б через отверстия 4 в стенке пенела I в районе расположения дросселя 12. Под воздействием восходящего потока воды и nafia организуется приток охлажденной и очищенной воды бассейна через отверстия 3 во все внутренние полости очехлованной топливной сборки. Причем наибольший приток и наибольшая скорость перемешивания масс воды будет происходить в наиболее горячих районах очехлованной топливной сборки - в каналах В, между центральными ТВЭЛ 7 / фиг. 5/. Таким образом будет происходить процесс эффективного расхолеживания топливной сборки 5 / фиг.б / и выравнивания температуры по всекву сеченйо очехлованной топливной сборки. -Кроме того, восходящие потоки BojBH и паров будут захваты-вать и выносить Е.чЕвс-и И лрикеси - рыхлые окисные отложения на поверхности топливной сборки и продуктов радиолитического происхождения. Вода с указанными включениями из очехлованной топливной сборки после выхода в объем бассейна совместно с водой бассейна поступает на установку охлаждения и очистки воды бассейна /на фиг.не показано / и вновь возвращается в бассейн . Указанным образом организуется эффективный теплосъем и создается коррозионностойкий ре}ким в полости очехлованной топливной сборки.

Реализация предлагаемого технического решения позволяет защитить отработавшее ядерное топливо / ОЯТ / от механических повреждений в течение периода обращения с ним в бассейне / транспортирование и хранение / и вместе с тем делает возможным организовать эффективное расхолаживание и хранение ОЯТ в условиях регулируемого воднохимического режима. Указанное предотвратит разгерметизацию оболочек ТВ8Л и повысит экологическую безопасность АО С.

Claims

1. Очехлованная топливная сборка, содержащая пенал с дном и установленную в его полости топливную сборку с отработавшим ядерным топливом, отличающаяся тем, что в корпусе пенала выполнены две группы отверстий, расположенные в основании и выше топливной сборки.

2. Топливная сборка по п.1, отличающаяся тем, что нижняя группа отверстий выполнена в стенке пенала.

3. Топливная сборка по п.1, отличающаяся тем, что нижняя группа отверстий выполнена в дне пенала.

4. Топливная сборка по п.1, отличающаяся тем, что нижняя группа отверстий выполнена в стенке и дне пенала.

5. Топливная сборка по п.1, отличающаяся тем, что отверстия, расположенные выше топливной сборки, выполнены по высоте на расстоянии 74-150 наружных диаметров пенала.