способ подготовки отработавшего ядерного топлива к хранению

Формула изобретения

Способ подготовки отработавшего ядерного топлива к хранению, включающий операции размещения пенала с отверстиями на стенке в бассейне с водой, загрузку отработавшего ядерного топлива из разгрузочно-загрузочной машины в пенал и транспортирование пенала с топливом к месту хранения, отличающийся тем, что пенал снабжен приспособлением для закрытия отверстий, которые открывают перед погружением пенала в бассейн и закрывают после заполнения пенала водой в процессе погружения его в бассейн, отработавшее ядерное топливо выгружают из разгрузочно-загрузочной машины в пенал с закрытыми отверстиями, а затем отверстия снова открывают и транспортируют пенал в водной среде бассейна к месту хранения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области ядерной энергетики, касается, в частности, технологии подготовки отработавшего ядерного топлива к хранению и может быть использовано для загрузки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) в пеналы посредством разгрузочно-загрузочной машины (РЗМ) и последующего его хранения в приреакторных бассейнах АЭС.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является способ подготовки отработавшего ядерного топлива к хранению, сведения о котором содержатся в работе [1] Способ заключается в том, что отработавшее ядерное топливо извлекают из реактора посредством РЗМ, затем выгружают из РЗМ в пенал приреакторного бассейна, который установлен в бассейне под защитным слоем воды. Пенал разгерметизирован посредством отверстий, выполненных в стенах пенала. Отверстия, выполненные в стенах пенала позволяют сообщить внутренний объем пенала, с объемом бассейна, при этом интенсифицировать теплосъем с тепловыделяющей сборки (отработавшего ядерного топлива), организовать воднохимический режим в полости пенала.

Недостатком технического решения по наиболее близкому аналогу является то, что при проведении операции перегрузки ОЯТ из РЗМ в пенал приреакторного бассейна происходит слив воды РЗМ в бассейн, следовательно требуется последующее заполнение РЗМ в течение длительного времени. Причем поступление воды из РЗМ в бассейн приводит к его дополнительному загрязнению высокотоксичными короткоживущими изотопами, например криптоном, ксеноном и др.

Задачей предлагаемого технического решения является исключение поступления воды из РЗМ в приреакторный бассейн в момент перегрузки ОЯТ, что улучшает экологическую безопасность АЭС.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в способе подготовки отработавшего ядерного топлива к хранению, включающем операции размещения пенала с отверстиями на стенке в бассейне с водой, загрузку отработавшего ядерного топлива из разгрузочно-загрузочной машины в пенал и транспортирование пенала с топливом к месту хранения, предложено пенал снабдить приспособлением для закрытия отверстий, которое открывают перед погружением пенала в бассейн и закрывают после заполнения пенала водой в процессе погружения его в бассейн, причем отработавшее ядерное топливо выгружают из разгрузочно-загрузочной машины в пенал с закрытыми отверстиями, а затем отверстия снова открывают и транспортируют пенал в водной среде бассейна к месту хранения.

Такое техническое решение позволит исключить загрязнение воды бассейна высокочастотными короткоживущими изотопами при перегрузке ОЯТ из РЗМ в пенал приреакторного бассейна и в то же время обеспечить интенсивный теплосъем с тепловыделяющей сборки и воднохимический режим при транспортировании пенала к месту хранения в водной среде бассейна.

Техническое решение поясняется графическими материалами. На фиг. 1, 2, 3, 4 иллюстрируется способ подготовки ОЯТ к хранению. На фиг. 56 показаны варианты приспособлений для реализации способа.

Способ осуществляется следующим образом. Для подготовки к хранению ОЯТ используют пенал 1 с отверстиями 2 и 3, показанный на фиг.1. Пенал 1 (фиг.1, 2) с приспособлениями для герметизации 4 и 5 закрепляют посредством захвата 6 на крюке 7 грузоподъемного крана. Приспособление 4 выполнено в виде уплотнительной манжеты, охватывающей корпус пенала 1. Приспособление 5 с уплотнением 8 содержит тягу 9 с упругим элементом 10. Пенал 1 с приспособлениями 4 и 5 опускают в бассейн, отверстия 2, 3 открыты, при этом, вода бассейна через отверстия 2, а затем и отверстия 3 заполняет полость пенала 1. Приспособлением 4 (фиг. 2, 3) герметизируют отверстия 3 пенала 1. Пенал 1 устанавливают в узел приема 11, при этом приспособление 5 с пеналом 1 опирают на подложку 12 днища 13, бассейна, за счет чего достигается герметизация отверстий 2. Производят стыковку с машиной РЗМ 14 и выгружают ОЯТ 15 в пенал 1. Отсстыковывают машину РЗМ 14 от пенала 1. Пенал 1 (фиг. 4) посредством грузоподъемного крана выводят из угла приема 11, поднимают до выхода уплотнения 4 над зеркалом воды бассейна. Разгерметизируют отверстия 3 путем съема с них уплотнения 4. Затем снимают с нижнего торца пенала 1 приспособление 5, разгерметизируя при этом отверстия 2. Приспособление 5 снимают с пенала 1 посредством перемещения тяги 9 с упругим элементом 10 в направлении оси пенала и затем извлекают из бассейна (фиг. 3, 4). Пенал 1 (фиг. 4) транспортируют к месту хранения в водной среде бассейна и устанавливают на балки щелевого перекрытия 16.

Приспособление, изображенное на фиг. 5, используют в способе аналогичным образом, но вместо упругого элемента при установке приспособления 5 используют натяжной механизм толреп. При этом нижний толреп 18 используют для установки приспособления 5 на торец пенала 1 и герметизации отверстий 2 непосредственно перед установкой пенала 1 в бассейн. Верхний толреп 19 используют для разгерметизации отверстий 2 пенала 1 и съема с него приспособления 5 в бассейне, после чего посредством тяги 9 приспособление 5 извлекают из бассейна.

На фиг. 6 изображен вариант герметизации нижних отверстий 2 пенала 1 с использованием приспособления для герметизации 20 с направляющей 21, установленного стационарно на днище 13 бассейна.

Реализация предлагаемого технического решения позволит организовать эффективное расхолаживание и хранения ОЯТ в условиях регулируемого воднохимического режима и тем самым повысит экологическую безопасность АЭС.