RU2558373C1 - Ампула для отработавшей тепловыделяющей сборки - Google Patents

Ампула для отработавшей тепловыделяющей сборки Download PDF

Info

Publication number
RU2558373C1
RU2558373C1 RU2014110843/07A RU2014110843A RU2558373C1 RU 2558373 C1 RU2558373 C1 RU 2558373C1 RU 2014110843/07 A RU2014110843/07 A RU 2014110843/07A RU 2014110843 A RU2014110843 A RU 2014110843A RU 2558373 C1 RU2558373 C1 RU 2558373C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
spring
cover
fuel
split ring
Prior art date
Application number
RU2014110843/07A
Other languages
English (en)
Inventor
Пётр Михайлович Гаврилов
Юрий Вячеславович Гамза
Борис Николаевич Бараков
Юрий Сергеевич Ильиных
Игорь Андреевич Рыбалкин
Сергей Петрович Лавленцев
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат"
Priority to RU2014110843/07A priority Critical patent/RU2558373C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2558373C1 publication Critical patent/RU2558373C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к ампуле, в которой размещается пучок тепловыделяющих элементов (твэлов) отработавшей тепловыделяющей сборки реактора РБМК - 1000. Ампула содержит цилиндрический корпус, в котором помещен пучок отработавших твэлов и крышку, зафиксированную в верхней части корпуса с помощью запирающего устройства. Запирающее устройство содержит пружинное разрезное кольцо и выполненные на крышке и корпусе кольцевые канавки, а в корпусе - отверстия для раскрытия запирающего устройства. В кольцевой канавке крышки установлен штифт, размещенный в разрезе пружинного разрезного кольца. Ширина разреза увеличена на диаметр штифта. На крышке и корпусе выполнены метки, при совпадении которых смежные отверстия в корпусе располагаются по обе стороны разреза. Крышка снабжена пружиной, под которой размещен с возможностью перемещения конический центратор, взаимодействующий с хвостовиком загружаемого в ампулу пучка твэлов и устанавливающий его по центральной оси крышки. Технический результат - предотвращение деформаций пружинного разрезного кольца при снятии крышки, разрушения тонкостенных циркониевых оболочек твэлов и попадания топлива в ампулу при транспортировке. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к обращению с отработавшим ядерным топливом, а более конкретно к ампуле, в которой размещается пучок тепловыделяющих элементов (твэлов) отработавшей тепловыделяющей сборки реактора РБМК - 1000. Загруженные пучками твэлов ампулы транспортируются в горизонтальном положении в транспортном упаковочном комплекте железнодорожным транспортом в сухое хранилище, где перегружаются в пеналы для их долговременного хранения.
Известна ампула для отработавшей тепловыделяющей сборки (см. патент РФ №2353010, G21F 5/008), содержащая цилиндрический корпус, в который помещен пучок отработавших твэлов, крышку, зафиксированную в верхней части корпуса с помощью запирающего устройства, снабженную пружиной, обеспечивающей фиксацию в ампуле пучка твэлов разной длины. Запирающее устройство выполнено в виде пружинного разрезного кольца, установленного в кольцевой канавке крышки и частично входящего в кольцевую канавку корпуса, и требующего при снятии крышки его вывода из кольцевой канавки корпуса за счет одновременного сжатия стержнями механизма вскрытия крышки, воздействующими с наружной стороны ампулы через отверстия в корпусе. Кольцевая канавка крышки снабжена внизу фаской, на которой размещается пружинное разрезное кольцо в свободном состоянии. При сцеплении крышки с корпусом и подъеме ампулы за крышку пружинное разрезное кольцо упирается в кромку кольцевой канавки, выполненной на корпусе.
При загрузке на АЭС пучков твэлов в известные ампулы наблюдались десятки случаев невозможности снятия крышки с корпуса механизмом вскрытия крышки и последующей установки крышки на корпус после загрузки в него пучка твэлов, причиной которых являлись деформации пружинных разрезных колец.
Основной причиной деформаций пружинных разрезных колец является нефиксированное положение их разрезов в кольцевой канавке крышки. При снятии крышки с корпуса перед загрузкой в него пучка твэлов в случае расположения концов пружинного разрезного кольца напротив одного из отверстий, через которые вводятся стержни механизма вскрытия крышки, под воздействием одного из стержней концы пружинного разрезного кольца поджимаются к стенке кольцевой канавки. Это приводит не только к деформации самих концов, но и их фиксации в кольцевой канавке, препятствующей перемещению пружинного разрезного кольца по кольцевой канавке при одновременном воздействии на него остальных стержней, в результате чего и возникают деформации пружинных разрезных колец. Так как операции по снятию крышки и ее установке на корпус ампулы после загрузки в него пучка твэлов осуществляются дистанционно в защитной камере, то установить расположение концов пружинного разрезного кольца относительно отверстий в корпусе затруднительно.
Транспортируемый в ампуле пучок твэлов содержит твэлы, размещенные в силовых и дистанционирующих решетках и закрепленные в хвостовике. Размещенные между дистанционирующих решеток участки твэлов представляют собой тонкостенные циркониевые оболочки, заполненные топливными таблетками.
Корпус ампулы выполнен высотой, позволяющей захвату иметь доступ к силовой решетке пучка твэлов. Вследствие этого участок пучка твэлов, расположенный между дистанционирующими решетками, размещается в известной ампуле в месте расположения запирающего устройства крышки, имеющего наименьший диаметр в ампуле, а хвостовик пучка твэлов находится в крышке. При транспортировке ампул в горизонтальном положении пучок твэлов опирается непосредственно твэлами в крышку в месте ее сужения в районе расположения запирающего устройства, а хвостовик пучка твэлов находится в крышке в подвешенном положении. Пружина, установленная в крышке и предназначенная для фиксации пучка твэлов, сжимается различными усилиями в зависимости от длины пучков твэлов. При торможениях и ускорениях транспорта пружина может только сократить продольные перемещения пучка твэлов в ампуле в определенных пределах, но не может исключить их полностью, особенно пучков твэлов с меньшей длиной.
Кроме того, при транспортировке железнодорожным транспортом пучок твэлов, размещенный в ампуле, подвержен и разнонаправленным радиальным воздействиям. Пружина не может обеспечить фиксацию хвостовика в радиальном направлении, находящегося в крышке в подвешенном положении, в результате чего от радиальных перемещений хвостовика в твэлах, в месте опирания их в крышку, будут возникать знакопеременные изгибающие усилия.
После нахождения в ядерном реакторе и длительного хранения в пристанционном хранилище тонкостенные циркониевые оболочки твэлов имеют пониженную прочность, поэтому продольные перемещения твэлов и возникающие в них знакопеременные изгибающие усилия могут привести к перетиранию и разрушению тонкостенных циркониевых оболочек твэлов в месте их соприкосновения с крышкой и попаданию топлива в ампулу.
Разрушение циркониевых оболочек и попадание топлива в ампулу создаст значительные трудности при последующем извлечении пучков твэлов из ампул на переработку и приведет к необходимости извлечения из ампул попавшего в них топлива.
Технический результат - предотвращение деформаций пружинного разрезного кольца при снятии крышки, разрушения тонкостенных циркониевых оболочек твэлов и попадания топлива в ампулу при транспортировке.
Для достижения названного технического результата в предлагаемой ампуле для отработавшей тепловыделяющей сборки, в отличие от известной, содержащей цилиндрический корпус, в который помещен пучок отработавших твэлов, крышку, зафиксированную в верхней части корпуса с помощью запирающего устройства в виде установленного в кольцевой канавке пружинного разрезного кольца, снабженную пружиной, обеспечивающей фиксацию в ампуле пучка твэлов разной длины, в кольцевой канавке крышки установлен штифт, размещенный в разрезе пружинного разрезного кольца, а в крышке под пружиной размещен с возможностью перемещения конический центратор, взаимодействующий с хвостовиком загруженного в ампулу пучка твэлов.
В частном случае исполнения ширина разреза пружинного разрезного кольца увеличена на диаметр штифта.
В другом частном случае на крышке и корпусе нанесены метки, на крышке соосно со штифтом, а на корпусе симметрично между двумя смежными отверстиями.
В другом частном случае исполнения конический центратор и крышка снабжены выступами, входящими в пружину по ее внутреннему диаметру.
Установка в кольцевой канавке крышки штифта, размещенного в разрезе пружинного разрезного кольца, позволяет получить определенное установочное положение пружинного разрезного кольца в кольцевой канавке крышки, которое позволяет при установке крышки в корпус разместить концы пружинного разрезного кольца между отверстиями в корпусе и исключить воздействие на них стержней механизма вскрытия крышки, а в результате предотвратить деформации пружинного разрезного кольца при снятии крышки.
Увеличение ширины разреза пружинного разрезного кольца на диаметр штифта позволяет при одновременном сжатии пружинного разрезного кольца шестью стержнями механизма вскрытия крышки, воздействующими с наружной стороны через отверстия в корпусе, полностью разместить пружинное разрезное кольцо в кольцевой канавке крышки и извлечь крышку из корпуса.
Нанесение на крышке и корпусе меток, на крышке соосно со штифтом, а на корпусе между двумя смежными отверстиями, позволяет при установке крышки в корпус совместить метки, что исключает при установке механизма вскрытия крышки воздействие его стержней на концы пружинного разрезного кольца через отверстия в корпусе, препятствующее его перемещению по кольцевой канавке и, тем самым, исключить деформации пружинного разрезного кольца.
Размещение в крышке под пружиной с возможностью вертикального перемещения конического центратора, взаимодействующего с хвостовиком загруженного в ампулу пучка твэлов, позволяет при установке крышки в корпус разместить хвостовик пучка твэлов в коническом центраторе и зафиксировать его в крышке в радиальном направлении, установив хвостовик по оси крышки. В результате фиксации хвостовика по оси крышки образуется зазор между тонкостенными циркониевыми оболочками и крышкой в месте ее сужения, который предотвращает соприкосновение тонкостенных циркониевых оболочек с крышкой при продольных и радиальных перемещениях пучка твэлов в ампуле при транспортировке и, следовательно, их возможность разрушения и попадания топлива в ампулу.
Снабжение конического центратора и крышки выступами, центрирующими пружину по ее внутреннему диаметру, позволяет установить пружину в крышке без ее прикрепления к крышке и центратору и упростить технологию их изготовления и сборки.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображены:
на фиг.1 - предлагаемая порожняя ампула;
на фиг.2 - запирающее устройство в аксонометрической проекции;
на фиг.3 - крышка предлагаемой ампулы в разрезе;
на фиг.4 - предлагаемая ампула, загруженная пучком твэлов;
Предлагаемая ампула (см. фиг.1 и 2) содержит корпус 1 с горловиной 2 и крышку 3, зафиксированную в горловине 2 запирающим устройством 4.
Запирающее устройство 4 предлагаемой ампулы состоит из пружинного разрезного кольца 5, установленного в кольцевой канавке 6, выполненной на крышке 3, и кольцевой канавки 7, выполненной внутри горловины 2. В горловине 2 также выполнены отверстия 8, через которые вводятся стержни механизма вскрытия крышки 3 (на чертежах не показан).
В кольцевой канавке 7 установлен штифт 9, а пружинное разрезное кольцо 5 устанавливается в кольцевую канавку 7 таким образом, чтобы разрез 10 пружинного разрезного кольца 5 располагался по обе стороны штифта 9. В крышке 3 и горловине 2 выполнены метки 10 и 11 соответственно, при совмещении которых два смежных отверстия 8 располагаются по обе стороны разреза 10 пружинного разрезного кольца 5.
В месте расположения запирающего устройства 4 в крышке 3 образуется место ее сужения 12. В крышке 3 (см. фиг.3) под пружиной 13 с возможностью вертикального перемещения установлен конический центратор 14, содержащий цилиндрическую 15 и коническую 16 части, центральное отверстие 17 с буртом 18, центрирующим пружину 13 по ее внутреннему диаметру. На внутреннем торце 19 крышки 3 выполнен бурт 20, тоже центрирующий пружину 13 по ее внутреннему диаметру. Цилиндрическая часть 15 выполнена с возможностью перемещения внутри крышки 3 до упора в выступ 21 крышки 3, при этом пружина 13 находится в предварительно сжатом состоянии.
В предлагаемой ампуле (см. фиг.4) размещается пучок твэлов 22, который содержит твэлы 23, размещенные в концевых 24 и дистанционирующих 25 решетках и закрепленные в хвостовике (наконечнике) 26 сферической формы или в хвостовике (наконечнике) 27 конической формы (см. фиг.5), применяемом ранее при эксплуатации реакторов РБМК-1000.
Размещенные между концевой 24 и дистанционирующей решеткой 25, а также далее между дистанционирующими решетками 25 участки твэлов 28 представляют собой тонкостенные циркониевые оболочки 29, заполненные топливными таблетками 30.
Работа с предлагаемой ампулой осуществляется следующим образом.
При загрузке порожних ампул в транспортный чехол (на чертежах не показан), отправляемый на АЭС, осуществляется контроль совмещения меток 10 и 11 на крышке 3 и горловине 2.
На АЭС также перед установкой на горловину 2 механизма вскрытия крышки 3 контролируется совмещение меток 10 и 11, после чего с горловины 2 снимается крышка 3. При этом пружинное разрезное кольцо 5 в порожней ампуле размещается (см. фиг.1) одновременно в находящихся на одном уровне кольцевых канавках 6 и 7 крышки 3 и горловины 2 соответственно. С помощью механизма вскрытия крышки, воздействующего своими стержнями с наружной стороны через отверстия 8 в горловине 2 на пружинное разрезное кольцо 5, последнее переводится из канавки 7 в канавку 6, при этом его концы свободно перемещаются в кольцевой канавке 6.
В корпус 1 устанавливается пучок твэлов 22, после чего в горловину 3 вновь устанавливается крышка 4. При введении крышки 3 в горловину 2 пружинное разрезное кольцо 5, находящееся в кольцевой канавке 6 крышки, сжимается за счет взаимодействия с внутренней поверхностью горловины 2, а при совмещении кольцевых канавок 6 и 7 разжимается и занимает положение в обеих канавках 7 и 8 одновременно, тем самым фиксируя крышку 3 в горловине 2 корпуса 1.
При введении крышки 3 в горловину 2 хвостовик 26 или 27 пучка твэлов 22 упирается в коническую часть 16 центратора 14 и сжимает пружину 13. При этом цилиндрическая часть 15 центратора 14 перемещается по крышке 3, а хвостовик 26 или 27, взаимодействуя с конической частью 16, устанавливается в ней по центральной оси крышки 3, образуя зазор «Г» между тонкостенными циркониевыми оболочками 28 и крышкой 3 в месте ее сужения 12.
При переводе предлагаемых ампул в горизонтальное положение для транспортировки хвостовик 26 или 27 пучка твэлов 22, размещенный в конической части 16 центратора 14, опирается через его цилиндрическую часть 15 в крышку 3, сохраняя зазор «Г», что исключает возможность соприкосновения тонкостенных циркониевых оболочек 28 при продольных и радиальных перемещениях пучка твэлов 22 в предлагаемой ампуле. Другие участки пучка твэлов при этом опираются во внутреннюю поверхность корпуса предлагаемой ампулы дистанционирующими решетками 25 и не соприкасаются с ней непосредственно тонкостенными циркониевыми оболочками 28.
В результате предотвращается возможность разрушения тонкостенных циркониевых оболочек 28 и попадания топлива в предлагаемую ампулу при транспортировке.

Claims (4)

1. Ампула для отработавшей тепловыделяющей сборки, содержащая цилиндрический корпус, в котором помещен пучок отработавших твэлов, крышку, зафиксированную в верхней части корпуса с помощью запирающего устройства в виде установленного в кольцевой канавке пружинного разрезного кольца, снабженную пружиной, обеспечивающей фиксацию в ампуле пучка твэлов разной длины, отличающаяся тем, что в кольцевой канавке крышки установлен штифт, размещенный в разрезе пружинного разрезного кольца, а в крышке под пружиной размещен с возможностью перемещения конический центратор, взаимодействующий с хвостовиком загружаемого в ампулу пучка твэлов.
2. Ампула по п.1, отличающаяся тем, что ширина разреза пружинного разрезного кольца увеличена на диаметр штифта.
3. Ампула по п.1, отличающаяся тем, что на крышке и корпусе нанесены метки, на крышке соосно со штифтом, а на корпусе симметрично между двумя смежными отверстиями.
4. Ампула по п.1, отличающаяся тем, что конический центратор и крышка снабжены выступами, входящими в пружину по ее внутреннему диаметру.
RU2014110843/07A 2014-03-20 2014-03-20 Ампула для отработавшей тепловыделяющей сборки RU2558373C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014110843/07A RU2558373C1 (ru) 2014-03-20 2014-03-20 Ампула для отработавшей тепловыделяющей сборки

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014110843/07A RU2558373C1 (ru) 2014-03-20 2014-03-20 Ампула для отработавшей тепловыделяющей сборки

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2558373C1 true RU2558373C1 (ru) 2015-08-10

Family

ID=53795842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014110843/07A RU2558373C1 (ru) 2014-03-20 2014-03-20 Ампула для отработавшей тепловыделяющей сборки

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2558373C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU898134A1 (ru) * 1979-11-26 1982-01-15 За витель Узел соединени
RU2353010C1 (ru) * 2008-03-19 2009-04-20 Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро машиностроения" (ОАО "ЦКБМ") Ампула для отработавшей тепловыделяющей сборки
US7772565B2 (en) * 2005-08-12 2010-08-10 Mallinckrodt Inc. Radiation-shielding assembly having container location feature
US8208597B2 (en) * 2008-07-31 2012-06-26 Global Nuclear Fuel - Americas, Llc Channel confinement system and method for dry-storage of BWR fuel bundles

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU898134A1 (ru) * 1979-11-26 1982-01-15 За витель Узел соединени
US7772565B2 (en) * 2005-08-12 2010-08-10 Mallinckrodt Inc. Radiation-shielding assembly having container location feature
RU2353010C1 (ru) * 2008-03-19 2009-04-20 Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро машиностроения" (ОАО "ЦКБМ") Ампула для отработавшей тепловыделяющей сборки
US8208597B2 (en) * 2008-07-31 2012-06-26 Global Nuclear Fuel - Americas, Llc Channel confinement system and method for dry-storage of BWR fuel bundles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7042281B2 (ja) 放射性同位体を製造および回収するためのシステムとプロセス
RU2372678C1 (ru) Герметичный пенал хранения отработавшего ядерного топлива
JP2009271064A (ja) 照射ターゲット保持システム、照射ターゲット保持システムを有する燃料集合体、及び照射ターゲット保持システムを利用した方法
KR102032627B1 (ko) 착탈식으로 체결된 상부 중성자 차폐 장치를 구비한 하우징을 포함하는 sfr 핵 원자로용 연료 조립체
RU2353010C1 (ru) Ампула для отработавшей тепловыделяющей сборки
US8625733B2 (en) Neutron source assembly
RU2558373C1 (ru) Ампула для отработавшей тепловыделяющей сборки
JP2014130137A (ja) 把持及びロック/ロック解除システム、並びに核物質試料ホルダの取り扱いへの応用
RU2511118C1 (ru) Захват для подъема и перемещения корпуса ампулы с пучком отработавших тепловыделяющих элементов
RU2490734C1 (ru) Способ обращения с отработавшим ядерным топливом реактора рбмк-1000 и устройства для его осуществления
US9728287B2 (en) Packaging for decommissioned and dismantled nuclear reactors and reactor components
US10580540B2 (en) Neutron absorber member configured for insertion into a control rod guide tube of a spent fuel assembly
RU2558685C2 (ru) Ампула для отработавшей тепловыделяющей сборки (варианты)
RU2562055C2 (ru) Герметичный пенал хранения отработавшего ядерного топлива реактора рбмк-1000
JPS63253292A (ja) 上部ノズル及び制御棒案内シンブルの取着装置
US3134722A (en) Mounting device for fuel element assemblies in a nuclear reactor
RU2371790C1 (ru) Устройство загрузочное
RU2403638C1 (ru) Ампула для отработавшей тепловыделяющей сборки
EP0518497A1 (en) Partial length rod upper end plug and grapples therefor
RU145057U1 (ru) Ампула для отработавшей тепловыделяющей сборки
RU172115U1 (ru) Крышка для зацепления захватом электромеханического манипулятора
RU2562799C1 (ru) Крышка для перегрузки решетки пенала и решетка
RU141118U1 (ru) Ампула для отработавшей тепловыделяющей сборки
RU2670104C1 (ru) Ампула для отработавшей тепловыделяющей сборки
RU144514U1 (ru) Устройство безопасности для перегрузки ампул с пучками отработавших тепловыделяющих элементов

Legal Events

Date Code Title Description
MZ4A Patent is void

Effective date: 20210420