RU2785581C1 - Case for vver fuel elements - Google Patents
Case for vver fuel elements Download PDFInfo
- Publication number
- RU2785581C1 RU2785581C1 RU2022111789A RU2022111789A RU2785581C1 RU 2785581 C1 RU2785581 C1 RU 2785581C1 RU 2022111789 A RU2022111789 A RU 2022111789A RU 2022111789 A RU2022111789 A RU 2022111789A RU 2785581 C1 RU2785581 C1 RU 2785581C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- canister
- elements
- vver
- plug
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 79
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000004807 localization Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000002285 radioactive Effects 0.000 abstract description 5
- 239000002915 spent fuel radioactive waste Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 241000013987 Colletes Species 0.000 description 5
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 5
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 3
- 102200052313 POLD1 G21C Human genes 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011824 nuclear material Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 235000021391 short chain fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к ядерной технике, в частности к средствам для транспортировки и хранения отработавших тепловыделяющих элементов (твэлов) реактора ВВЭР, а более конкретно, к средствам для транспортировки и хранения негерметичных твэлов ВВЭР.The invention relates to nuclear engineering, in particular to means for transporting and storing spent fuel elements (fuel rods) of a VVER reactor, and more specifically, to means for transporting and storing leaky VVER fuel rods.
Тепловыделяющая сборка (ТВС) реактора ВВЭР состоит из пучка твэлов, направляющих каналов, головки и хвостовика. Твэлы, выполненные в виде стержней, закреплены в нижней и нескольких дистанционирующих решеток. В ходе эксплуатации ВВЭР возможно образование негерметичности циркониевых оболочек твэлов. Для выявления ТВС, содержащих негерметичные твэлы, предусмотрен ряд методик контроля герметичности оболочек твэлов на работающем и остановленном реакторе. Дальнейшая эксплуатация ТВС с негерметичными твэлами ведет к выходу в теплоноситель радиоактивных элементов, в то же время прекращение эксплуатации ТВС, до выработки проектного уровня выгорания, влечет экономические потери.The fuel assembly (FA) of a VVER reactor consists of a bundle of fuel elements, guide channels, a head and a liner. The fuel rods, made in the form of rods, are fixed in the lower and several spacer grids. In the course of VVER operation, leakage of zirconium fuel rod claddings is possible. To detect fuel assemblies containing leaky fuel elements, a number of methods are provided for monitoring the tightness of fuel claddings in an operating and shutdown reactor. Further operation of fuel assemblies with leaking fuel elements leads to the release of radioactive elements into the coolant, while at the same time, the termination of the operation of fuel assemblies, before the design level of burnup is reached, entails economic losses.
На атомных станциях (АС) с ВВЭР применяются устройства для ремонта ТВС. Принцип ремонта заключается в снятии головки ТВС, извлечении негерметичного твэла, установки на его место имитатора твэла и установки головки ТВС на штатное место. При этом должно быть обеспечено место хранения негерметичного твэла, с возможностью его контроля и извлечения.At nuclear power plants (NPPs) with VVER, devices are used to repair fuel assemblies. The principle of repair consists in removing the fuel assembly head, extracting the leaking fuel element, installing a fuel element simulator in its place, and installing the fuel assembly head in its original place. At the same time, a storage place for a leaky fuel element must be provided, with the possibility of its control and extraction.
Из уровня техники известен «Контейнер для транспортировки и хранения облученных твэлов, дефектных твэлов и/или стержней дефектных твэлов» (патент РФ №2331944, кл. G21F 5/008 (2006.01)), содержащий корпус, внутреннее пространство и расположенную в нем приемную корзину для стержней твэлов, причем приемная корзина собрана посредством вставных соединений из поглощающих нейтроны плит из легкого металла и собранные плиты из легкого металла образуют приемные шахты, в которых пригнаны металлические гильзы. По меньшей мере одна металлическая гильза использована в качестве корпуса стакана для непосредственного размещения дефектных твэлов и/или стержней таких твэлов.Known from the prior art is a “Container for transporting and storing irradiated fuel rods, defective fuel rods and/or rods of defective fuel rods” (RF patent No. for fuel rods, moreover, the receiving basket is assembled by means of plug-in connections from light metal absorbing neutron plates and the assembled light metal plates form receiving shafts in which metal sleeves are fitted. At least one metal sleeve is used as a cup body for direct placement of defective fuel rods and/or rods of such fuel rods.
Известно устройство для упаковки негерметичных ядерных топливных стержней для целей транспортировки и длительного хранения или складирования (патент US №8130895 (В2), G21C 19/00, G21C 19/26, G21F 5/008, опубл. 2012 г.), которое представляет собой опорную конструкцию, повторяющую формы и размеры ТВС с концевыми элементами, в которой располагаются капсулы для размещения негерметичных топливных стержней, капсулы закрыты с обоих сторон заглушками.A device is known for packaging leaky nuclear fuel rods for transportation and long-term storage or warehousing (US patent No. 8130895 (B2), G21C 19/00, G21C 19/26, G21F 5/008, publ. a support structure that repeats the shape and size of the fuel assembly with end elements, in which capsules are located for accommodating leaky fuel rods, the capsules are closed on both sides with plugs.
Недостатком конструкции контейнера и устройства, является то, что для контроля ядерных материалов, местоположения поврежденного топлива, необходимо открытие гильзы/капсулы, при этом возможен выход радиоактивных элементов в окружающую среду.The disadvantage of the design of the container and the device is that in order to control nuclear materials, the location of the damaged fuel, it is necessary to open the sleeve/capsule, while the release of radioactive elements into the environment is possible.
Известен Westinghouse Quiver (Quiver System for Storing Failed Fuel Rods. YouTube [онлайн] [видео]. WestinghouseNuclear, 22 июня, 2017 [найдено 2021.09.02]. Найдено в <https://www.youtube.com/watch?v=SNtszjtYKzc>), который содержит каркас, с установленными внутри него трубками, уплотнение и крышку. В трубки помещаются поврежденные твэлы, трубки разделены дистанционирующими решетками. Крышка устанавливается с помощью винтового соединения. Westinghouse Quiver обеспечивает герметичное хранение поврежденного топлива и может быть легко повторно открыт для осмотра, инвентаризации или исследования стержней в топливном бассейне или в горячей камере.Known for Westinghouse Quiver (Quiver System for Storing Failed Fuel Rods. YouTube [online] [video]. WestinghouseNuclear, June 22, 2017 [retrieved 2021.09.02]. Found at <https://www.youtube.com/watch?v= SNtszjtYKzc>), which contains a frame with tubes installed inside it, a seal and a cover. Damaged fuel elements are placed in the tubes, the tubes are separated by spacer grids. The cover is installed with a screw connection. The Westinghouse Quiver provides sealed storage for damaged fuel and can be easily re-opened for inspection, inventory, or examination of rods in the fuel pool or hot cell.
Наиболее близким устройством к заявляемому изобретению, по совокупности признаков, является "Пенал для негерметичных тепловыделяющих элементов" (Техническое задание на поставку нестандартного технологического оборудования/изделия и/или системы филиала АО «Концерн Росэнергоатом» «Балаковская атомная станция» Предмет закупки: Пенал герметичный для хранения негерметичных ОТВС реакторов ВВЭР-1000, АО «Концерн Росэнергоатом», Балаковская АЭС, 2018.04.06 [найдено 2021.09.02]. Найдено в <http://zakupki.rosatom.ru/1805160608329>; Иванов Н.А. Совершенствование конструкции стенда инспекции и ремонта ТВС. Материалы 18-й международной научно-технической конференции молодых специалистов по ядерным энергетическим установкам, ОКБ «ГИДРОПРЕСС», Подольск, 2016), содержащий цилиндрический корпус с днищем, съемную пробку, изолированные от внутреннего объема сосуда, трубки охлаждения, проходящие через трубные доски пенала, направляющую, представляющую собой шестигранную трубу и предохранительные клапана в днище и пробке. Во внутреннем пространстве расположена приемная корзина для стержней твэлов, выполненная в виде блока труб с дистанционирующими и опорными решетками.The closest device to the claimed invention, in terms of the totality of features, is the "Case for leaky fuel elements" (Terms of Reference for the supply of non-standard technological equipment / product and / or system of the Balakovo Nuclear Power Plant branch of Rosenergoatom Concern JSC) Storage of Leaky SFAs from VVER-1000 Reactors, Rosenergoatom Concern JSC, Balakovo NPP, 2018.04.06 [retrieved 2021.09.02] Found in <http://zakupki.rosatom.ru/1805160608329>; stand for the inspection and repair of fuel assemblies. Materials of the 18th international scientific and technical conference of young specialists in nuclear power plants, OKB "GIDROPRESS", Podolsk, 2016), containing a cylindrical body with a bottom, a removable plug isolated from the internal volume of the vessel, cooling tubes, passing through the tube boards of the canister, the guide, which is a hexagonal pipe and safety valves in bottom and cork. In the inner space there is a receiving basket for fuel rods, made in the form of a block of pipes with spacer and support grids.
Общим недостатком известных конструкций Westinghouse Quiver и «Пенала для негерметичных тепловыделяющих элементов» является то, что при открытии этих устройств, с расположенными в них негерметичными твэлами, возможен выход радиоактивных элементов, находящихся во внутреннем объеме устройств, в рабочую среду, в которой происходит операция. С учетом того, что на ВВЭР разгерметизация твэлов, в основном, носит единичный характер, то предполагается периодическое открытие/закрытие устройств для загрузки негерметичных твэлов в течение длительного времени, пока устройство не будет заполнено.A common disadvantage of the well-known designs of Westinghouse Quiver and the "Case for Leaky Fuel Elements" is that when these devices are opened, with leaky fuel rods located in them, radioactive elements in the internal volume of the devices can escape into the working environment in which the operation takes place. Taking into account the fact that the depressurization of fuel rods at VVER is mainly of a single nature, it is assumed that the devices are periodically opened / closed to load leaky fuel rods for a long time until the device is filled.
Задачей изобретения является разработка конструкции пенала для хранения и транспортировки дефектных (негерметичных) твэлов, которая позволит размещать единичные твэлы ВВЭР. При этом должна быть обеспечена изоляция от окружающей среды негерметичных твэлов и визуальный контроль расположения твэлов в пенале, при его открытии.The objective of the invention is to develop a canister design for storage and transportation of defective (leaky) fuel rods, which will make it possible to place individual VVER fuel rods. In this case, isolation from the environment of leaking fuel elements and visual control of the location of the fuel elements in the canister, when it is opened, must be ensured.
Технический результат заключается в снижении выхода радиоактивных элементов в окружающую среду при обращении с негерметичным топливом.The technical result consists in reducing the release of radioactive elements into the environment when handling leaky fuel.
Указанный технический результат достигается тем, что в пенале, содержащем цилиндрический корпус с днищем, съемную пробку, изолированные от внутреннего объема сосуда, трубки охлаждения, проходящие через трубные доски пенала, направляющую, представляющую собой шестигранную трубу и предохранительные клапана в днище и пробке, предлагается расположить уплотненный диск с предохранительным клапаном, разделяющий нижний и верхний объем пенала. В пенале предлагается расположить ячейки для твэлов, которые представляют собой тонкостенные трубки с перфорацией, заглушкой внизу и локализующим устройством вверху. Ячейки для твэлов крепятся локализующим устройством в уплотненном диске. При открытой пробке, полости пустых ячеек с открытыми локализующими устройствами контактируют с верхним объемом пенала, что обеспечивает возможность установки в них твэлов. После установки твэла и закрытия локализующего устройства, отсекается верхний объем пенала и открывается перфорация в трубке ячейки, связывающая полость ячейки с нижним объемом пенала, обеспечивая дополнительное охлаждение и снижение давления в яейках. Тем самым, среда, контактирующая с местом разгерметизации, будет локализована в нижнем объеме пенала. При этом, одним из элементов узла локализации будет головка твэла, что обеспечит визуальный контроль расположения твэлов при открытии пенала.The specified technical result is achieved by the fact that in a canister containing a cylindrical body with a bottom, a removable plug isolated from the internal volume of the vessel, cooling tubes passing through the tube boards of the canister, a guide, which is a hexagonal pipe and safety valves in the bottom and plug, it is proposed to place sealed disk with a safety valve separating the lower and upper volume of the canister. It is proposed to place cells for fuel elements in the canister, which are thin-walled tubes with perforation, a plug at the bottom and a localizing device at the top. Cells for fuel elements are fixed by a localizing device in a compacted disk. When the plug is open, the cavities of empty cells with open localizing devices are in contact with the upper volume of the canister, which makes it possible to install fuel rods in them. After installing the fuel rod and closing the localizing device, the upper volume of the canister is cut off and a perforation in the cell tube opens, connecting the cell cavity with the lower volume of the canister, providing additional cooling and pressure reduction in the cells. Thus, the medium in contact with the place of depressurization will be localized in the lower volume of the canister. At the same time, one of the elements of the localization unit will be the fuel rod head, which will provide visual control of the location of the fuel rods when the canister is opened.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами, представленными на фиг. 1-4:The claimed invention is illustrated by the drawings shown in Fig. 1-4:
фиг. 1 - общий вид пенала для тепловыделяющих элементов ВВЭР;fig. 1 - general view of the canister for VVER fuel elements;
фиг. 2 - локализующее устройство пенала для тепловыделяющих элементов ВВЭР (цанговый наконечник открыт) (фрагмент А фиг. 1);fig. 2 - localizing device of the canister for VVER fuel elements (the collet tip is open) (fragment A of Fig. 1);
фиг. 3 - локализующее устройство пенала для тепловыделяющих элементов ВВЭР (цанговый наконечник закрыт) (фрагмент А фиг. 1);fig. 3 - localizing device of the canister for VVER fuel elements (the collet tip is closed) (fragment A of Fig. 1);
фиг. 4 - расположение клапанов в пенале для тепловыделяющих элементов ВВЭР (фрагмент Б фиг. 1).fig. 4 - the location of the valves in the canister for VVER fuel elements (fragment B of Fig. 1).
Патентуемый пенал для тепловыделяющих элементов ВВЭР содержит цилиндрический корпус 1 с днищем 2, изолированные от внутреннего объема сосуда трубки охлаждения 3, проходящие через трубные доски 4 пенала, чехол из поглощающего нейтроны материала 5, уплотненную пробку 6 с грузозахватным элементом 7, уплотненный диск 8. Уплотненный диск 8 разделяет внутреннюю полость пенала на верхний 9 и нижний объем 10. В пенале располагаются ячейки для твэлов 11 с локализующими устройствами 12.The patented canister for VVER fuel elements contains a cylindrical body 1 with a bottom 2,
Ячейки для твэлов 11 представляют собой тонкостенные трубки 13 с перфорацией 14 и локализующим устройством вверху 12. Ячейки для твэлов 11 закреплены локализующим устройством 12 в уплотненном диске 8. Локализующее устройство 12 состоит из цангового наконечника 15, гайки 16 и втулки 17. При открытом состоянии локализующего устройства 12 (цанговый наконечник 15 открыт) негерметичный твэл 18 устанавливается в ячейку для твэлов 11, при этом верхний объем 9 пенала объединен с внутренней полостью ячейки для твэлов 11. Гайка 16 имеет резьбовое соединение со втулкой 17. За счет вращения гайки 16 осуществляется вертикальное перемещение втулки 17, за счет этого закрывается цанговый наконечник 15, при этом частью локализующего соединения становится головка негерметичного твэла 18. При перемещении втулки 17 открывается перфорация 14 на трубке ячейки для твэлов 13, обеспечивая сообщение рабочей среды внутри ячейки для твэлов 11 с нижним объемом 10 пенала.Cells for
Уплотненная пробка 6 герметизирует внутренний объем пенала. Клапаны 19, расположенные в уплотненном диске 8 и уплотненной пробке 6, открываются при превышении внутреннего давления установленной величины. В днище 2 расположен клапан 20, открывающийся при снижении внутреннего давления ниже установленной величины.The sealed plug 6 seals the internal volume of the canister. The
Claims (3)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2785581C1 true RU2785581C1 (en) | 2022-12-08 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2331944C2 (en) * | 2003-01-18 | 2008-08-20 | Гнс Гезелльшафт Фюр Нуклеар-Сервис Мбх | Container for transportation and/or storage of spent fuel elements, failed fuel elements and/or failed fuel element rods |
US8130895B2 (en) * | 2003-10-01 | 2012-03-06 | Areva Np | Method and a device for packaging leaky nuclear fuel rods for the purposes of transport and long-duration storage or warehousing |
RU2500045C1 (en) * | 2012-06-04 | 2013-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" | Tight case for storage of ampoules with bundles of spent fuel elements |
RU2562799C1 (en) * | 2014-06-03 | 2015-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" | Cover for canister grid off-load and grid |
RU2620132C1 (en) * | 2016-02-24 | 2017-05-23 | Акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (АО "ОКБМ Африкантов") | Canister for spent fuel assemblies |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2331944C2 (en) * | 2003-01-18 | 2008-08-20 | Гнс Гезелльшафт Фюр Нуклеар-Сервис Мбх | Container for transportation and/or storage of spent fuel elements, failed fuel elements and/or failed fuel element rods |
US8130895B2 (en) * | 2003-10-01 | 2012-03-06 | Areva Np | Method and a device for packaging leaky nuclear fuel rods for the purposes of transport and long-duration storage or warehousing |
RU2500045C1 (en) * | 2012-06-04 | 2013-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" | Tight case for storage of ampoules with bundles of spent fuel elements |
RU2562799C1 (en) * | 2014-06-03 | 2015-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" | Cover for canister grid off-load and grid |
RU2620132C1 (en) * | 2016-02-24 | 2017-05-23 | Акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (АО "ОКБМ Африкантов") | Canister for spent fuel assemblies |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Иванов Н.А. Совершенствование конструкции стенда инспекции и ремонта ТВС. Материалы 18-й международной научно-технической конференции молодых специалистов по ядерным энергетическим установкам, ОКБ "ГИДРОПРЕСС", Подольск, 2016. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2013218764B2 (en) | Integral molten salt reactor | |
US10847270B2 (en) | Pressure-tube reactor with pressurized moderator | |
US11842819B2 (en) | Method for replacing a cesium trap and cesium trap assembly thereof | |
CA3234172A1 (en) | Inter-module fuel shuffling | |
US11355254B2 (en) | Leakage testing device for seal verification by penetrant inspection of a nuclear fuel assembly located in a cell of a storage rack | |
US8130895B2 (en) | Method and a device for packaging leaky nuclear fuel rods for the purposes of transport and long-duration storage or warehousing | |
US20200343010A1 (en) | Nuclear fuel debris container with perforated columnizing insert | |
RU2785581C1 (en) | Case for vver fuel elements | |
US20150194226A1 (en) | Reactor containment pressure suppression | |
EP4128283A1 (en) | Storage system for radioactive nuclear waste with pressure surge protection | |
RU2781467C1 (en) | Canister for repair of vver fuel assembly | |
RU2477899C1 (en) | Jacket to install and store spent fuel assemblies of reactor vver-1000 | |
US3167481A (en) | Nuclear reactor refueling system | |
RU2562055C2 (en) | Sealed used nuclear fuel package for reactor lwgr-1000 | |
EP0271890A1 (en) | Nuclear reactor | |
EP3493218A1 (en) | Safety system | |
JP2014095569A (en) | Failed fuel container | |
EP3830840B1 (en) | Lance unit and method of producing radionuclides | |
KR100421332B1 (en) | Failed Fuel Rod Storage Cask | |
Carlier et al. | Loading and unloading of a nuclear reactor core | |
Silbert et al. | LOW-TEMPERATURE IRRADIATIONS IN A REACTOR BEAM PORT | |
Geffroy et al. | Handling container for a fuel assembly | |
Keller | Pressurized water reactor development, mechanical-structural requirements and problems | |
Barbier et al. | A hot leg break accident with HPIS failure and nitrogen injection by the accumulators in the BETHSY facility | |
Ozawa | Method for removing scale from nuclear fuel rods |