железобетонный контейнер

Формула изобретения

Железобетонный контейнер для хранения и транспортировки отработавших сборок ТВЭЛ ядерного реактора, включающий железобетонный корпус с внутренней стальной оболочкой и днищем, охлаждающий канал и герметичные крышки, отличающийся тем, что корпус снабжен наружной стальной оболочкой, при этом арматура бетонного заполнения стенок выполнена в виде примыкающей вплотную к наружной стальной оболочке решетчатой обечайки, соединенной связями-тепловодами с внутренней стальной оболочкой, а на контейнер надет наружный кожух с тяговой трубой, при этом охлаждающий канал образован кольцевым зазором между корпусом контейнера и наружным кожухом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области ядерной техники и оборудованию для хранения и транспортировки отходов ядерного производства и отработавшего ядерного топлива энергетических ядерных реакторов.

Известна конструкция контейнера для хранения и транспортирования радиоактивных отходов [1] подвергнутых отвердеванию в слабой или средней степени, состоящего из резервуара, содержащего наружную бетонную оболочку и внутреннюю многослойную стенку и заглушку. Конструкция резервуара обеспечивает компенсацию температурных расширений оболочки во времени и теплоизоляцию ее внутри бака.

Известная конструкция эффективно отводит тепло при нормальных условиях эксплуатации, но при попадании контейнера в очаг пожара подвержена воздействию высокой температуры с разрушением бетона и потерей герметичности контейнера.

Известна конструкция конвекционно-охлаждаемого бетонного контейнера для транспортирования и хранения радиоактивных веществ [2] выделяющих тепло, имеющего систему каналов для отвода тепла путем естественной циркуляции наружного воздуха прототип.

Недостатками данной конструкции является то, что расположение охлаждающих каналов вблизи топливных элементов приводит к активизации протекающего по ним воздуха, кроме того, при попадании в очаг пожара контейнер подвержен сильному воздействию высокой температуры с разрушением бетона и потерей герметичности.

Заявляемое изобретение позволяет обеспечить эффективный отвод тепла при нормальных условиях эксплуатации, а при попадании контейнера в очаг пожара исключить увеличение температуры внутри контейнера, обеспечить герметичность и надежность контейнера.

Предложен контейнер железобетонный для хранения и транспортировки отработавших сборок ТВЭЛ ядерного реактора, включающий железобетонный корпус с внутренней стальной оболочкой и днищем, охлаждающий канал и герметичные крышки, корпус контейнера снабжен наружной стальной оболочкой, при этом арматура бетонного заполнения стенок выполнена в виде примыкающей вплотную к наружной стальной оболочке решетчатой обечайки, соединенной связями-тепловодами с внутренней стальной оболочкой, а на контейнере одет наружный кожух с тяговой трубкой, при этом охлаждающий канал образован зазором между корпусом контейнера и наружным кожухом.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображен предлагаемый контейнер, на фиг. 2 разрез по А-А.

Контейнер состоит из корпуса, который имеет наружную стальную оболочку 1 с днищем 2 и внутреннюю стальную оболочку 3 с днищем 4. Оболочки приварены к верхнему кованому кольцу 5, на котором установлены крышки 6 и 7, обеспечивающие герметичность и радиационную защиту.

В кольцевом пространстве между оболочками 1 и 3 с днищами 2 и 4 установлена арматура в виде решетчатой обечайки 8 и решетчатого диска 9, которые установлены вплотную к поверхности наружной оболочки 1 и днища 2.

Решетчатая обечайка 8 и решетчатый диск 9 через связи-тепловоды 10 и 11 приварены к оболочке 3 и днищу 4. Кольцевое пространство между оболочками и днищами залито пластичным, жаростойким, обеспечивающим радиационную защиту бетоном 12.

Во внутреннем пространстве контейнера установлен чехол 13 с отработавшими сборками ТВЭЛ, имеющими остаточное тепловыделение и активность.

С наружной стороны на контейнер с зазором надет кожух 14 с тяговой трубой 15.

Охлаждающий канал образован кольцевым зазором между корпусом контейнера и наружным кожухом 14.

Такая конструктивная схема позволяет передать большие тепловые потоки через стенку контейнера, т.к. наличие в бетоне стальных, расположенных с большой густотой по всей высоте стенки контейнера, тепловодов-связей 10 значительно увеличивает общий коэффициент теплопроводности стенки.

Установка наружного кожуха 14 с тяговой трубой 15 позволяет через кольцевой зазор между кожухом 14 и наружной стальной оболочкой 15 организовать естественную циркуляцию наружного воздуха, чем достигается более интенсивный отвод тепла с наружной поверхности корпуса контейнера.

При попадании контейнера в очаг пожара за счет быстрого прогревания наружной стальной оболочки 1 происходит ее термическое расширение и отслаивание от бетонного массива 12 с образованием зазора между бетоном и стенкой оболочки. Наличие зазора приводит к резкому увеличению термического сопротивления, которое препятствует проникновению тепла внутрь контейнера и повышению в нем температуры.

Сетчатая обечайка 8 из арматурной стали и стальные связи-тепловоды 10, 11 исключают разрушение бетона и способствуют сохранению его монолитности и прочности.