RU2781071C1 - Dampering device of the container compartment of the storage pool - Google Patents
Dampering device of the container compartment of the storage pool Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781071C1 RU2781071C1 RU2022101568A RU2022101568A RU2781071C1 RU 2781071 C1 RU2781071 C1 RU 2781071C1 RU 2022101568 A RU2022101568 A RU 2022101568A RU 2022101568 A RU2022101568 A RU 2022101568A RU 2781071 C1 RU2781071 C1 RU 2781071C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elements
- damping
- damper
- container compartment
- base plate
- Prior art date
Links
- 239000002915 spent fuel radioactive waste Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims abstract description 23
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 claims abstract description 19
- 239000000789 fastener Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 2
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 28
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 10
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 9
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 6
- 241001517118 Goose parvovirus Species 0.000 description 5
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 2
- 210000004072 Lung Anatomy 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 231100000078 corrosive Toxicity 0.000 description 1
- 231100001010 corrosive Toxicity 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000036633 rest Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003313 weakening Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к устройствам, устанавливаемым в контейнерном отсеке бассейна выдержки АЭС, и может быть использовано для предотвращения возможных аварий при падении тяжелых перегружаемых объектов - контейнера с отработанными топливными сборками или чехла транспортного со свежими топливными сборками, с большой (около 20 м) высоты, ведущих к разрушению строительных конструкций здания АЭС, а также к разрушению топливных элементов, приводящему к возникновению ядерной опасности.The present invention relates to the field of nuclear energy, in particular to devices installed in the container compartment of a nuclear power plant spent fuel pool, and can be used to prevent possible accidents in the event of a fall of heavy reloaded objects - a container with spent fuel assemblies or a transport cover with fresh fuel assemblies, with a large (about 20 m) height, leading to the destruction of the building structures of the nuclear power plant, as well as to the destruction of fuel elements, leading to a nuclear hazard.
Большие современные транспортные контейнеры с отработанными топливными сборками (ОТС), массой порядка 110 т, в момент падения могут создавать нагрузку, более 100-кратной относительно их веса. Соответственно ударная сила при столкновении с встречной поверхностью может быть более 11000 тс. Такое большое силовое воздействие на строительные конструкции, а именно, на дно контейнерного отсека бассейна выдержки, является недопустимым, т.к. допустимый уровень удельной нагрузки на дно контейнерного отсека - около 1000 тс на кв. м, что, при площади дна бассейна в 7 м, составит около 7000 тс.Large modern transport containers with spent fuel assemblies (SFA), weighing about 110 tons, at the moment of falling can create a load of more than 100 times their weight. Accordingly, the impact force in a collision with an oncoming surface can be more than 11,000 tf. Such a large force impact on building structures, namely, on the bottom of the spent fuel pool container compartment, is unacceptable, because the allowable level of specific load on the bottom of the container compartment is about 1000 tf per sq. m, which, with a pool bottom area of 7 m, will be about 7000 tf.
Кроме того, проектными требованиями к АЭС ограничивается локальная нагрузка, которая должна быть не более 3500 тс в месте установки демпфирующих элементов. Для предотвращения аварийных ситуаций, ведущих к возникновению аварий и разрушению строительных конструкций бассейна выдержки и здания АЭС при падении перегружаемых объектов, применяются демпфирующие устройства, In addition, the design requirements for NPPs limit the local load, which should be no more than 3500 tf at the place where the damping elements are installed. To prevent emergencies leading to accidents and destruction of the building structures of the spent fuel pool and the NPP building in the event of a fall of reloaded objects, damping devices are used,
устанавливаемые на дно предохраняемого объекта, в частности, на дно контейнерного отсека бассейна выдержки.installed on the bottom of the object to be protected, in particular, on the bottom of the container compartment of the spent fuel pool.
Известна система амортизации, предназначенная для предохранения объекта от нештатных нагрузок (в космической технике, автомобильной промышленности, судостроении, машиностроении, приборостроении и т.п.) и включающая набор амортизаторов, образующих n≥2 групп, каждая из которых расположена по кольцу, плоскость которого перпендикулярна продольной оси объекта, при этом в систему дополнительно введены по крайней мере две группы амортизаторов, закрепленных диаметрально противоположно друг к другу на корпусе объекта (описание к патенту на изобретение RU№2209352, опубл. 27.07.2003 г.).A well-known depreciation system is designed to protect the object from abnormal loads (in space technology, the automotive industry, shipbuilding, mechanical engineering, instrumentation, etc.) and includes a set of shock absorbers forming n≥2 groups, each of which is located along the ring, the plane of which is perpendicular to the longitudinal axis of the object, while at least two groups of shock absorbers are additionally introduced into the system, fixed diametrically opposite to each other on the body of the object (description of the patent for the invention RU No. 2209352, publ. 27.07.2003).
Недостатком системы является невозможность защиты от ударных нагрузок поверхностей, с которыми может контактировать тем или иным образом (например, при падении) защищаемый объект.The disadvantage of the system is the impossibility of protection against shock loads of surfaces with which the protected object can contact in one way or another (for example, when falling).
Известно демпфирующее устройство, устанавливаемое в контейнерном отсеке бассейна выдержки АЭС, которое содержит плиту, установленную посредством опоры на дно контейнерного отсека и расположенное под ней энергопоглощающее устройство, установленное внутри опоры на дно бассейна. Энергопоглощающее устройство характеризуется выполнением в виде совокупности не менее двух модулей, установленных друг на друга, снабженных горизонтальными разделяющими плитами, при этом модули выполнены в виде секторов и обечаек с образованием между ними сплошной полости, заполненной шариками, и пустых полостей, при этом толщина стенок обечаек модулей и горизонтальных плит увеличивается по мере приближения их ко дну бассейна, а внутренние поверхности обечаек и нижние поверхности A damping device is known to be installed in the container compartment of the nuclear power plant spent fuel pool, which contains a plate installed by means of a support on the bottom of the container compartment and an energy-absorbing device located under it, installed inside the support on the bottom of the pool. The energy-absorbing device is characterized by the execution as a set of at least two modules installed on top of each other, equipped with horizontal dividing plates, while the modules are made in the form of sectors and shells with the formation between them of a continuous cavity filled with balls and empty cavities, while the thickness of the walls of the shells modules and horizontal plates increases as they approach the bottom of the pool, and the inner surfaces of the shells and lower surfaces
горизонтальных плит снабжены ослабляющими рисками (Описание к патенту на изобретение №2200989, опубл. 20.03.2003 г.).horizontal plates are equipped with weakening risks (Description of the patent for the invention No. 2200989, publ. 03/20/2003).
Недостатком демпфирующего устройства является пониженный уровень защиты элементов конструкции дна контейнерного отсека из-за воздействия ударной нагрузки от опоры, воспринимающей нагрузки от плиты, на которую первой действует ударная нагрузка при падении тяжелых перегружаемых объектов, и которая передает ее на опору, что может привести к серьезным повреждениям элементов дна до наступления момента срабатывания энергопоглощающего устройства. Особенно значительными могут быть повреждения элементов конструкции дна контейнерного отсека при наклонном падении ЧТ или контейнера с ОТС (при падении под углом), когда сила удара приходится на одну сторону плиты и опоры.The disadvantage of the damping device is a reduced level of protection of the structural elements of the bottom of the container compartment due to the impact of the impact load from the support that receives the loads from the plate, which is the first to be affected by the impact load when heavy overloaded objects fall, and which transfers it to the support, which can lead to serious damage to bottom elements before the moment of operation of the energy-absorbing device. Particularly significant can be damage to the structural elements of the bottom of the container compartment during an oblique fall of a CT or a container with GPV (when falling at an angle), when the impact force falls on one side of the slab and support.
Наиболее близким техническим решением по назначению, существу и достигаемому результату к заявляемому амортизатору является демпфер стационарный, устанавливаемый в бассейн выдержки отработавших сборок, который предназначен для поглощения энергии и смягчения ударов при падении загруженных транспортных контейнеров с большой высоты (15-20 м) на дно контейнерного отсека бассейна выдержки АЭС.The closest technical solution in terms of purpose, essence and achieved result to the claimed shock absorber is a stationary damper installed in the spent assemblies holding pool, which is designed to absorb energy and mitigate shocks when loaded shipping containers fall from a great height (15-20 m) to the bottom of the container compartment of the NPP spent fuel pool.
Демпфер представляет собой совокупность металлических демпфирующих элементов, устанавливаемых друг на друга несколькими рядами (до 10-15 рядов) по высоте. Конструктивно каждый демпфирующий элемент представляет собой две параллельные плоские кольцевые пластины, разделенные по высоте периферийными радиальными ребрами, прямыми или имеющими заданный начальный изгиб. Высоты всех демпфирующих элементов одинаковы, а диаметры колец разные, так что одни элементы в пределах каждого ряда могут быть вставлены в другие.The damper is a set of metal damping elements installed on top of each other in several rows (up to 10-15 rows) in height. Structurally, each damping element consists of two parallel flat annular plates separated in height by peripheral radial ribs, straight or having a given initial bend. The heights of all damping elements are the same, but the diameters of the rings are different, so that one element within each row can be inserted into others.
(http://www.ckti.ru/aes5.html - Сайт НПО ЦКТИ: Продукция - Разработки и поставки энергооборудования - Оборудование для АЭС)(http://www.ckti.ru/aes5.html - Site of NPO CKTI: Products - Development and supply of power equipment - Equipment for nuclear power plants)
Недостатком известной конструкции демпфирующего устройства является возможность резкого срабатывания всех демпфирующих элементов при падении тяжелого контейнера с ОТС в условиях неравномерно распределенной нагрузки, что может привести к «схлопыванию» демпфера и передаче на защищаемые элементы конструкции контейнерного отсека бассейна выдержки значительных усилий, которые могут привести к повреждению последних, также привести к недопустимым перегрузкам, в результате действия которых на ОТС может произойти их разрушение. Особенно большая вероятность таких событий возникает при односторонней ударной нагрузке на демпфер, которая создается при падении перегружаемых контейнеров в наклонном положении, при котором происходит резкая односторонняя деформация -сжатие демпферов с последовательной деформацией демпфирующих элементов с эффектом «домино», при этом возникает угроза схлопывания демпфера со снижением демпфирующих свойств и, как следствие, повреждение топливных сборок и элементов строительных конструкций дна контейнерного отсека бассейна выдержки.A disadvantage of the well-known design of the damping device is the possibility of a sharp operation of all damping elements when a heavy container with OPV falls under conditions of an unevenly distributed load, which can lead to the "collapse" of the damper and the transfer of significant forces to the protected structural elements of the container compartment of the cooling pool, which can lead to damage. the latter, also lead to unacceptable overloads, as a result of which their destruction may occur on the GPV. A particularly high probability of such events occurs with a one-sided impact load on the damper, which is created when the reloaded containers fall in an inclined position, at which there is a sharp one-sided deformation - compression of the dampers with sequential deformation of the damping elements with a "domino" effect, while there is a threat of collapse of the damper with decrease in damping properties and, as a result, damage to fuel assemblies and elements of building structures of the bottom of the container compartment of the spent fuel pool.
Задачей, решаемой заявленным в качестве изобретения усовершенствованием демпфирующего устройства, является повышение надежности работы последнего при ударных нагрузках, вызванных падением контейнера с ОТС или контейнера со свежим топливом.The problem solved by the improvement of the damping device claimed as an invention is to increase the reliability of the latter under shock loads caused by the fall of a container with OPV or a container with fresh fuel.
Техническим результатом при использовании изобретения является повышение демпфирующих свойств устройства благодаря равномерному распределению ударной нагрузки на демпфирующие элементы, которые, последовательно деформируясь, плавно гасят энергию удара при падении как очень тяжелого контейнера с ОТС, так и более The technical result when using the invention is to increase the damping properties of the device due to the uniform distribution of the shock load on the damping elements, which, sequentially deforming, smoothly dampen the impact energy when falling as a very heavy container with OPV, and more
легкого - со свежим топливом, предотвращая при этом повреждение топливных сборок и элементов строительных конструкций дна контейнерного отсека бассейна выдержки.lung - with fresh fuel, while preventing damage to fuel assemblies and elements of building structures of the bottom of the container compartment of the spent fuel pool.
Поставленная задача решается тем, что в демпфирующем устройстве контейнерного отсека бассейна выдержки, включающем многоуровневый демпфер, составленный из демпфирующих элементов, содержащих кольцевые пластины, разделенные закрепленными между ними радиальными ребрами - прямыми или с заданным изгибом, и характеризующихся возможностью установки демпфирующих элементов в одном уровне друг в друга, согласно изобретению верхний демпфирующий элемент выполнен в виде опорной плиты с повышенной жесткостью, определенной ее пространственной структурой, которая представлена расположенными между верхней и нижней кольцевыми пластинами радиальными упруго деформируемыми элементами в виде тавровых или двутавровых балок, наружные торцы которых закреплены на закладных элементах стенок контейнерного отсека БВ посредством обрывающихся при ударных нагрузках крепежных узлов, а демпфирующие элементы, составляющие нижележащий многоуровневый демпфер, разделены по высоте на две группы, при этом демпфирующие элементы в верхней и нижней группах дополнены прикрепленными к верхней кольцевой пластине по кольцевым рядам пластинчатыми элементами с заданным изгибом и с уменьшающейся к центру демпфирующего элемента высотой, а на нижних кольцевых пластинах демпфирующих элементов с отступом от дополнительных пластинчатых элементов размещены упорные валики, а демпфирующие элементы нижней группы многоуровневого демпфера усилены установленными между радиальными ребрами и прикрепленными к нижней и верхней кольцевым пластинам отрезками труб, кроме того пространственная структура The problem is solved by the fact that in the damping device of the container compartment of the spent fuel pool, which includes a multi-level damper, composed of damping elements containing annular plates separated by radial ribs fixed between them - straight or with a given bend, and characterized by the possibility of installing damping elements at the same level of each other into another, according to the invention, the upper damping element is made in the form of a base plate with increased rigidity, determined by its spatial structure, which is represented by radial elastically deformable elements located between the upper and lower annular plates in the form of T-beams or I-beams, the outer ends of which are fixed to the embedded elements of the walls container compartment BV by means of fasteners that break under shock loads, and the damping elements that make up the underlying multi-level damper are divided in height into two groups, while the damping elements the upper and lower groups are supplemented with plate elements attached to the upper annular plate along the annular rows with a given bend and with a height decreasing towards the center of the damping element, and on the lower annular plates of the damping elements, indented from the additional plate elements, thrust rollers are placed, and the damping elements of the lower groups of a multilevel damper are reinforced with pipe sections installed between the radial ribs and attached to the lower and upper annular plates, in addition, the spatial structure
опорной плиты сформирована с возможностью создания под ней «сухого» объема в зоне размещения многоуровневого демпфера.the base plate is formed with the possibility of creating a "dry" volume under it in the area of the multilevel damper.
Новизна технического решения заключается в выполнении верхнего демпфирующего элемента в виде опорной плиты с повышенной жесткостью, обусловленной ее пространственной структурой, которая представлена расположенными между верхней и нижней кольцевыми пластинами радиальными упруго деформируемыми элементами в виде, например, тавровых или двутавровых балок, наружные торцы которых закреплены на закладных элементах стенок контейнерного отсека БВ посредством обрывающихся при ударных нагрузках крепежных узлов, а также в выполнении нижележащего многоуровневого демпфера разделенным по высоте на две группы, при этом демпфирующие элементы в верхней и нижней группах дополнены прикрепленными к верхней кольцевой пластине по кольцевым рядам пластинчатыми элементами с заданным изгибом и с уменьшающейся к центру демпфирующего элемента высотой, а на нижних кольцевых пластинах демпфирующих элементов с отступом от дополнительных пластинчатых элементов размещены упорные валики, а демпфирующие элементы нижней группы многоуровневого демпфера усилены установленными между радиальными ребрами и прикрепленными к нижней и верхней кольцевым пластинам отрезками труб, кроме того пространственная структура опорной плиты сформирована с возможностью создания под ней «сухого» объема в зоне размещения многоуровневого демпфера.The novelty of the technical solution lies in the implementation of the upper damping element in the form of a base plate with increased rigidity due to its spatial structure, which is represented by radial elastically deformable elements located between the upper and lower annular plates in the form of, for example, T-beams or I-beams, the outer ends of which are fixed on embedded elements of the walls of the container compartment BV by means of fasteners that break under shock loads, as well as in the implementation of the underlying multi-level damper divided in height into two groups, while the damping elements in the upper and lower groups are supplemented by plate elements attached to the upper annular plate along the annular rows with a given bending and with a height decreasing towards the center of the damping element, and on the lower annular plates of the damping elements, indented from the additional plate elements, thrust rollers are placed, and the damping elements of the lower the groups of the multilevel damper are reinforced by pipe sections installed between the radial ribs and attached to the lower and upper annular plates, in addition, the spatial structure of the base plate is formed with the possibility of creating a “dry” volume under it in the zone of the multilevel damper.
Выполнение верхнего демпфирующего элемента многоуровневого демпфера в виде опорной плиты с повышенной жесткостью, обусловленной ее пространственной структурой, для организации которой использованы установленные между кольцевыми пластинами упруго деформируемые радиальные элементы в виде закрепленных на The execution of the upper damping element of the multilevel damper in the form of a base plate with increased rigidity due to its spatial structure, for the organization of which elastically deformable radial elements installed between the annular plates in the form of fixed on
закладных элементах стенок контейнерного отсека тавровые или двутавровые балки, обеспечивает распределение ударной нагрузки по всей поверхности демпфирующих устройств. Используемые в структуре опорной плиты радиальные упруго деформируемые элементы в виде тавровых или двутавровых балок при обычных перегрузочных операциях работают с минимальными деформациями, а при ударной нагрузке гасят часть энергии удара за счет расчетной упругой деформации. Благодаря креплению наружных торцов упруго деформируемых элементов опорной плиты на закладных элементах стенок контейнерного отсека БВ посредством обрывающихся при расчетных нагрузках крепежных узлов, при ударных нагрузках последние постепенно нагружаются до расчетного усилия их обрыва за счет деформации опорной плиты. После обрыва крепежных элементов опорная плита ложится на нижерасположенный многоуровневый демпфер, представленный разделенными по высоте двумя группами демпфирующих элементов. При нагрузке демпфирующих элементов верхней группы, которые представлены прикрепленными к обеим кольцевым пластинам радиальными ребрами и прикрепленными только к верхним кольцевым пластинам уменьшающимися к центру по высоте пластинчатыми элементами с заданным изгибом и упорными валиками, размещенными на нижних кольцевых пластинах, происходит последовательная деформация радиальных ребер и дополнительных пластинчатых элементов с заданным изгибом, которые, при уменьшении расстояния между кольцевыми пластинами, упираются в упорные валики и, за счет уменьшающейся к центру демпфирующих элементов высоты дополнительных пластинчатых элементов, демпфирующие элементы «складываются», проворачиваясь в радиальном направлении и распределяя ударную нагрузку на демпфирующие элементы нижней группы. Затем в процесс гашения ударной нагрузки вступают в работу демпфирующие элементы нижней the embedded elements of the walls of the container compartment are T-beams or I-beams, which ensures the distribution of the shock load over the entire surface of the damping devices. The radial elastically deformable elements used in the structure of the base plate in the form of T-beams or I-beams operate with minimal deformations during normal handling operations, and under impact load they absorb part of the impact energy due to the calculated elastic deformation. Due to the fastening of the outer ends of the elastically deformable elements of the base plate on the embedded elements of the walls of the container compartment of the BV by means of fasteners that break at design loads, under impact loads, the latter are gradually loaded to the design force of their breakage due to deformation of the base plate. After the breakage of the fasteners, the base plate rests on the underlying multi-level damper, represented by two groups of damping elements separated by height. When the damping elements of the upper group are loaded, which are represented by radial ribs attached to both annular plates and attached only to the upper annular plates by plate elements decreasing towards the center in height with a given bend and thrust rollers placed on the lower annular plates, there is a sequential deformation of the radial ribs and additional plate elements with a given bend, which, with a decrease in the distance between the annular plates, rest against the thrust rollers and, due to the height of the additional plate elements decreasing towards the center of the damping elements, the damping elements “fold”, turning in the radial direction and distributing the impact load on the damping elements bottom group. Then, in the process of damping the shock load, the damping elements of the lower
группы, усиленные установленными между радиальными ребрами и прикрепленными к нижней и верхней кольцевым пластинам отрезками труб, которые более жесткие и обеспечивают повышенное сопротивление ударной нагрузке, что необходимо для гашения нагрузки от падающего более тяжелого контейнера с ОТС.groups reinforced by pipe sections installed between the radial ribs and attached to the lower and upper annular plates, which are more rigid and provide increased impact resistance, which is necessary to absorb the load from a falling heavier container with OPV.
Даже при падении контейнеров с ОТС или чехлов транспортных со свежими топливными сборками с наклоном (в пределах контейнерного отсека) ударная нагрузка воспринимается опорной плитой, частично гасится за счет упругой деформации балок, образующих ее пространственную структуру и, при совместном движении оторвавшейся опорной плиты вниз вместе с упавшим на нее предметом, равномерно передается на нижележащие демпфирующие элементы многоуровневого демпфера, в котором реализуется совокупность «мягкой» деформации верхней группы демпфирующих элементов и более жесткой демпфирующих элементов нижней группы.Even when containers with GPV or transport covers with fresh fuel assemblies fall with an inclination (within the container compartment), the impact load is perceived by the base plate, is partially damped due to the elastic deformation of the beams that form its spatial structure and, with the joint movement of the detached base plate down together with by an object that has fallen on it, is evenly transferred to the underlying damping elements of a multilevel damper, in which a combination of “soft” deformation of the upper group of damping elements and more rigid damping elements of the lower group is realized.
Пространственная структура опорной плиты предусматривает также возможность создания под ней «сухой» зоны благодаря возможности использования в ней мембранных узлов. При работе демпфирующего устройства в условиях «сухой» зоны в процессе перегрузки объектов в нормальном режиме исключаются коррозионные процессы демпфирующих элементов многоуровневого демпфера, обуславливаемых используемой в БВ рабочей средой, что повышает надежность демпфирующего устройства.The spatial structure of the base plate also provides for the possibility of creating a “dry” zone under it due to the possibility of using membrane units in it. When the damping device operates in a “dry” zone during the reloading of objects in the normal mode, corrosion processes of the damping elements of the multilevel damper, which are caused by the working medium used in the coolant pool, are excluded, which increases the reliability of the damping device.
Совокупный эффект от выравнивания нагрузки на демпфирующие элементы многоуровневого демпфера с опорной плитой с повышенной жесткостью, обусловленной ее пространственной структурой, формируемой радиальными упруго деформируемыми элементами в виде тавровых или двутавровых балок, наружные торцы которых закреплены на закладных элементах стенок контейнерного отсека БВ The cumulative effect of load balancing on the damping elements of a multilevel damper with a base plate with increased rigidity due to its spatial structure formed by radial elastically deformable elements in the form of T-beams or I-beams, the outer ends of which are fixed on the embedded elements of the walls of the BV container compartment
посредством обрывающихся при ударных расчетных нагрузках крепежных узлов, позволяет более эффективно и равномерно гасить энергию удара благодаря упругой деформации элементов опорной плиты и обеспечению распределенной нагрузки на многоуровневый демпфер, у демпфирующих элементов которого также повышена сопротивляемость за счет дополнения их пластинчатыми элементами, закрепленными на верхних кольцевых пластинах и установленными с различающейся по кольцевым рядам высотой, и повышенной жесткости демпфирующих элементов нижней группы, усиленных трубными отрезками, установленными между радиальными ребрами. При этом обеспечение работы демпфирующего устройства в «сухой» зоне контейнерного отсека БВ исключает коррозионное воздействие водного раствора бассейна выдержки на элементы демпфирующего устройства, что обеспечивает повышение надежности демпфирующего устройства и предотвращает возможность повреждения элементов конструкции контейнерного отсека бассейна выдержки при работе в нормальном режиме и в аварийных ситуациях.by means of fasteners breaking off at shock design loads, it allows to more effectively and evenly dampen the impact energy due to the elastic deformation of the base plate elements and ensuring a distributed load on the multilevel damper, the damping elements of which also have increased resistance due to the addition of plate elements mounted on the upper annular plates and installed with different heights along the annular rows, and increased rigidity of the damping elements of the lower group, reinforced with pipe sections installed between the radial ribs. At the same time, ensuring the operation of the damping device in the “dry” zone of the spent fuel pool container compartment eliminates the corrosive effect of the spent fuel pool water solution on the damping device elements, which ensures an increase in the damping device reliability and prevents damage to the spent fuel pool container compartment structural elements during normal operation and in emergency conditions. situations.
Пример выполнения демпфирующего устройства контейнерного отсека бассейна выдержки поясняется эскизами.An example of the implementation of the damping device of the container compartment of the spent fuel pool is illustrated by sketches.
На фиг. 1 показано размещение демпфирующего устройства в контейнерном отсеке БВ.In FIG. 1 shows the placement of the damping device in the container compartment of the BV.
На фиг. 2 показан общий вид демпфирующего устройстваIn FIG. 2 shows a general view of the damping device
На фиг. 3 показан вид А на фиг. 2 - опорная плита, вид сверху.In FIG. 3 shows view A in FIG. 2 - base plate, top view.
На фиг. 4 приведен эскиз многоуровневого демпфера с двумя группами демпфирующих элементов.In FIG. 4 shows a sketch of a multi-level damper with two groups of damping elements.
На фиг. 5 представлен демпфирующий элемент верхней группы многоуровневого демпфера.In FIG. 5 shows the damping element of the upper group of the multilevel damper.
На фиг. 6 представлен демпфирующий элемент нижней группы многоуровневого демпфера.In FIG. 6 shows the damping element of the lower group of the multilevel damper.
На фиг. 7 приведен эскиз узла крепления опорной плиты к закладным элементам стенок бассейна выдержки (БВ) атомной электростанции (вид В на фиг. 7).In FIG. Figure 7 shows a sketch of the attachment of the base plate to the embedded elements of the walls of the cooling pool (BV) of a nuclear power plant (view B in Fig. 7).
Демпфирующее устройство устанавливается в контейнерном отсеке 1 (фиг. 1) БВ. Демпфирующее устройство содержит:The damping device is installed in the container compartment 1 (Fig. 1) BV. The damping device contains:
- снабженную размещенными сверху элементами гнезда универсального 2 опорную плиту 3, имеющую пространственную структуру, представленную кольцевыми пластинами 4 (фиг. 2) и радиально установленными между ними тавровыми (или двутавровыми) балками 5, наружные торцы которых закреплены на закладном элементе 6 стенки контейнерного отсека БВ крепежными узлами 7, обрывающимися при ударных расчетных нагрузках;- equipped with the elements of the socket of the universal 2 placed on top of the
- многоуровневый демпфер 8, состоящий из двух групп демпфирующих элементов: верхней группы 8а (фиг. 4), подвергающейся пластической деформации при ударной нагрузке и усиленной нижней группы 86, установленных друг на друга в несколько (порядка 13-15) уровней, включающих наружные 14 и вложенные в них внутренние модули 15 (фиг. 5).-
Опорная плита 3 является верхним демпфирующим элементом (фиг. 1) многоуровневого демпфера 8 (фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 4) и включает диафрагму 9 (фиг. 3) с обустроенным в ней дренажным отводом 9а для сброса протечек рабочей среды из контейнерного отсека. Диафрагма 9 с дренажным отводом 9а прикреплена к закладным элементам 6 (фиг. 2 и фиг. 7) облицовки стенки контейнерного отсека БВ (контейнерный отсек в варианте разрабатываемого проекта имеет в поперечном The
сечении форму восьмиугольника) и обеспечивает создание «сухого» объема в зоне размещения многоуровневого демпфера 8.section shape of an octagon) and ensures the creation of a "dry" volume in the area of the
Крепежные узлы 7 (фиг. 2, фиг. 3), используемые для крепления опорной плиты 3, рассчитаны на нагрузку опорной плиты перегружаемым объектом и представлены кронштейнами 10, закрепленными посредством втулок 11 и шпилек 12 с гайками 13 (фиг. 2, фиг. 7) на поверхности закладных элементов 6 (фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 7), установленных в стенках отсека БВ. Особенность крепления опорной плиты 3 к закладным элементам 6 в стенках контейнерного отсека БВ состоит в том, что при всех режимах работы она служит основанием для гнезда универсального, но в случае падения контейнера или ЧТ с ОТС обеспечивает равномерное распределение ударной нагрузки по всей поверхности многоуровневого демпфера. Для этого материал и размеры шпилек выбраны так, чтобы при достижении определенной суммарной нагрузки, (при падении контейнера с ОТС или ЧТ со свежим топливом), возникающей под действием упруго деформируемых при ударной нагрузке радиальных балок 5, шпильки разрывались бы без разрушения плиты опорной и кронштейнов, давая возможность плите опорной с гнездом универсальным и упавшими на нее контейнером с ОТС или чехла транспортного с топливными сборками падать на многоуровневый демпфер.Mounting units 7 (Fig. 2, Fig. 3) used for fastening the
Многоуровневый демпфер 8, состоящий из нескольких (порядка 13-15 уровней), установленных друг на друга демпфирующих элементов, располагается в «сухом» объеме контейнерного отсека, создаваемом опорной плитой с диафрагмой 9, введенной в структуру опорной плиты 3, и разделен конструктивно по высоте на две группы демпфирующих элементов (фиг. 4). Каждый уровень верхней и нижней группы демпфирующих элементов составлен из наружных 14 и вложенных в них
внутренних модулей 15 (фиг. 4 и фиг. 5). Наружные модули 14 верхней группы демпфирующих элементов и вставленные в них внутренние модули 15 выполнены в виде двух параллельных пластин: верхней 16 и нижней 17 (фиг. 5), разделенных радиальными, закрепленными вертикально к обеим пластинам, пластинчатыми ребрами 18, сформированными с заданным изгибом по линии, параллельной поверхности пластин 16 и 17.internal modules 15 (Fig. 4 and Fig. 5). The
К верхним пластинам 16 в каждом модуле 14 и 15, между радиальными ребрами 18 прикреплены дополнительные пластины 19, 20 и 21, установленные кольцевыми рядами (фиг. 5) и различающиеся по высоте - с уменьшением высоты пластин в кольцевых рядах, располагающихся ближе к центру модуля демпфирующего элемента, а на нижних пластинах 17 (фиг. 5) модулей 14 и 15, с отступом от края дополнительных пластин 19, 20 и 21 размещены валики 22, выполняющие функции упорных элементов, которые приварены к поверхности пластин 17 с таким расчетом, чтобы концы дополнительных пластин 19, 20 и 21 при сжатии демпфирующих модулей не скользили по поверхности нижних пластин 17. Каждый демпфирующий элемент включает в себя дополнительные пластины нескольких типов, отличающихся по высоте, ширине и толщине. Пластины 19, 20 и 21 выполнены также с заданным погибом по линии, параллельной поверхности пластин 16 и 17.To the
В демпфирующих элементах 23 нижней группы (на фиг. 6), составленных также из наружных 24 и внутренних 25 кольцевых модулей, включающих также верхние 26 и нижние кольцевые пластины 27, кроме прикрепленных к обеим кольцевым пластинам радиальных ребер 28 и прикрепленных к верхним пластинам 26 пластинчатых элементов 29, 30, и 31, снабженных упорными валиками 32, In the damping elements 23 of the lower group (in Fig. 6), also composed of outer 24 and inner 25 annular modules, also including the upper 26 and lower
располагающихся на нижних кольцевых пластинах 27, между радиальными ребрами 28 жестко закреплены отрезки труб 33, высота которых соответствует высоте радиальных ребер 28.located on the lower
Устройство работает следующим образом. Пространственная структура опорной плиты 3 формирует металлоконструкцию повышенной жесткости, в которой радиальные упруго деформируемые балки 5, закрепленные на несущей металлоконструкции внутри плиты, содержат элементы крепления к закладным деталям 6 стенок бассейна выдержки в виде обрывающихся шпилек 12 (на фиг. 2) при заданном усилии, возникающем при деформации упруго деформируемых балок под действием ударных нагрузок.The device works as follows. The spatial structure of the
При нормальной эксплуатации контейнерного отсека бассейна выдержки перегружаемый объект устанавливается на плиту 3, при этом многоуровневый демпфер 8 остается ненагруженным, поскольку вес перегружаемого объекта воспринимается опорной плитой 3 с упруго деформируемыми балками 5, торцы которых закреплены на закладных элементах 6 стенок БВ крепежными узлами, включающими кронштейны 10, втулки 11 и шпильки 12 с гайками 13 (на фиг. 2, фиг. 7), рассчитанными на эксплуатационные нагрузки от суммарного веса опорной платы и перегружаемого объекта.During normal operation of the container compartment of the spent fuel pool, the reloaded object is installed on the
При падении перегружаемых объектов в контейнерный отсек БВ опорная плита 3, закрепленная через балки заданной жесткости на закладных элементах 6 стенок БВ шпильками 12, используемыми в крепежных узлах, обрывающихся при расчетной заданной нагрузке, возникающей после упругой деформации балок 5 в When reloaded objects fall into the container compartment of the BV, the
демпфер 8, который оказывает сопротивление последовательно «складывающимися» демпфирующими элементами верхней группы 8а за счет срабатывания в каждом их уровне радиальных пластинчатых ребер 18, прикрепленных к кольцевым пластинам 16 и 17, и дополнительных пластин 19, 20 и 21, которые при уменьшении расстояния между кольцевыми пластинами упираются в валики 22, создавая дополнительное сопротивление ударной нагрузке. Демпфирующие элементы верхней группы последовательно «складываются», проворачиваясь в радиальном направлении за счет уменьшающейся к центру дополнительных пластин 19, 20 и 21 и распределяя ударную нагрузку на демпфирующие элементы нижней группы. Демпфирующие элементы нижней группы 86, усиленные установленными между радиальными ребрами 25 и прикрепленными к нижней 23 и верхней 24 кольцевым пластинам отрезками труб 30, которые имеют большую жесткость, обеспечивают повышенное сопротивление ударной нагрузке.
В результате плавное гашение энергии удара обеспечивается последовательным «срабатыванием» опорной плиты 4 при упругой деформации балок 5 и обрыве шпилек 12 в крепежном узле 7, равномерной последовательной пластической деформацией демпфирующих элементов в верхней группе демпфирующих элементов 8а многоуровневого демпфера 8 и поглощением остаточных нагрузок усиленной нижней группой 86 демпфирующих элементов.As a result, the smooth damping of the impact energy is ensured by the successive “activation” of the
Диафрагма 9, прикрепленная к закладным элементам 6 (на фиг. 2) облицовки стенки контейнерного отсека БВ, снабжена дренажным отводом 9а для отвода протечек рабочего раствора из объема контейнерного отсека БВ, что обеспечивает создание «сухого» объема в зоне размещения многоуровневого демпфера 8.
протечек рабочего раствора из объема контейнерного отсека БВ, что обеспечивает создание «сухого» объема в зоне размещения многоуровневого демпфера 8.leakage of the working solution from the volume of the container compartment of the BV, which ensures the creation of a "dry" volume in the area of the
Использование демпфирующего устройства предлагаемой конструкции в контейнерных отсеках БВ, благодаря формированию управляемого противостояния ударной нагрузке за счет последовательного «срабатывания» опорной плиты при упругой деформации определяющих ее пространственную структуру элементов в виде тавровых или двутавровых балок, приводящей к последующему обрыву крепежных узлов, передаче равномерной нагрузки на поверхность демпфирующих элементов, и за счет выравнивания направления воздействия и равномерной передаче ударной нагрузки через опорную плиту на поверхность многоуровневого демпфера, оказывающего последовательное плавное сопротивление пластично деформируемыми демпфирующими элементами верхней группы и жесткое радиальное сопротивление демпфирующими элементами нижней группы, обуславливает плавное гашение энергии удара и предохраняет содержимое контейнера с ОТС или чехла транспортного с топливными сборками и элементы конструкции контейнерного отсека и БВ от повреждений.The use of the damping device of the proposed design in the container compartments of the BV, due to the formation of a controlled resistance to the shock load due to the sequential "activation" of the base plate during elastic deformation of the elements that determine its spatial structure in the form of T-beams or I-beams, leading to the subsequent breakage of the fastening units, transfer of a uniform load to the surface of the damping elements, and due to the alignment of the direction of impact and the uniform transfer of the shock load through the base plate to the surface of a multi-level damper, which provides consistent smooth resistance to plastically deformable damping elements of the upper group and rigid radial resistance to damping elements of the lower group, causes a smooth damping of the impact energy and protects the contents container with GPV or a transport cover with fuel assemblies and structural elements of the container compartment and spent fuel from damage.
Claims (4)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2781071C1 true RU2781071C1 (en) | 2022-10-05 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2793194C1 (en) * | 2022-05-04 | 2023-03-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Полесье" (ООО "Полесье") | Storage pool plate retainer |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2650417B2 (en) * | 1976-11-03 | 1978-10-12 | Kraftwerk Union Ag, 4330 Muelheim | Shock absorbers |
US5337863A (en) * | 1986-06-05 | 1994-08-16 | Monroe Auto Equipment Company | Method and apparatus for absorbing mechanical shock |
RU2039893C1 (en) * | 1992-03-27 | 1995-07-20 | Геннадий Алексеевич Павлов | Method of changing natural oscillation frequency of long structure housing |
RU2200989C2 (en) * | 2001-05-14 | 2003-03-20 | Открытое акционерное общество "ЭМК-Атоммаш" | Damping device |
RU2209352C2 (en) * | 2001-09-04 | 2003-07-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" | Object shock-absorbing system |
EP1591857A3 (en) * | 2004-04-08 | 2005-11-09 | Fanuc Ltd | Vibration control device |
RU2400843C1 (en) * | 2009-06-22 | 2010-09-27 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро специального машиностроения" | Transport-packing complete set for transporting and storage of spent nuclear fuel |
RU2552536C1 (en) * | 2013-12-24 | 2015-06-10 | Открытое акционерное общество "АТОММАШЭКСПОРТ" | Damper for carry-and-pack complex for reactor plant fuel rod bundles |
RU2696017C1 (en) * | 2018-11-23 | 2019-07-30 | Акционерное общество "Атоммашэкспорт" АО "Атоммашэкспорт" | Damping device for reloading containers with fuel assemblies of reactor plant (versions) |
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2650417B2 (en) * | 1976-11-03 | 1978-10-12 | Kraftwerk Union Ag, 4330 Muelheim | Shock absorbers |
US5337863A (en) * | 1986-06-05 | 1994-08-16 | Monroe Auto Equipment Company | Method and apparatus for absorbing mechanical shock |
RU2039893C1 (en) * | 1992-03-27 | 1995-07-20 | Геннадий Алексеевич Павлов | Method of changing natural oscillation frequency of long structure housing |
RU2200989C2 (en) * | 2001-05-14 | 2003-03-20 | Открытое акционерное общество "ЭМК-Атоммаш" | Damping device |
RU2209352C2 (en) * | 2001-09-04 | 2003-07-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" | Object shock-absorbing system |
EP1591857A3 (en) * | 2004-04-08 | 2005-11-09 | Fanuc Ltd | Vibration control device |
RU2400843C1 (en) * | 2009-06-22 | 2010-09-27 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро специального машиностроения" | Transport-packing complete set for transporting and storage of spent nuclear fuel |
RU2552536C1 (en) * | 2013-12-24 | 2015-06-10 | Открытое акционерное общество "АТОММАШЭКСПОРТ" | Damper for carry-and-pack complex for reactor plant fuel rod bundles |
RU2696017C1 (en) * | 2018-11-23 | 2019-07-30 | Акционерное общество "Атоммашэкспорт" АО "Атоммашэкспорт" | Damping device for reloading containers with fuel assemblies of reactor plant (versions) |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
http://www.ckti.ru/aes5.html - Сайт НПО ЦКТИ: Продукция - Разработки и поставки энергооборудования - Оборудование для АЭС, 03.01.2019. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2793194C1 (en) * | 2022-05-04 | 2023-03-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Полесье" (ООО "Полесье") | Storage pool plate retainer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210210226A1 (en) | Device for Confining Nuclear Reactor Core Melt | |
CN105020570B (en) | Gas supply device | |
KR20110106853A (en) | Seismically isolated containment vessel | |
JP2007297854A (en) | Building structure | |
US11721447B2 (en) | Impact amelioration system for nuclear fuel storage | |
EP3594965A1 (en) | Impact limiter for containers for transporting spent nuclear fuel | |
RU2781071C1 (en) | Dampering device of the container compartment of the storage pool | |
JP6769902B2 (en) | Storage container | |
US20190338547A1 (en) | Combination of foundation anchor and energy damper for vertical liquid storage tanks, vertical pressure container, silo or the like with a thin wall and a continuous support | |
CN109723076A (en) | A kind of free style seabed mud mat shallow foundation | |
JP5641365B2 (en) | Independent tank system for storing liquid gas | |
CN210073345U (en) | Spent fuel transport container | |
RU56704U1 (en) | TRANSPORT PACKAGING KIT FOR TRANSPORTATION AND STORAGE OF WASTE HEATED FUEL ASSEMBLIES | |
Lin et al. | Nonlinear dynamic impact analysis for installing a dry storage canister into a vertical concrete cask | |
RU2774084C2 (en) | End damper of a container | |
RU2279725C1 (en) | Metal-concrete container for transportation and/or storage of used assemblies of fuel elements of nuclear reactors | |
RU2200989C2 (en) | Damping device | |
JP6868470B2 (en) | Buffer structure | |
Annie et al. | Analysis and Design of Steel Cement Storage Silo | |
Minagawa et al. | Passive control techniques for seismic protection of chemical plants | |
JP7506041B2 (en) | Buffer for radioactive material storage container | |
RU213828U1 (en) | Shock-absorbing device for reloading containers with fuel assemblies of a reactor plant | |
RU2811728C1 (en) | Fuel tank damping system | |
JP4940253B2 (en) | Cask cushion | |
RU8761U1 (en) | END CONTAINER DAMPER |