UA76414C2 - Method for producing a container for storing nuclear fuel, an equipment for producing the container, and a method for storing nuclear fuel - Google Patents

Description

Опис винаходу

Цей винахід стосується способу зберігання ядерного палива, зокрема відпрацьованого ядерного палива, 2 вилученого з ядерного реактора та призначеного для зберігання на коротший чи більш тривалий термін, наприклад, на час очікування переробки, ліквідації або перевезення для остаточного захоронення. Більше того, винахід стосується системи для реалізації способу.

Як відомо, відпрацьоване ядерне паливо утримується у великих бетонних контейнерах для зберігання; такі контейнери можуть мати форму паралелепіпеда або, наприклад, частіше, круглого циліндричного армованого 70 вертикально встановленого бетонного корпусу висотою біля бм та від 2,5 до Зм діаметрі. Приклади реалізації таких контейнерів для зберігання наведені в патенті ОЕ Мо3515871-А1, 5215/0005, публ. 06.11.1986. Паливо, що потребує зберігання в контейнері, розміщують в ємності для палива або резервуарі, виготовлених із сталі або іншого придатного матеріалу, які вмуровано в бетонний корпус.

Під час вилучення відпрацьованого палива з ядерного реактора, зазвичай його розміщують в водяному 12 басейні біля реактора, що часто знаходиться на території атомної електростанції, де воно утримується доти, доки його не перевезуть на переробний завод або до місця зберігання чи остаточного захоронення.

Цей винахід стосується, головним чином, етапу процесу захоронення, який включає герметизацію відпрацьованого ядерного палива в контейнері для зберігання. В контексті цього винаходу, цей етап також може включати перенос відпрацьованого палива з реактора або басейна для тимчасового зберігання в місце, де відбувається герметизація, а також спосіб розташування контейнеру для зберігання в місці для зберігання, наступним за операцією герметизації.

Відповідно до винаходу пропонується спосіб зберігання ядерного палива в контейнері для зберігання, що містить бетонний корпус та приймальний резервуар для палива, вмурований в бетонний корпус. Цей спосіб включає такі етапи: завантаження ядерного палива в приймальний резервуар; виготовлення опалубки для с 22 бетонного корпусу та встановлення приймального резервуару всередину опалубки; розміщення опалубки в Го) басейні з водою в зануреному положенні; заливка бетону в занурену опалубку для формування бетонного корпусу; виймання з басейну опалубки разом з бетонним корпусом, що сформувався всередині.

Ці кроки не обов'язково виконувати в тій самій послідовності, в якій вони наведені.

В способі за винаходом герметизація ядерного палива в контейнері для зберігання об'єднана з З 30 виготовленням контейнера для зберігання. Виготовлення головної частини контейнера для зберігання, тобто «-- бетонного корпусу, і вбудовування приймального резервуару в бетон виконується цілковито під водою, переважно в такий спосіб, щоб приймальний резервуар був вмурований в монолітний бетон. З

Винахід пропонує можливість раціонального та безпечного виконання всього процесу, включаючи перенос («о ядерного палива до приймального резервуару та його розміщення в ньому. Під час здійснення способу паливо 39 може бути занурене у воду на безпечну глибину. в

Відповідно до винаходу пропонується також система реалізації способу, тобто система виготовлення контейнерів для зберігання ядерного палива, зокрема відпрацьованого ядерного палива, та герметизації приймального резервуара з паливом в бетонному корпусі який є складовою частиною контейнера для « зберігання. Названа система складається з: водяного басейну глибиною, принаймні рівною висоті контейнера З 70 для зберігання, що виготовляється; обладнання для виготовлення опалубки для бетонного корпусу контейнера с для зберігання; обладнання для переносу опалубки та приймального резервуару до басейну з водою; з» обладнання для завантаження ядерного палива в приймальний резервуар; обладнання для заливання бетону до опалубки, щоб сформувати бетонний корпус в опалубці, коли опалубка занурена у воду в басейні; та обладнання для підйому опалубки і бетонного корпусу, який в ній сформовано, з басейну. 45 Бажано, щоб басейн мав принаймні дві секції, які можуть бути пов'язані між собою відповідним чином через 7 водяний шлюз, а саме, секція басейну, в якій паливо завантажують до приймального резервуара та інша секція

Ге»! басейну, в якій відбувається заливка бетону до опалубки. Глибина першої секції басейну повинна принаймні дорівнювати сумі висоти контейнера для зберігання та висоти твелів (тепловиділяючих елементів), оскільки е паливні касети або стрижневі твели, в яких знаходиться паливо, вводять в резервуар для палива зверху. Така - 20 глибина дозволяє постійно тримати твели у зануреному положенні. Бажано, щоб глибина була такою, щоб твели ніколи не наближувалися до поверхні води ближче ніж на 2-З3м. Після того, як твели будуть введені до

Т» приймального резервуару та приймальний резервуар буде закупорено, опалубку переміщують до іншої секції басейну, де відбувається заливка бетону. Ця секція басейну може мати меншу глибину, ніж перша секція басейну, але глибина має дорівнювати принаймні висоті контейнера для зберігання, щоб контейнер для зберігання можна було цілком занурити у воду.

ГФ) Бажано, щоб була передбачена додаткова секція басейну, яка пов'язана з першою секцією через відповідний водяний шлюз. В цій додатковій секції басейну можна розмістити твели в очікуванні їх введення в приймальний о резервуар. Ця додаткова секція басейну повинна мати таку глибину, щоб твели могли бути цілком занурені у воду, але бажано, щоб їхні верхні частини знаходилися на глибині принаймні 2-Зм під поверхнею води. 60 Нижче винахід буде описаний більш детально з посиланнями на супроводжуючі схематичні креслення, на яких зображено складові частини винаходу, що наведені лише як приклади.

На Фіг.1 наведена ізометрична проекція осьового діаметрального перерізу пристрою для зберігання, який має приймальний резервуар, що складається з восьми відсіків, кожен з яких пристосований для вміщення твелу.

На Фіг.2 наведений вигляд діаметрального перерізу однієї з торцевих кришок пристрою для зберігання, бо частини арматури, що закріплена в одній з торцевих кришок, та частини елементів, які правлять за перманентну опалубку для бетонного корпусу.

На Фіг.3 наведений аксіальний переріз модифікованого варіанту пристрою для зберігання, який може бути виготовлений у відповідності до цього винаходу. Такий контейнер для зберігання, головним чином, призначений для тимчасового, короткострокового зберігання, такого як зберігання ядерного палива під час транспортування.

На Фіг4 схематично наведене аксонометричне зображення системи виготовлення контейнерів для зберігання, згідно зі способом за цим винаходом та розміщення виготовлених контейнерів для зберігання в місці для зберігання.

На Фіг.5 схематичний у плані показано інший варіант системи виготовлення контейнерів для зберігання 7/о Відповідно до способу за цим винаходом.

На Фіг.б6 наведене аксонометричне зображення системи, показаної на Фіг.;5, причому передня частина видалена, щоб зробити видимими внутрішні частини.

На Фіг.7 поданий вигляд розгортки розрізу по лінії А-В на Фіг.5.

Пристрій для зберігання, показаний на Фіг1, що в подальшому також згадується як контейнер та /5 позначається позицією 10, є тільки прикладом такого типу контейнера для зберігання, який використовується для відпрацьованого ядерного палива, відповідно до винаходу, тобто контейнером для зберігання, що містить бетонний корпус та принаймні один приймальник палива чи резервуар, який вмуровано у бетонний корпус і який служить сховищем для ядерного палива під час зберігання. Ядерне паливо, що потребує зберігання, може мати різні форми, але варіант конструкції контейнера для зберігання або контейнер 10, зображений на Фіг.1, є 2о особливо придатним для зберігання палива в формі паливних касет або пучків паливних стержнів. Це також стосується і контейнера, зображеного на Фіг.3.

Взагалі, контейнер 10 у формі прямого циліндра має один осьовий наскрізний канал 11 круглого поперечного перерізу. Головну частину об'єму циліндру займає бетонний корпус 12, який має зовнішню форму, яка співпадає з формою контейнера в цілому. сч

Циліндрична зовнішня поверхня бетонного корпусу 12 вкрита циліндричною оболонкою 13, а його центральний канал зсередини облицьований центральною циліндричною трубою 14, що утворює основну і) частину центрального каналу 11. Оболонка 13 та центральна труба 14 є постійними частинами опалубки, в яку виливають бетонний корпус, тобто вони залишаються частинами контейнера 10 при його використанні.

Кінці бетонного корпусу 12 закриті круглою нижньою торцевою кришкою 15 та такою ж верхньою торцевою «г зо Кришкою 16. Як буде видно з подальшого детального опису, торцеві кришки 15 та 16 зроблені з листової сталі та, як і оболонка 13 та центральна труба 14, вони є постійними частинами опалубки. --

В бетонний корпус 12 вмуровано попередньо напружену арматуру, в цілому позначену як 17, що закріплена в «г торцевих кришках 15 та 16 та попередньо напружує бетонний корпус в трьох вимірах, вздовж аксіального та всіх радіальних напрямків. Арматура 17 розміщена поблизу циліндричної зовнішньої поверхні бетонного корпусу 12. ісе)

Приймальний резервуар складається з декількох закритих круглих циліндричних секцій резервуару, або ча ємностей для зберігання, які взагалі позначені 18, вмурованих в монолітний бетонний корпус 12 таким чином, що у бетоні, який контактує з ємностями для зберігання, немає швів або стиків. Ємності для зберігання герметично закриті та формують розподілені відсіки для зберігання (відсіки для палива) для фіксації паливних блоків, що зберігаються. В зображеному варіанті конструкції кількість ємностей для зберігання 18 дорівнює восьми і їх « осі розташовані на уявній циліндричній поверхні, концентричній з бетонним корпусом 12 та центральним каналом пт) с 11. . Як видно з фігур зображення, особливо з Фіг.1 та 3, відстань, що відділяє ємності для зберігання 18 від и? центральної труби 14 набагато менша за відстань, що відділяє ємності для зберігання 18 від зовнішньої оболонки 13. Відсік для зберігання, що складається з ємностей для зберігання 18 заповнюють рідким охолоджувачем, таким як вода. -І В кожному приймальному резервуарі 18 охолоджувач циркулює завдяки природній конвекції (термосифонна циркуляція) в замкненому контурі охолодження, що включає трубу 19, кінці якої з'єднані з внутрішньою частиною

Ме. приймального резервуара 18 в верхньому та нижньому кінцях ємності та яка розташована, переважно, в їх радіально зовнішній частині бетонного корпуса 12. Таким чином, охолоджувач відводить частину тепла, яке 5о утворилось в приймальному резервуарі 18 в зовнішню частину бетонного корпуса звідки тепло може - розсіюватися в оточуюче повітря або воду. Інша частка тепла відводиться всередину до центрального каналу 11, ї» з якого воно може конвективно відводитись в оточуюче середовище висхідним потоком повітря або води, що протікає крізь канал.

Та частина контуру охолодження, що знаходиться поза приймальним резервуаром 18 поблизу верхнього дв Кінця ємності для зберігання містить також розширувальний об'єм 20.

Торцеві кришки 15 та 16 є суттєво однаковими, і в подальшому описі вони, головним чином, будуть

Ф) представлені верхньою торцевою кришкою 16. Обидві торцеві кришки 15, 16 є одночасно торцевими стінками ка постійної опалубки, в яку виливають бетонний корпус 12, елементами для закріплення деталей арматури 17 бетонного корпусу, та захисними елементами торців бетонного корпусу в готовому контейнері 10. Додатково, бо верхня торцева кришка 16 може служити робочою платформою під час напруження арматури та будь-якого майбутнього переміщення вмісту ємностей для зберігання. Таке переміщення включає видалення бетону точно над приймальними резервуарами 18 таким чином, щоб можна було знову відкрити верхній кінець ємностей для зберігання.

Як видно з рисунків, торцева кришка 16 складається в основному з верхньої або зовнішньої плити 21 та 65 нижньої або внутрішньої плити 22. В готовому контейнері 10 плити 21, 22 відповідним чином з'єднанні разом, наприклад, зварюванням, а простір між ними частково або цілком заповнений бетоном. Переважно простір між плитами може містити обладнання, яке доступне ззовні контейнера 10 та використовується, наприклад, з метою спостереження та сигналізації, як обладнання для вимірів температури та активності, виявлення витоків та для зв'язку зі станцією спостереження.

Обидві плити 21, 22 круглі та мають центральний отвір приблизно того ж діаметру, що й центральна труба 14. Плити по їх внутрішньому та зовнішньому краях обладнані загнутими донизу кільцевими циліндричними ободами 23 та 24 на зовнішній плиті 21, та 25 та 26 на внутрішній плиті 22. Верхній кінець оболонки 13 вставляється у проміжок між зовнішніми ободами 23 та 25, та відповідним чином верхній кінець центральної труби 14 вставляється в проміжок між внутрішніми ободами 24 та 26. 70 На радіальній зовнішній частині внутрішньої плити 24 закріплено кільцеву сталеву рейку 27, яка служить як закріплюючий елемент для двох груп рівномірно розподілених по колу закладних деталей (стрижнів, тросів, дротів) 28, 29 арматури 17, та, як засіб для прикладення сил попередньо напружуючих бетонний корпус 12.

Додатково, рейка 27 служить закріплюючим елементом для множини рівномірно розподілених по колу деталей (не зображені) для приєднання підйомних засобів, що використовуються для підйому всього контейнера 10.

Центральна ділянка зовнішньої плити 21 має заглиблення та оснащена декількома отворами 31, по одному такому отвору над кожною ємністю для зберігання 18. У внутрішній плиті 22 передбачено відповідні отвори 32.

Ці отвори мають такі розміри, щоб твели можна було відразу завантажити Через відкриті верхні отвори приймальних резервуарів 18 перед тим, як бетонний корпус 12 буде сформовано шляхом заливання бетону.

Бажано, щоб діаметр отворів 31,32 був принаймні такий же великий, як і діаметр приймальних резервуарів 18.

Поблизу отворів 32 у верхній плиті 21 передбачено допоміжні засоби, символічно позначені точками 33, для розміщення та прикріплення відповідних пристроїв для видалення бетону з-під отворів, коли вміст приймальних резервуарів 18 потрібно зробити доступним через коротший чи довший термін зберігання після того, як було виготовлено контейнер 10, для того, щоб твели, що зберігаються, були вилучені для огляду, або переробки, або з іншої метою. сч

У зовнішній торцевій кришці 16 виконані розташовані по колу отвори 34 для проходження труб для заливки бетону (не показані) , крізь які бетон заливається в простір обмежений оболонкою 13, центральною трубою 14 і і) торцевими кришками 15, 16. Крім того, існує кільце отворів 35, крізь які закріплюючі прилади для деталей арматури 27, 28 стають доступними для маніпуляції.

Нижня торцева кришка 15 може бути суттєво ідентичною з верхньою торцевою кришкою 16, але вона також «р зо Може бути змінена принаймні так, щоб вона не мала отворів, подібних до отворів 31, 32 та 34 на верхній торцевій кришці 16. --

На Фіг.2 сталеву арматуру 17 показано більш докладно. Характерною рисою арматури 17 є розташування «г кожної деталі арматури 28, 29 з двох груп вздовж спіральної лінії а саме вздовж циліндричної гвинтової лінії, між торцевими кришками 15 та 16. В одній з двох груп деталі арматури 28 розташовані вздовж уявної ісе) циліндричної поверхні трошки ближчої до оболонки 13, ніж деталі арматури 29 іншої групи, які також ї- розташовані на уявній циліндричній поверхні, але напрямок закручування яких протилежний напрямку закручування першої групи. Ці дві уявні циліндричні поверхні концентричні до оболонки 13 та центральної труби 14. Найкраще, щоб кут нахилу гвинтової лінії арматурних деталей складав приблизно 452, і хоча б в деяких з точок перетину арматурні деталі були з'єднані дротяними бандажами або іншими придатними з'єднувальними « 70 елементами (не показані). шщ с З причин, що стануть зрозумілими далі, бажано, щоб кожна арматурна деталь 28, 29 була оточена й оболонкою у вигляді трубки (не показана на фігурах). «» Пристрій для зберігання 40, зображений на Фіг.3, який в подальшому також позначається як контейнер, в основному призначений для тимчасового, або іншого короткострокового зберігання ядерного палива, особливо

Під час перевезення чи переміщення твелів, наприклад, при переміщенні твелів із басейна-сховища до місця -І довгострокового зберігання.

Контейнер 40 відрізняється від контейнера 10 на Фіг.1, 2 лише тим, що має один приймальний резервуар чи б ємність для зберігання 41, яка розташована центрально та не призначена для повного заливання бетоном. ї» Натомість ємність для зберігання 41 закупорюється за допомогою окремого пристрою з можливістю непостійного закривання або повторного відкривання 41, який зображений на Фіг.3З лише схематично тому, що він може мати - будь-яку придатну для цього звичайну конструкцію. На Фіг.3 також показано паливний блок В, розміщений в

Та» центрі простору для зберігання обмеженому ємністю для зберігання 41, що спирається на тумбу 43.

Інша відмінність контейнеру 40 полягає в тому, що він не має окремого охолоджувального обладнання.

Оскільки зберігання носить короткостроковий характер, то тепло, яке виробляється твелом, може бути поглинене бетонним корпусом, не призводячи до неприпустимого нагрівання контейнера. Однак, якщо контейнер потребуватиме окремого охолоджувального пристрою, це може бути реалізоване за допомогою декількох іФ) наскрізних аксіальних каналів, що розташовані кільцем навколо ємності для зберігання 41 та проходять ко паралельно осі контейнера. Повітря або вода можуть протікати крізь канали вгору за рахунок природної конвекції, для того щоб відвести тепло від ємності для зберігання 41. во Додаткова відмінність полягає в тому, що зовнішня сторона бетонного корпусу обладнана металевою оболонкою 45, яка простягається, як вверх так і вниз та заходить за межі ділянки ємності для зберігання 41, в якій знаходиться паливний блок В. Ця оболонка, яка зазвичай виготовляється зі сталі, має значну товщину, наприклад, 1Осм. Це додатково підсилює захист від радіації, що забезпечує секція бетонного корпусу 44, яку вона охоплює. Тому діаметр бетонного корпусу 44 може бути значно меншим, ніж у випадку, коли захист від 65 радіації забезпечується лише самим бетонним корпусом.

Арматура 46 практично ідентична з арматурою 17 на Фіг.1. Однак, торцеві кришки 47 та 4 8 дещо відрізняються від показаних на Фіг.1. В цьому випадку рейка 27 розташована на зовнішній стороні верхньої плити 47А, 484А, в кільцевий жолоб донної стінки якої входить зовнішній край внутрішньої плити торцевої кришки 478, 488.

Відповідно, конструкцію торцевих кришок, показаних на Фіг.З може бути використано у контейнері для зберігання, зображеному на Фіг.1. Вона має перевагу, яка полягає в тому, що деталі арматури 46А, 468 легше підлягають напруженню та закріпленню, ніж у конструкції показаній на Фіг.1.

Зображену на Фіг.4 установку або систему для виготовлення герметичних контейнерів для зберігання 10 з ядерним паливом, що міститься усередині, зручно розташувати біля місця, де знаходяться контейнери для 7/0 Зберігання під час зберігання, незалежно від того, чи це місце остаточного поховання, чи місце тимчасового зберігання. Наприклад, місце для зберігання може бути розташоване біля атомної електростанції, або в деякому іншому місці, де зберігають відпрацьоване ядерне паливо. В даному випадку припускається, що ядерне паливо тимчасово тримають під водою в басейні, який призначений для такого короткострокового зберігання, та з якого воно переноситься до системи за винаходом. На Фіг.4 цей басейн позначено як 50 і він складається з трьох 7/5 окремих секцій басейну.

З басейну 50 ядерне паливо переміщують в транспортних контейнерах, або контейнерах для тимчасового зберігання 51, наприклад, такого типу, як показано на Фіг.3, в інший басейн, або систему басейнів 52, що має три секції басейну 53, 54, 55, які можуть вибірково сполучатись одна з одною, бажано через водяний шлюз (лише схематично позначений як І на Фіг.4). На Фіг.4 переміщення контейнерів 51 позначено стрілкою А, яка також го позначає обладнання, необхідне для переміщення, таке як підйомні або пересуваючі механізми та будь-яке інше необхідне для вантажних операцій обладнання, контрольне обладнання тощо.

Секція басейну 53, яка призначена для прийому резервуарів тимчасового зберігання 51, що надходять з басейну 50, заповнена водою на глибину щонайменше рівну бажано, на 2-3м більшу ніж сума висоти транспортного контейнера для зберігання 51 та висоти паливного елемента В, що знаходиться в контейнері 51. сч ре Таким чином коли контейнери 51 знаходяться на дні секції басейна 53, паливні елементи (В) можуть бути вийняті з контейнерів 51 та потім зсунуті горизонтально без виходу на поверхню води. Бажано, щоб паливні елементи і) ніколи не наближалися до водної поверхні ближче ніж на 2-3м.

Альтернативно, паливні елементи можуть бути вилучені з тимчасового контейнеру для зберігання в секцію басейна та розміщені на стелажах або інших придатних опорах в басейні. «Е зо В сусідній секції басейна 54 паливні елементи, вилучені з контейнерів тимчасового зберігання 51 розміщують в приймальних резервуарах 18, вмонтованих в опалубку, яка була підготовлена для виготовлення - контейнера 10 та занурена у воду в секції басейна 54. Паливні елементи забирають з секції басейна 53 та «Е переміщують під водою до секції басейна 54, де їх опускають до приймальних резервуарів 18 в опалубці; на протязі всієї цієї операції паливні елементи цілком занурені у воду. Для цього потрібно, щоб глибина шару ісе) з5 ВОДИ В секції басейна 54 дорівнювала, принаймні, висоті опалубки та висоті паливних елементів, а бажано, щоб ча вона була на декілька метрів більше.

На Фіг.4, переміщення паливних елементів, що містяться в контейнерах 51, до приймальних резервуарів 18 позначається стрілкою В, яка також позначає обладнання, необхідне для переміщення, таке як підйомні або транспортні механізми та будь-яке інше необхідне для вантажних операцій обладнання, контрольне обладнання «

ТОЩО. шщ с Опалубку складають на складальному стенді 56 в частині басейна 52, а потім їх піднімають до секції басейна 54 та встановлюють на дні басейна. Складання може бути виконане з використанням заздалегідь ;» складених вузлів, які транспортують до складального стенду, де з цих вузлів складають опалубку. Це схематично зображено на Фіг.4, де складальний стенд 56 містить три секції, позначені 57, 58 та 59.

В першій секції 57 збирають нижню торцеву кришку 15 і встановлюють оболонку 13 та центральною трубу 14 -І на нижній торцевій кришці. Вузол 60, сформований таким чином, доставляється в секцію 59, де група ємностей для зберігання 18, що утворює приймальний резервуар, додається до вузла та закріплюється всередині

Ме, придатними для підтримки та закріплення засобами. Цей етап, який можна провести в секції 57, позначений їх стрілкою С, яка також позначає обладнання, необхідне для переміщення, таке як підйомні або пересуваючі механізми та будь-яке інше необхідне для вантажних операцій обладнання, контрольне обладнання тощо. - В секції 58 складального стенду 56 з'єднують верхню торцеву кришку 16 та арматуру 17 і формують, таким ї» чином, вузол, який потім піднімають та переносять в секцію 59 та з'єднують з вузлом 60, щоб завершити опалубку 62. Цей етап позначається стрілкою 0, яка також позначає обладнання, необхідне для переміщення, таке як підйомні або транспортні механізми та будь-яке інше необхідне для вантажних операцій обладнання,

Контрольне обладнання тощо.

Вузли, які формують опалубку 62, піднімають та переміщують в секцію басейна 54 та опускають на дно секції (Ф) басейна, та заповнюють водою. Перед цим, ємності для зберігання 18 повинні бути заповнені охолоджувачем, ка таким як дистильована вода. Цей етап позначений стрілкою Е, яка також позначає прилади, необхідні для виконання цього етапу такі, як машинне обладнання для підйому та переміщення та будь-яке необхідне для бор оперування з вантажем та контролююче обладнання тощо.

Тепер твели переміщують з секції басейну 53 до ємностей для зберігання 18 в опалубці 62 (стрілочка В).

Природно, що тоді твели витіснять деяку кількість дистильованої води в ємності 18. Завдяки тому, що ємність для зберігання заливається охолоджувачем заздалегідь, забруднення охолоджувача виключається. Глибина секції водного басейна 54, зрозуміло, повинна бути достатньо великою, щоб можна було бути впевненим, що б5 твели не піднімуться до поверхні води ближче, ніж на 2-3м.

Тоді ємності для зберігання 18 закупорюють, після чого опалубку 62 переміщують до секції басейну 55.

Глибина шару води в секції достатня для того, щоб опалубка напевно була цілком зануреною. Бажано, щоб глибина води була така, щоб верхня частина опалубки знаходилась щонайменше на 2-3м нижче за поверхню води. Переміщення опалубки до секції басейну позначено стрілкою КЕ, яка також позначає прилади, які потрібні для виконання етапу переміщення, такі як машинне обладнання для підйому та переміщення та будь-яке необхідне для оперування з вантажем та контролююче обладнання, та тощо.

В секції басейну 55 опалубку 62 заливають бетоном, з бетонної станції 63. Бажано, щоб заливка бетону до опалубки проводилась за допомогою однієї чи декількох так званих труб для підводного бетонування, тобто труб для заливки бетону під водою, які проходять скрізь отвори 34 та 35 в верхній торцевій кришці 16 вниз до 7/0 Нижньої торцевої кришки 15. По мірі того, як верхня поверхня бетону, що подається до опалубки, буде підійматися, заливна труба, або труби, підіймається таким чином, щоб нижній кінець труби знаходився дещо нижче за цю поверхню. Під час заливки бетон може піддаватися вібраційному ущільненню.

Етап заливки бетону, описаний в попередньому параграфі, позначений стрілююю С, яка також означає прилади, які потрібні для виконання цього етапу, такі як машинне обладнання для підйому та переміщення та /5 будь-яке необхідне для оперування з вантажем та контролююче обладнання, труб для підводного бетонування або заливних труб тощо.

Коли бетон до деякої міри затвердіє, але ще не досягне своєї кінцевої твердості, наприклад, через один-два дні, арматуру 17 напружують до деякого ступеня за допомогою верхньої торцевої кришки 16.

Завершений контейнер 10 має бути вилучений з секції басейну 55. Ще через деякий час, арматуру 17 додатково 2о напружують в декілька етапів, поки не досягнуть її кінцевого попереднього напруження. Це наступне напруження зручно виконати за допомогою обох торцевих кришок 15, 16. Розміщення деталей арматури в трубчатих оболонках, які можуть бути наповнені мастилом, забезпечує передачу напружуючих зусиль на всьому шляху від однієї торцевої кришки до іншої. Коли напруження буде виконане, бетон можна буде ввести до оболонок та порожнин біля рейки 27 в торцевих кришках. сч

Після цього в контейнер 10 додається необхідне обладнання для моніторингу та сигналізації і завершений контейнер перевозять до місця зберігання, позначеного як 64 на Фіг.4. На цьому місці контейнери 10 можуть і) бути заштабельовані, наприклад, по три контейнери в одному штабелі, залишаючи вільний простір між штабелями так, щоб повітря або вода, якщо місце зберігання знаходиться у воді, могли вільно обтікати штабеля.

Штабелі бажано розташовувати на підставці, яка дозволяє повітрю, або воді протікати вгору та вниз скрізь «г зо шахти утворені центральними каналами 11 в контейнерах 10, розташованих вздовж однієї лінії. Якщо це бажано або потрібно, ця шахта може бути подовжена вгору за допомогою подовжуючих труб для підсилення тяги в - витяжній трубі або термосифонного потоку, який утворюється в шахті за рахунок нагрівання повітря або води, «Е спричиненого теплом, що виробляється твелами в контейнерах 10 та відводиться шахтою.

Переміщення опалубки 62 з бетонним корпусом, що сформувався всередині, це операція, що виконується ісе) зв над готовим контейнером 10 після переміщення, і включає перевезення до місця зберігання 62, як описано у ї- двох попередніх параграфах, та позначено стрілкою Н. Ця стрілка також позначає прилади, які потрібні для виконання етапу переміщення, такі як машинне обладнання для підйому та переміщення та будь-яке необхідне для оперування з вантажем та контролююче обладнання, тощо.

Суміжно з секцією басейну 55 передбачається система очищування 65, крізь яку циркулює та де очищується «

Вода з цієї секції. з с Система виробництва, або завод, показаний на Фіг.5-7, в основному реалізує принципи системи, показаної на

Фіг.А4, але де в чому відрізняється стосовно конструкції басейну 52, а саме, тієї частини системи, де твели ;» закладають у ємності для зберігання, закріплені в опалубку, та бетон заливають до опалубки. Частини на

Фіг.5-7, для яких є відповідні частини на Фіг.4., мають ті ж самі номери посилань, що і частини на Фіг.4.

Басейн 52 на Фіг.5-7 відрізняється від басейну на Фіг.4, переважно конструкцією круглої форми, подібною -І до силосного бункеру, в якій опалубка 62 рухається вздовж дугової траєкторії.

Найдальшу від центру частину басейну 52 утворює зовнішня стінка 52А, яка є фермоподібною круглою

Ме, циліндричною оболонковою конструкцією із зовнішньою оболонкою 528В, внутрішньою оболонкою 52 та їх декількома стінками 520, що з'єднують між собою зовнішню та внутрішню оболонки. Вільні місця між зовнішньою 5о та внутрішньою оболонками можуть бути використані як сховища для обладнання та матеріалів, що - використовуються для виробництва контейнерів. ї» Всередині від зовнішньої стінки 52А та концентрично з нею знаходиться кругла циліндрична внутрішня стінка 52. Простір між зовнішньою стінкою 52А та внутрішньою стінкою 52Е, а також простір усередині внутрішньої стінки заповнені водою. Останній зі у згаданих просторів утворює секцію басейна 53, де транспортні контейнери дво для зберігання та паливні блоки В розміщуються перед тим, як вони будуть переміщені до опалубки 62.

У кільцевому просторі між зовнішньою стінкою 52А та внутрішньою стінкою 52Е розташовані додаткові секції

Ф) басейну 54А, 548, 55А, 558 та 55С. Серед зазначених секцій басейну, секцію басейну 54 можна розглядати як ка відповідну до частини секції басейну 54 на Фіг.4, тоді як секції басейну 55А та 558 можуть вважатися відповідними до решти секцій басейну 54 та 55 на Фіг.4. Секції басейну 54А та 55С не мають прямих аналогів на бо Фіг.4.

Зі складального стенду 56 змонтована опалубка 62 з ємностями для зберігання 18, встановленими всередині, переміщується, наприклад переноситься, до секції басейна 53, в якій вони встановлюються на підставку 70, яка транспортується рухомою платформою 71. Ця платформа рухається по колу або проходить крізь всі секції басейну, за виключенням секції 55С, та може бути трішки нахилена в напрямку руху підставки 70, щоб 65 полегшити рух. На платформі, яка, звичайно, може бути виконана у будь-який інший придатний спосіб, опалубка 62 може бути переміщена з секції басейну 554 до наступних секцій басейну 54А, 55А, 558 та 55С. Для того, щоб цей рух виконувався без змішування води з різних секцій басейну, між секціями 54А/548В, 54В/55А та 55А/55С передбачені шлюзи, зображені як радіальні стінки, показані на фігурах зображення.

Альтернативно, опалубку 62 можна переміщувати всередині та між секціями басейну за допомогою засобів вантажного обладнання.

Басейн 55С використовується так, як було описано нижче, для розміщення контейнерів 10, призначених для відкривання та видалення ядерного палива, що зберігається.

Виготовлення контейнерів 10 та збереження ядерного палива в них відбувається суттєво у той же спосіб, як і в системі, показаній на Фіг.4. 70 Опалубку 62, складену на станції складання 56 та ємності для збереження, вмонтовану в опалубку, яка служить приймальним резервуаром, переміщують до секції басейна 54А, використовуючи відповідне вантажне обладнання. На зображеному варіанті конструкції, секція басейна 54А може містити опалубку 62 для двох контейнерів одночасно, але вона може бути сконструйована у розмірах для вміщення опалубки як для одного контейнера, так і для більш ніж двох контейнерів.

Коли опалубка 62 для контейнера 10 завантажено паливними блоками В з секції басейну 53, та опалубка в секції 54А, що знаходиться найближче до наступної секції басейну 548, переміщується в ту секцію басейну крізь водяний шлюз, який знаходиться між цими секціями. Паливні блоки В переміщують з центральної секції басейну 53 до ємностей для зберігання 18 в опалубці 62, переміщеної до секції басейну 54В, після чого ємності для зберігання 18 закупорюють методом, описаним вище.

Завантажену таким чином опалубку 62 потім переміщують з секції басейну 54В до секції басейну 55А через проміжний водяний шлюз. В секції басейну 55А заливка бетонного корпусу для контейнера відбувається так, як описано з посиланнями на Фіг.4. Секція басейну 55А може містити опалубки для двох контейнерів одночасно, але вона може бути модифікована таким чином, щоб закріплювати опалубку для одного контейнера, або опалубки для більш, ніж двох контейнерів. Якщо вона може містити опалубки для двох, або більше контейнерів, с вона може бути також використана, як буферний простір так, що та опалубка для контейнера, яка була вже залита, може залишатися в секції басейна 55А до того часу, поки в секції басейна 558 звільниться місце для (8) заливки бетону в опалубку наступного контейнера. Після заливки бетону, який подається з бетонної станції відповідної до зображеної на Фіг.4, опалубку 62, в яку залито бетон, переміщують до секції басейну 558, де бетону дозволяють застигнути та затвердіти. В цей же час можна провести додаткові роботи над більш-менш («фр зо готовим контейнером 10, такі як попереднє напруження та/або післянапруження деталей арматури.

Коли бетон в контейнері 10 достатньо застигне, контейнер піднімають з секції басейну 55В, щоб перемістити (ї"7 до місця зберігання, відповідного до місця зберігання, зображеного на Фіг.4. Якщо потрібні додаткові роботи «г над контейнером, вони проводяться після цього в секції басейну 52.

Секція басейну 55С використовується, коли з будь-яких причин контейнер 10, що містить ядерне паливо, ісе) з5 потрібно відкрити для вилучення або огляду ядерного палива. Це може бути необхідним, якщо паливо має бути ча вилучене з контейнера для переробки або з якоюсь іншою метою.

В цьому випадку контейнер 10 занурюють до секції басейну 55С та відчиняють. Якщо контейнер зроблений відповідно до Фіг.1-3, відкривання відбувається шляхом видалення бетону над ємностями для зберігання, таким чином, що твели, що зберігаються, можуть бути підняті та перенесені до центральної секції басейна 53 та « розміщенні в транспортних контейнерах 51, при цьому процес протікає таким чином, щоб в жодній його фазі вони пт) с не підіймалися до поверхні води в секції басейну або навіть не наближалися до неї. . В модифікації способу за винаходом, в опалубку 62 не вводять ємність для зберігання аналогічну до ємності и?» для зберігання 18, зображеної на Фіг.1 перед тим, як опалубку розміщують в секції басейна 54. Замість цього використовують ємності для зберігання у вигляді спеціальних контейнерів, до яких завантажено ядерне паливо

Тоді, коли контейнери для палива знаходяться в окремому басейні або секції басейну або в секції басейну 53. -І В цій модифікації, частина, яка відповідає опалубці 62 підготовлюється таким чином, що може приймати контейнери для палива після того, як вони будуть розміщені в секції басейна 54. Наприклад, частина опалубки, ме) яка відповідає елементу опалубки 60, може бути забезпечена відповідними напрямними деталями та ї5» кріпленнями для належного розміщення контейнера для палива в опалубці перед заливанням бетону. Та 5о частина опалубки, яка відповідає елементу 60 може бути спочатку розміщена в секції басейна 54, в якій - контейнери для палива розміщуються в тій частині, де вмонтована частина, відповідна до елементу опалубки 61. ї» Слід усвідомлювати, що зображені та описані системи та обладнання для виробництва контейнерів є тільки прикладами реалізації винаходу та що на практиці деталі можуть варіюватись в широкому діапазоні, в залежності від області застосування винаходу. Для полегшення ілюстрації та роз'яснення винаходу, машинне обладнання для підйому, переміщення та інших операцій з матеріалами були опущені, або позначені лише символічно, наприклад, стрілками. Конструкція цього обладнання, та спосіб його використання не входять до (Ф, цього винаходу та можуть бути цілком традиційними. іме)

Claims (25)

Формула винаходу 60

1. Спосіб виготовлення контейнера (10) для зберігання ядерного палива, який складається з бетонного корпусу (12) та приймального резервуара (18), вбудованого в бетонний корпус, що включає завантаження ядерного палива в приймальний резервуар, виготовлення опалубки (62) для бетонного корпусу (12) та 65 закріплення приймального резервуара в опалубці, розміщення опалубки в зануреному положенні в басейні (54), що заповнений водою, заливання бетону в занурену опалубку (62) для формування бетонного корпусу (12) та вилучення з басейну (62) опалубки з бетонним корпусом, що сформувався всередині.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що ядерне паливо завантажують в приймальний резервуар після того, як опалубка (62) розміщена в зануреному положенні в басейні (52).

З. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що паливо (В) переміщують в приймальний резервуар (18) із підводного положення в суміжному басейні, або секції басейну (53).

4. Спосіб за пп. 2 та 3, який відрізняється тим, що після завантаження ядерного палива (В) в приймальний резервуар (18) та герметизації приймального резервуара опалубку (62) переміщують в зануреному положенні до суміжного басейну або секції басейну (55), де здійснюють заливання бетону в опалубку (62). 70

5. Спосіб за п. З, який відрізняється тим, що ядерне паливо розміщують в суміжному басейні або секції басейну (53), доки воно буде вміщене в транспортний контейнер (51), а транспортний контейнер розміщують в зануреному положенні в тому ж басейні або в секції басейну.

6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що паливо завантажують в приймальний резервуар перед тим, як приймальний резервуар вводять в опалубку, а приймальний резервуар з паливом, завантаженим всередину 7/5 Нього, розміщують в опалубці після того, як опалубка занурена в басейн (52).

7. Спосіб за п. б, який відрізняється тим, що приймальний резервуар з завантаженим в нього паливом переміщують весь час в зануреному положенні з басейну або секції басейну, заповнених водою, до зануреної опалубки.

8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що приймальний резервуар (18) замуровують у Монолітний бетон.

9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що бетонний корпус (12) відливають за формою суттєво прямого вертикального циліндра.

10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що бетонний корпус (12) формують з центральним, аксіально орієнтованим наскрізним каналом (11), а приймальний резервуар (18) для палива виконують в бетонному корпусі сч У вигляді декількох окремо герметизованих секцій, розміщених навколо центрального каналу, при цьому ядерне паливо (В) розподіляють по секціях резервуара під час завантаження в приймальний резервуар. і)

11. Спосіб за будь-яким з пп. 1-10, який відрізняється тим, що опалубку (62) складають як таку, що не видаляється, принаймні з нижньої торцевої кришки (15), верхньої торцевої кришки (16) та циліндричної зовнішньої стінки (13), що з'єднана з торцевими кришками, причому в опалубку (62) вставлена арматура (17), «г зо яка закріплена в торцевих кришках (15, 16).

12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що арматуру (17) виконують як дві групи елементів арматури -- (28, 29), які розміщені вздовж гвинтових ліній на двох уявних циліндричних поверхнях, що знаходяться поблизу «г від внутрішньої поверхні зовнішньої стінки опалубки (13), причому елементи арматури (28) кожної групи рівномірно розподілені по поверхні та мають однаковий напрямок закручування, в той час як елементи арматури ісе) (29) іншої групи мають напрямок закручування протилежний до напрямку закручування елементів арматури ї- першої групи.

13. Спосіб за будь-яким з пп. 1-12, за яким бетон заливають у опалубку (62) через, принаймні одну, вертикально встановлену трубу, отвір якої розташовують поблизу найнижчої частини заповнюваної опалубки на початку заливання, причому отвір піднімають під час заливання таким чином, що він знаходиться постійно трохи « нижче поверхні бетону, що заливають. в с

14. Спосіб за будь-яким з пп. 9-13, який відрізняється тим, що елементи арматури (28, 29) напружують, принаймні до деякого ступеня, після того, як бетон частково але не до кінця затвердіє. ;»

15. Спосіб за будь-яким з пп. 1-14, який відрізняється тим, що опалубку виготовляють та вставляють у неї приймальний резервуар (18) зовні басейну, всередині якого ядерне паливо завантажують до приймального резервуара. -І

16. Система для виготовлення контейнера (10) для зберігання ядерного палива, зокрема для відпрацьованого ядерного палива, та зберігання палива, вміщеного в приймальний резервуар (18) в бетонному Ме, корпусі (12), який є складовою частиною контейнера для зберігання, що містить водяний басейн (52) з глибиною, їх яка принаймні дорівнює висоті контейнера для зберігання (10), що виготовляється; обладнання для монтажу бетонної опалубки (62) для бетонного корпусу (12) контейнера для зберігання (10); обладнання для переміщення - опалубки та приймального резервуара до системи водяних басейнів (52); обладнання для завантаження ї» ядерного палива до приймального резервуара (18); обладнання для заливання бетону у опалубку (62), занурену під воду у водяному басейні (52) для формування бетонного корпусу в опалубці; обладнання для вилучення опалубки (62) та бетонного корпусу (12), що сформувався всередині, з водяного басейну (52), причому ці ов елементи зв'язані між собою підйомними та/або пересувними механізмами, оснащеними контрольним обладнанням. Ф)

17. Система за п. 16, в якій водяний басейн (52) включає першу секцію басейну (53) для вміщення ка зануреного ядерного палива та другу секцію басейну (54, 54А), що пристосована для занурення опалубки (62).

18. Система за п. 17, в якій приймальний резервуар та обладнання для герметизації приймального бр резервуара з ядерним паливом розміщені в опалубці.

19. Система за п. 18, в якій обладнання для завантаження ядерного палива до приймального резервуара (18) включає засоби для переміщення палива з першої секції басейну (53) до другої секції басейну (54) та для завантаження ядерного палива до приймального резервуара (18) в другій секції басейну (54).

20. Система за будь-яким з пп. з 17 по 19, в якій водяний басейн (52) має множину секцій басейну (54А, 65 548, 55А, 558, 553), розташованих вздовж замкненої лінії, переважно кола, та яка включає пристрої (70, 71) для переміщення опалубки (62) між секціями басейну.

21. Система за будь-яким з пп. з 17 по 20, в якій водяний басейн включає третю секцію басейну (55, 558) для вміщення опалубки (62) в зануреному положенні, що містить приймальний резервуар (18) із завантаженим в нього ядерним паливом.

22. Система за будь-яким з пп. з 18 по 21, в якій секції басейну (53-55) сполучаються через шлюзи.

23. Система за будь-яким з пп. з 16 по 21, в якій засоби для складання опалубки (62) розміщені поруч з водяним басейном (52).

24. Система за будь-яким з пп. з 16 по 23, в якій засоби для вилучення опалубки (62) з бетонним корпусом (12) всередині неї з водяного басейну включають пристрої для транспортування переміщуваної опалубки до 7/0 місця зберігання (64) контейнерів (10).

25. Спосіб зберігання ядерного палива, що включає виготовлення множини суттєво циліндричних контейнерів для зберігання (10), кожний з яких включає бетонний корпус (12) та приймальний резервуар (18), що вміщує ядерне паливо (В) та вмурований в бетонний корпус, причому кожний контейнер для зберігання має центрально розміщений, аксіально орієнтований наскрізний канал, який, принаймні частково, утворений у бетонному корпусі 7/5 (12) та має тепловий контакт з приймальним резервуаром (18) для відводу тепла від нього; штабелювання контейнерів (10) таким чином, щоб центральні канали контейнерів співпадали та вільно сполучались між собою; подавання рідкого охолоджувача в нижній кінець центрального каналу найнижчого у штабелі контейнера для зберігання та випуску рідкого охолоджувача з верхнього кінця центрального каналу найвищого у штабелі контейнера для зберігання. с щі 6) « «- « (Се) і - -

с . и? -І (о) щ» - 70 с» іме) 60 б5