RU160379U1

RU160379U1 - REMOVABLE RACK FOR STORING WASTE FUEL

Info

Publication number: RU160379U1
Application number: RU2015111807/07U
Authority: RU
Inventors: Давид БУКВАР
Original assignee: Шкода Йс А.С.
Priority date: 2014-04-17
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2016-03-20
Also published as: CZ27200U1; SK501332014U1; SK7201Y1; HU4707U; UA104237U

Abstract

1. Съемный стеллаж для временного хранения отработавших топливных кассет атомного реактора, состоящий из трех расположенных друг возле друга секций, предназначенных для хранения топливных кассет, отличающийся тем, что каждая секция содержит верхнюю плиту (4, 5, 6) и на расстоянии от нее расположенную нижнюю опорную плиту (1, 2, 3), соединенные распорными трубами (12) для образования каркаса, в котором расположен комплект абсорбционных труб (10) для хранения отработавших топливных кассет, соединенных с нижней опорной плитой (1, 2, 3) и проходящих через соответствующее отверстие в верхней плите (4, 5, 6), причем длина отдельных абсорбционных труб (10) не менее соответствующей длины активной части топливной кассеты, для которой абсорбционная труба предназначена, и абсорбционные трубы (10) изготовлены из аустенитной стали с содержанием бора от 0,1 вес. % до 1,0 вес.%.2. Съемный стеллаж по п. 1, отличающийся тем, что абсорбционная труба (10) в нижней части снабжена переходником (11), который с ней жестко соединен и предназначен для установки абсорбционной трубы (10) в нижней опорной плите (1, 2, 3).3. Съемный стеллаж по п. 2, отличающийся тем, что нижняя опорная плита (1, 2, 3) снабжена отверстиям, в то время как переходник (11) снабжен, во-первых, соединительной частью, предназначенной для соединения с абсорбционной трубой (10) и образования опорной поверхности для топливных кассет, во-вторых, фиксирующей частью с выступом, предназначенным для вставления в отверстия в нижней опорной плите (1, 2, 3).4. Съемный стеллаж по п. 3, отличающийся тем, что нижняя опорная плита (1, 2, 3) снабжена круглыми отверстиями, а выступ фиксирующей части переходника (11) имеет круглое сечение и соответствующий диаметр для вставления в отверстие в нижней опорной плит1. A removable rack for temporary storage of spent fuel cartridges of an atomic reactor, consisting of three sections located next to each other, designed to store fuel cartridges, characterized in that each section contains a top plate (4, 5, 6) and located at a distance from it lower base plate (1, 2, 3) connected by spacer tubes (12) to form a frame in which a set of absorption tubes (10) is located for storing spent fuel cartridges connected to the lower base plate (1, 2, 3) and passing across a corresponding hole in the upper plate (4, 5, 6), and the length of the individual absorption pipes (10) is not less than the corresponding length of the active part of the fuel cartridge for which the absorption pipe is intended, and the absorption pipes (10) are made of austenitic steel with a boron content of 0.1 weight % to 1.0 wt.%. 2. A removable shelf according to claim 1, characterized in that the absorption pipe (10) in the lower part is equipped with an adapter (11), which is rigidly connected to it and is designed to install the absorption pipe (10) in the lower base plate (1, 2, 3) .3. A removable shelf according to claim 2, characterized in that the lower base plate (1, 2, 3) is provided with openings, while the adapter (11) is equipped, firstly, with a connecting part for connecting to the absorption pipe (10) and the formation of a supporting surface for the fuel cartridges, and secondly, the fixing part with a protrusion designed to be inserted into the holes in the lower base plate (1, 2, 3) .4. A removable shelf according to claim 3, characterized in that the lower base plate (1, 2, 3) is provided with round holes, and the protrusion of the fixing part of the adapter (11) has a circular cross section and a corresponding diameter for insertion into the hole in the lower base plate

Description

Область техникиTechnical field

Техническое решение касается съемного стеллажа для временного хранения отработавших топливных кассет водо-водяного энергетического реактора мощностью 440 МВт, особо пригодно для типа ВВЭР-440 и относится к области атомного машиностроения, а именно дизайну стеллажей для хранения отработанного топлива.The technical solution relates to a removable rack for the temporary storage of spent fuel cartridges of a 440 MW water-water power reactor, is particularly suitable for the VVER-440 type and relates to the field of nuclear engineering, namely the design of the shelves for storing spent fuel.

Уровень техникиState of the art

Для хранения отработавшего топлива из ядерных реакторов, в частности, топлива из реактора типа ВВЭР-440, на атомных электростанциях применяются два типа стеллажей, размещаемых в бассейнах выдержки. К первому типу относятся стеллажи, постоянно установленные в бассейне выдержки и предназначенные для выдержки отработавшего топлива под слоем воды на протяжении нескольких лет перед транспортировкой с электростанции на место постоянного хранения или переработки. Стеллажи данной конструкции описаны в документах US 4,187,433, US 2012/0082285 A1, RU 2465661 и CZ 21182 U1.For storage of spent fuel from nuclear reactors, in particular, fuel from a VVER-440 type reactor, two types of racks are used in nuclear power plants at storage pools. The first type includes racks that are permanently installed in the holding pool and designed to hold spent fuel under a layer of water for several years before being transported from the power plant to a place of permanent storage or processing. Shelves of this design are described in documents US 4,187,433, US 2012/0082285 A1, RU 2465661 and CZ 21182 U1.

Ко второму типу стеллажей относятся, в частности, в случае водо-водяных реакторов мощностью 440 МВт, съемные стеллажи, предназначенные для хранения отработавшего топлива в ходе планово-предупредительных ремонтов. Съемные стеллажи в бассейне выдержки устанавливаются над стеллажами первого типа и в бассейне не находятся постоянно, а устанавливаются лишь на переходное время. Съемные стеллажи, в отличие от стеллажей первого типа, должны легко демонтироваться и легко деконтаминироваться, так как на протяжении большей части времени хранятся вне бассейна выдержки. До сих пор используемые комплекты съемных стеллажей, предназначенных для выдержки отработавших топливных кассет под слоем воды, состоят из трех секций. Каждая секция состоит из верхней, средней и нижней плиты, соединенных распорными штангами. Отдельные секции имеют ячейки для размещения топливных кассет и пеналов герметичных. Пенал герметичный представляет собой полый цилиндрический сосуд, в котором размещаются поврежденные топливные кассеты. Пенал герметичный вставляется в съемный стеллаж через верхнюю плиту, в которой предусмотрено отверстие для вставления пенала герметичного, и опирается на нижнюю плиту. Количество ячеек для топливных кассет и пеналов герметичных для отдельных секций существующего стеллажа, например, следующее:The second type of racks includes, in particular, in the case of water-cooled reactors with a capacity of 440 MW, removable racks designed to store spent fuel during scheduled preventive repairs. Removable racks in the holding pool are installed above the racks of the first type and are not constantly in the pool, but are installed only for transitional time. Removable racks, unlike racks of the first type, should be easily dismantled and easily decontaminated, since for most of the time they are stored outside the aging pool. Until now, the used sets of removable racks designed to hold spent fuel cartridges under a layer of water consist of three sections. Each section consists of an upper, middle and lower plate connected by expansion rods. Separate sections have cells for placing fuel cartridges and sealed canisters. A sealed canister is a hollow cylindrical vessel in which damaged fuel cartridges are placed. The sealed canister is inserted into a removable rack through the upper plate, in which a hole for inserting the sealed canister is provided, and rests on the lower plate. The number of cells for fuel cartridges and canisters sealed for individual sections of an existing rack, for example, is as follows:

СекцияSection I.I. II.II. III.III. ИтогоTotal Герметичные пеналыSealed Pencil Cases 2626 2121 77 5454 Топливные кассетыFuel cartridges 101101 9898 9797 296296

В верхней плите в отверстия вварены фланцы с шестиугольными отверстиями и четыре петли для установки и извлечения отдельных секций в бассейн выдержки. На фланцах имеются направляющие элементы для наведения топливной кассеты. В средней плите в отверстия вварены фланцы с шестиугольными отверстиями, длина которых составляет приблизительно половину длины фланцев, установленных на верхней плите. В нижней плите предусмотрены отверстия для прохождения теплоносителя вокруг каждой топливной кассеты. На нижней поверхности каждой нижней плиты приварены ребра жесткости, для предотвращения прогиба плиты. Отдельные секции устанавливаются на опоры, приваренные к стене бассейна выдержки, несущая способность опор рассчитана на полностью загруженные секции.In the top plate, flanges with hexagonal holes and four loops are welded into the holes for installing and removing individual sections in the holding pool. On the flanges there are guide elements for pointing the fuel cartridge. In the middle plate, flanges with hexagonal holes are welded into the holes, the length of which is approximately half the length of the flanges mounted on the top plate. The bottom plate has openings for the passage of coolant around each fuel cartridge. Stiffeners are welded on the bottom surface of each bottom plate to prevent plate deflection. Separate sections are mounted on supports welded to the pool wall of the holding pool; the bearing capacity of the supports is designed for fully loaded sections.

Имеющиеся съемные стеллажи не в состоянии выполнить требование по «эффекту оптимального замедления», предъявляемое в связи с постоянно ужесточающимися требованиями по атомной безопасности. Указанный «эффект оптимального замедления» характеризуется необходимостью соблюдения требования по подкритичности топлива и при нестандартных условиях в бассейне выдержки, в частности, при затоплении всего бассейна водой без добавки бора или при изменении плотности теплоносителя или в условиях полного испарения теплоносителя.Existing removable racks are not able to fulfill the requirement for the “optimum retardation effect”, which is imposed in connection with constantly tightening requirements for nuclear safety. The indicated “optimum retardation effect” is characterized by the need to comply with the requirement of subcriticality of the fuel even under non-standard conditions in the holding pool, in particular, when the entire pool is flooded with water without adding boron or when the heat carrier density changes or when the coolant is completely evaporated.

Описанные невыгоды устраняются в предлагаемом техническом решении.The described disadvantages are eliminated in the proposed technical solution.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Съемный стеллаж согласно настоящему техническому решению предназначен для временного хранения отработавших топливных кассет и/или пеналов герметичных. Топливные кассеты устанавливаются в абсорбционные шестигранные трубы или в пеналы герметичные. Количество абсорбционных труб или пеналов герметичных в съемном стеллаже переменно, возможны различные сочетания, однако количество абсорбционных труб является преобладающим. Съемный стеллаж для выдержки отработавшего топлива согласно предлагаемому техническому решению у водо-водяного реактора типа ВВЭР-440 состоит из трех секций, каждая из секций состоит из верхней плиты и нижней опорной плиты, соединенных распорными штангами для создания каркаса, а также комплекта абсорбционных шестигранных труб для хранения топливных кассет, соединенных с нижней опорной плитой и проходящих через соответствующее отверстие в верхней плите, причем длина отдельных абсорбционных труб как минимум соответствует длине активной части топливной кассеты, для которой абсорбционная труба предназначена, и одновременно больше, чем расстояние между нижней опорной плитой и верхней плитой, причем абсорбционные трубы изготовлены из аустенитной стали с содержанием бора от 0,1% до 1%. Выгодным является содержание бора от 0,2% до 0,8%, а в некоторых случаях можно применять содержание бора от 0,2% до 0,7%. Указанное содержание бора приведено в весовых процентах.A removable rack according to this technical solution is intended for temporary storage of spent fuel cartridges and / or sealed canisters. Fuel cartridges are installed in absorption hexagonal pipes or in sealed canisters. The number of absorption tubes or canisters sealed in a removable rack is variable, various combinations are possible, however, the number of absorption tubes is predominant. A removable rack for holding spent fuel according to the proposed technical solution for a VVER-440 pressurized water reactor consists of three sections, each of the sections consists of an upper plate and a lower base plate connected by expansion rods to create a frame, as well as a set of absorption hexagonal pipes for storage of fuel cartridges connected to the lower base plate and passing through the corresponding hole in the upper plate, and the length of the individual absorption pipes at least corresponds to the length of the active parts of the fuel cartridge for which the absorption pipe is intended, and at the same time more than the distance between the lower base plate and the upper plate, and the absorption pipes are made of austenitic steel with a boron content of from 0.1% to 1%. Boron content from 0.2% to 0.8% is advantageous, and in some cases, boron content from 0.2% to 0.7% can be used. The indicated boron content is given in weight percent.

Верхняя плита служит, с одной стороны, для ограничения расстояния между отдельными абсорбционными трубами, а с другой стороны, для переноса силовых воздействий, действующих на съемный стеллаж во время сейсмических событий. Абсорбционные трубы не соединены с верхней плитой жестко из-за возможных различий в тепловом расширении абсорбционных труб и остальных частей съемного стеллажа, однако в случае сейсмического события могут опираться о верхнюю плиту.The upper plate serves, on the one hand, to limit the distance between the individual absorption pipes, and on the other hand, to transfer the force acting on the removable rack during seismic events. The absorption pipes are not rigidly connected to the upper plate due to possible differences in the thermal expansion of the absorption pipes and other parts of the removable rack, however, in the case of a seismic event, they can rest on the upper plate.

Над верхней плитой в предпочтительном исполнении съемного стеллажа располагается соединительная плита, которая соединена с устьевой частью абсорбирующих труб, к которым жестко закреплена сваркой или иным подходящим методом соединения. На верхней стороне соединительной плиты между отдельными абсорбционными трубами в предпочтительном исполнении съемного стеллажа приварены направляющие элементы для обеспечения надежного и безопасного наведения топливных кассет в ходе вставления в абсорбционные трубы съемного стеллажа. Естественно, возможен и иной способ закрепления направляющих элементов к соединительной плите, например, с помощью болтов, шпилек и т.д.Above the top plate, in a preferred embodiment of the removable rack, there is a connecting plate that is connected to the wellhead of the absorbent pipes, to which are rigidly fixed by welding or other suitable joining method. On the upper side of the connecting plate between the individual absorption pipes in the preferred embodiment of the removable rack, guide elements are welded to ensure reliable and safe guidance of the fuel cartridges during insertion into the absorption pipes of the removable rack. Naturally, there is another way to fix the guide elements to the connecting plate, for example, using bolts, studs, etc.

Съемный стеллаж согласно настоящему изобретению имеет верхнюю плиту, которая на участках прохождения абсорбционных труб через верхнюю плиту снабжена карманами для обеспечения промыва абсорбционных труб с наружной стороны после извлечения из бассейна выдержки. Карманы выполнены как сквозные и позволяют промывочной воде во время деконтаминации протекать по всей наружной поверхности каждой абсорбционной трубы, для обеспечения надлежащей деконтаминации всего съемного стеллажа. Карманы имеют выгодную сферическую форму и выполнены путем фрезеровки соответствующих участков верхней плиты. Соединительная плита подобным образом в данном выгодном исполнении съемного стеллажа на участке граней абсорбционных труб имеет подобные «карманы», обеспечивающие надежную промывку съемного стеллажа в ходе деконтаминации.The removable rack according to the present invention has an upper plate, which is provided with pockets at the sections for the absorption pipes to pass through the upper plate to allow the absorption pipes to be washed from the outside after extracting from the pool. The pockets are made as through and allow flushing water during decontamination to flow over the entire outer surface of each absorption pipe to ensure proper decontamination of the entire removable rack. The pockets have a favorable spherical shape and are made by milling the corresponding sections of the upper plate. The connection plate in a similar manner in this advantageous embodiment of the removable rack in the area of the faces of the absorption pipes has similar “pockets” that ensure reliable washing of the removable rack during decontamination.

Если съемный стеллаж содержит ячейки для установки определенного количества пеналов герметичных, данные ячейки расположены по краю съемного стеллажа, точнее, его секции. С учетом данной компоновки нет необходимости создавать в верхней плите или в соединительной плите карманы для промывки пеналов герметичных, так как при такой компоновке промывочная вода к ним надежно проникает.If the removable rack contains cells for installing a certain number of sealed canisters, these cells are located on the edge of the removable rack, more precisely, its sections. Given this arrangement, there is no need to create pockets in the top plate or in the connecting plate for washing the canisters tight, since with this arrangement the washing water penetrates them reliably.

Соединение абсорбционных труб с нижней опорной плитой предпочтительно выполнено сваркой, однако возможно применение болтового соединения или иных обычно применяемых методов соединения. Количество абсорбционных труб и/или пеналов герметичных в отдельных секциях съемного стеллажа является переменным, возможны различные сочетания, однако для выполнения требований по безопасности необходимо проведение расчета подкритичности, расчета на прочность, сейсмического и термодинамического расчетов. Подходящее содержание бора в материале абсорбционных труб в данном техническом решении гарантирует выполнение требований, предъявляемых к съемному стеллажу, что касается достижения эффекта оптимального замедления. Содержание бора в аустенитной стали, из которой изготовлены абсорбционные трубы, может изменяться в зависимости от специфических условий отдельных атомных электростанций, зависит, например, от содержания бора в теплоносителе, от уровня обогащения топлива и т.д. Точное содержание бора в аустенитной стали, применяемой для изготовления абсорбционных труб, определяется расчетом с учетом требования по обеспечению подкритичности в данных условиях.The connection of the absorption pipes to the lower base plate is preferably carried out by welding, however, it is possible to use bolted joints or other commonly used joining methods. The number of absorption tubes and / or cans sealed in individual sections of a removable rack is variable, various combinations are possible, however, to fulfill the safety requirements, it is necessary to calculate subcriticality, strength analysis, seismic and thermodynamic calculations. A suitable content of boron in the material of the absorption pipes in this technical solution guarantees the fulfillment of the requirements for a removable rack, with regard to achieving the effect of optimal retardation. The boron content in the austenitic steel from which the absorption tubes are made can vary depending on the specific conditions of individual nuclear power plants, depending, for example, on the boron content in the coolant, on the level of fuel enrichment, etc. The exact boron content in austenitic steel used for the manufacture of absorption pipes is determined by calculation taking into account the requirement to ensure subcriticality in these conditions.

Абсорбционная труба в нижней части снабжена переходником, который с ней жестко соединен. Переходник внутри абсорбционной трубы, во-первых, образует опорную поверхность для топливных кассет, во-вторых, предназначен для установки абсорбционной трубы в нижней опорной плите, снабженной соответствующими отверстиями, в которые вставляются концы отдельных переходников. Переходник в предпочтительном исполнении снабжен соединительной частью и фиксирующей частью, предназначенной для вставления в отверстия в нижней части. Соединительная часть переходника предпочтительно имеет круговой профиль и предназначена для вставления в абсорбционную трубу, где образует опорную поверхность для топливных кассет. Фиксирующая часть представляет собой выступ кругового профиля, предназначенный для вставления в круговое отверстие в нижней опорной плите при установке абсорбционной трубы. У съемного стеллажа согласно настоящему техническому решению соединение переходника с нижней опорной плитой предпочтительно выполнено методом сварки. Соединение переходника с нижней опорной плитой, т.е. соединение фиксирующей части с нижней опорной плитой, должно быть достаточно прочным для того, чтобы выдержало нагрузки, действующие на съемный стеллаж с тепловыделяющими сборками и при воздействии заданной сейсмической нагрузки.The absorption tube in the lower part is equipped with an adapter, which is rigidly connected to it. The adapter inside the absorption pipe, firstly, forms the supporting surface for the fuel cartridges, and secondly, it is designed to install the absorption pipe in the lower base plate provided with corresponding openings into which the ends of the individual adapters are inserted. The adapter, in a preferred embodiment, is provided with a connecting part and a fixing part for insertion into the openings in the lower part. The connecting part of the adapter preferably has a circular profile and is intended to be inserted into the absorption tube, where it forms the supporting surface for the fuel cartridges. The fixing part is a protrusion of a circular profile, designed to be inserted into a circular hole in the lower base plate when installing the absorption pipe. In a removable rack according to the present technical solution, the connection of the adapter with the lower base plate is preferably made by welding. The connection of the adapter to the lower base plate, i.e. the connection of the fixing part with the lower base plate must be strong enough to withstand the loads acting on the removable rack with fuel assemblies and when exposed to a given seismic load.

Переходник далее обеспечивает достаточный доступ теплоносителя к топливной кассете внутри абсорбционной трубы тем, что снабжен сквозным отверстием, диаметр отверстия в фиксирующей части был выбран на основании расчета настолько большим, чтобы обеспечить достаточный расход теплоносителя около топливной кассеты.The adapter further provides sufficient access of the coolant to the fuel cartridge inside the absorption pipe by having a through hole, the diameter of the hole in the fixing part was chosen on the basis of calculation so large as to ensure sufficient coolant flow around the fuel cartridge.

В следующем предпочтительном исполнении съемного стеллажа абсорбционная труба имеет шестигранное сечение и изготовлена путем сварки шести полос (6 продольных сварных швов) или в еще предпочтительном исполнении путем сварки двух профилей, вместе образующих необходимый шестигранный профиль (лишь 2 продольных шва). Профили идентичные, каждый из них образует половину шестигранной абсорбционной трубы. Отдельные абсорбционные трубы в своей верхней части соединены предпочтительно с помощью соединительной плиты, расположенной над верхней плитой у устья абсорбционных труб, на верхней поверхности соединительной плиты наварены направляющие элементы для направления топливных кассет в соответствующие абсорбционные трубы. У съемного стеллажа с шестигранными абсорбционными трубами соединительная плита предпочтительно снабжена направляющими элементами в форме треугольных призм, закрепленных своим прямоугольным основанием к соединительной плите, по сути, у каждой из стен шестигранной абсорбционной трубы, причем предпочтительным является крепление данных треугольных призм к соединительной плите методом сварки.In a further preferred embodiment of the removable shelf, the absorption tube has a hexagonal cross section and is made by welding six strips (6 longitudinal welds) or in a still more preferred embodiment by welding two profiles together forming the necessary hexagonal profile (only 2 longitudinal seams). The profiles are identical, each of them forms half of the hexagonal absorption tube. The individual absorption pipes in their upper part are preferably connected by means of a connecting plate located above the upper plate at the mouth of the absorption pipes, guide elements are welded onto the upper surface of the connecting plate to guide the fuel cartridges into the corresponding absorption pipes. In a removable rack with hexagonal absorption pipes, the connecting plate is preferably provided with guiding elements in the form of triangular prisms fixed with their rectangular base to the connecting plate, in fact, at each wall of the hexagonal absorption pipe, it is preferable to fasten these triangular prisms to the connecting plate by welding.

Для перемещения отдельных секций съемного стеллажа предназначено крепежное приспособление. Речь идет о приспособлении, обеспечивающем надежное перемещение отдельных секций при монтаже и демонтаже съемного стеллажа в бассейн выдержки. Данное крепежное приспособление в одном предпочтительном исполнении состоит из траверсы и четырех несущих штанг. Под траверсой здесь подразумевается квадратная или прямоугольная горизонтально расположенная сварная конструкция из профилей из подходящей стали, в которую вертикально закреплены четыре несущие штанги, которые присоединяются к соответствующим петлям на съемном стеллаже. Положение штанг в горизонтальном направлении выбрано так, чтобы при перемещении съемного стеллажа гарантировалось вертикальное положение всех несущих штанг, а таким образом, и всего съемного стеллажа, что препятствует возникновению деформации при извлечении отдельных секций под влиянием несимметричного подвешивания. Крепежное приспособление спроектировано на заданный вес съемного стеллажа и проверено расчетом.To move individual sections of a removable rack, a mounting device is intended. We are talking about a device that provides reliable movement of individual sections during installation and dismantling of a removable rack in the holding pool. This fastener in one preferred embodiment consists of a crosshead and four support rods. By traverse here is meant a square or rectangular horizontally positioned welded structure made of profiles of suitable steel, into which four load-bearing rods are vertically fixed, which are attached to the corresponding hinges on a removable rack. The position of the rods in the horizontal direction is selected so that when moving the removable rack, the vertical position of all the supporting rods, and thus the entire removable rack, is guaranteed, which prevents deformation during the removal of individual sections under the influence of asymmetric suspension. The fixture is designed for the given weight of the removable rack and verified by calculation.

По причине возможного наличия требования по установке съемного стеллажа на опорные элементы, имеющиеся в бассейне выдержки, необходимо обеспечить возможность крепления съемного стеллажа к данным опорным элементам в конкретном бассейне. Так как опорные элементы в отдельных бассейнах отличаются, а также отличаются внутренние размеры бассейнов из-за различных производственных допусков и т.д., предпочтительно у съемных стеллажей по данному техническому исполнению для монтажа в бассейн применить систему башмаков, закрепленных на нижней опорной плите и верхней плите, которые можно подогнать по необходимости при первой установке съемного стеллажа на исходные опорные элементы. Башмаки позволяют регулировать закрепление съемного стеллажа на исходные опорные элементы тем, что соответствующие размеры башмаков подгоняются так, чтобы стеллаж было можно установить в бассейн выдержки, и чтобы башмаки точно попадали на опорные элементы, расположенные в бассейне выдержки. После подгонки башмаков по внутренним размерам бассейна выдержки и расположению исходных опорных элементов башмаки можно на съемный стеллаж закрепить жестко, так как их размеры уже не будут изменяться.Due to the possible requirement to install a removable rack on the support elements available in the holding pool, it is necessary to ensure that the removable rack can be attached to these support elements in a particular pool. Since the supporting elements in individual pools differ, as well as the internal dimensions of the pools due to different manufacturing tolerances, etc., it is preferable to use a system of shoes fixed to the lower base plate and the upper for removable racks of this technical design for installation in the pool plate, which can be adjusted as necessary when first installing a removable rack on the original supporting elements. The shoes allow you to adjust the fixing of the removable rack to the original support elements so that the respective sizes of the shoes are adjusted so that the rack can be installed in the holding pool, and so that the shoes fit exactly on the supporting elements located in the holding pool. After adjusting the shoes according to the internal dimensions of the holding pool and the location of the initial supporting elements, the shoes can be fixed to a removable rack, since their sizes will no longer be changed.

Главным преимуществом съемного стеллажа по новому техническому решению является его компактность, так как в съемных стеллажах нынешнего уровня техники вмещается не более 296 топливных кассет и пеналов герметичных, в то время как у стеллажа по новому техническому решению, при повышенных требованиях по безопасности и соблюдении «эффекта оптимального замедления», существенно повышена общая вместимость съемного стеллажа.The main advantage of a removable rack according to a new technical solution is its compactness, since in removable racks of the current level of technology no more than 296 fuel cartridges and canisters are sealed, while the rack according to a new technical solution, with increased safety requirements and observing the “effect optimal deceleration ”, significantly increased the total capacity of the removable rack.

Пояснения к чертежамExplanation of the drawings

Примерное исполнение предлагаемого решения описано со ссылкой на рисунки,An approximate implementation of the proposed solution is described with reference to the drawings,

приведенные ниже:given below:

Фиг. 1 - общий вид стеллажа спередиFIG. 1 is a front view of the rack

Фиг. 2 - общий вид стеллажа сверхуFIG. 2 - a general view of the rack from above

Фиг. 3a - сечение абсорбционной трубы с переходникомFIG. 3a is a cross section of an absorption pipe with an adapter

Фиг. 3b - вид сверху исполнения абсорбционной трубы с переходникомFIG. 3b is a plan view of an absorption pipe with an adapter

Фиг. 4 - крупный план башмакаFIG. 4 - close-up of the shoe

Примеры осуществленного технического решенияExamples of the technical solution

На Фиг. 1 и 2 показан пример одного выгодного исполнения всего комплекта съемного стеллажа для временного хранения отработавших топливных кассет реактора ВВЭР-440 с теплоносителем. Съемный стеллаж устанавливается на требуемое время в бассейн выдержки, причем устанавливается над стационарным стеллажом топлива. Съемный стеллаж в данном примерном исполнении состоит из трех секций.In FIG. Figures 1 and 2 show an example of one advantageous embodiment of the entire set of a removable rack for temporary storage of spent fuel cartridges of a VVER-440 reactor with a coolant. A removable rack is installed at the required time in the holding pool, and is installed above the stationary fuel rack. The removable rack in this exemplary embodiment consists of three sections.

Количество отдельных ячеек для топливных кассет с отработавшим топливом в отдельных секциях съемного стеллажа в данном примерном исполнении следующее:The number of individual cells for fuel cartridges with spent fuel in individual sections of a removable rack in this exemplary embodiment is as follows:

СекцияSection I.I. II.II. III.III. ИтогоTotal Пеналы герметичныеSealed pencil cases 00 00 00 00 Топливные кассетыFuel cartridges 142142 133133 112112 387387

Каждая секция съемного стеллажа образована верхней плитой 4, 5, 6, расположенной в верхней части съемного стеллажа, нижней опорной плитой 1, 2, 3, расположенной в нижней части съемного стеллажа и снабженной отверстиями для установки абсорбционных труб 10, см. ниже. Верхняя плита 4, 5, 6 и нижняя опорная плита 1, 2, 3 соединены распорными трубами 12, которые к ним жестко прикреплены, предпочтительно сваркой. Абсорбционные трубы 10 соединены с нижней опорной плитой 1, 2, 3 жестким соединением, которое обеспечит их вертикальное положение и при обращении со съемным стеллажом.Each section of the removable rack is formed by an upper plate 4, 5, 6 located in the upper part of the removable rack, a lower base plate 1, 2, 3 located in the lower part of the removable rack and provided with holes for installing the absorption pipes 10, see below. The upper plate 4, 5, 6 and the lower base plate 1, 2, 3 are connected by spacer tubes 12, which are rigidly attached to them, preferably by welding. The absorption tubes 10 are connected to the lower base plate 1, 2, 3 by a rigid connection, which will ensure their vertical position when handling a removable rack.

На фиг. 2 показан вид сверху съемного стеллажа по данному примерному исполнению. Абсорбционные трубы 10 имеют форму шестигранников и скомпонованы в форме пчелиных сот, т.е. каждая из шести стен абсорбционной трубы связана со стеной иной абсорбционной трубы, за исключением абсорбционных труб 10, расположенных по краям секции. Выгодой такой компоновки является максимальное количество установленных абсорбционных труб, а также высокая прочность всей конструкции. Каждая абсорбционная труба 10 в данном примерном исполнении образована двумя идентичными половинами в форме «корыта», изготовленными из листового металла толщиной 2 мм с содержанием бора не ниже 0,5% весовых. На фиг. 3a показана фронтальная проекция абсорбционной трубы, а на фиг. 3b показан вид сверху данной трубы, здесь видна форма равностороннего шестигранника. Из фиг. 3a видно, что в каждую абсорбционную трубу 10 в нижней части вставлен переходник 11, который жестко соединен с трубой сваркой. Переходник 11, показанный на фиг. 3b, относящийся предпочтительному исполнению, снабжен соединительной частью кругового профиля, которая вставляется в шестигранную абсорбционную трубу, и фиксирующей частью, которая, по сути, представляет собой выступ кругового профиля, образованный с целью вставления в соответствующее отверстие в нижней опорной плите 1-3. Отверстия в нижней плите 1, 2, 3 расположены под центром каждой абсорбционной трубы 10, для того, чтобы можно было выступ фиксирующей части вставить в отверстие. Наружный диаметр соединительной части переходника 11 выбран так, чтобы переходник было можно надежно вставить в нижнюю часть абсорбционной трубы 10. Как было выше указано, переходник 11 в абсорбционной трубе 10 предпочтительно закреплен сваркой, однако возможно применение и иных надежных способов закрепления. Естественно, возможно также выполнение отверстий в нижней плите 1, 2, 3 иной формы, чем круглой, фиксирующая часть может иметь и иную форму, однако круглая форма особо удобна для простоты производства.In FIG. 2 shows a top view of a removable rack according to this exemplary embodiment. The absorption tubes 10 are in the form of hexagons and arranged in the shape of a honeycomb, i.e. each of the six walls of the absorption pipe is connected to the wall of another absorption pipe, with the exception of the absorption pipes 10 located at the edges of the section. The advantage of this arrangement is the maximum number of installed absorption pipes, as well as the high strength of the entire structure. Each absorption pipe 10 in this exemplary embodiment is formed by two identical halves in the form of a “trough” made of sheet metal with a thickness of 2 mm and a boron content of at least 0.5% by weight. In FIG. 3a shows a front view of the absorption tube, and FIG. 3b shows a top view of this pipe, the shape of an equilateral hexagon is visible here. From FIG. 3a it is seen that an adapter 11 is inserted into each absorption tube 10 at the bottom and is rigidly connected to the tube by welding. The adapter 11 shown in FIG. 3b, related to the preferred embodiment, is provided with a connecting part of the circular profile that is inserted into the hexagonal absorption tube, and a fixing part, which, in essence, is a protrusion of the circular profile formed for insertion into the corresponding hole in the lower base plate 1-3. The holes in the bottom plate 1, 2, 3 are located under the center of each absorption tube 10, so that the protrusion of the fixing part can be inserted into the hole. The outer diameter of the connecting part of the adapter 11 is selected so that the adapter can be inserted securely into the lower part of the absorption pipe 10. As mentioned above, the adapter 11 in the absorption pipe 10 is preferably fixed by welding, but other reliable fixing methods are also possible. Naturally, it is also possible to make holes in the bottom plate 1, 2, 3 of a different shape than a round one, the fixing part may have a different shape, however, the round shape is especially convenient for ease of production.

Абсорбционная труба 10 установлена в отверстие в верхней плите 4, 5, 6, переходник 11 фиксирующей частью вставлен в соответствующее отверстие в нижней опорной плите 1, 2, 3 и зафиксирован, предпочтительно сваркой. Все абсорбционные трубы 10 каждой секции в их верхней части, т.е. над верхней плитой 4, 5, 6, соединены с помощью соединительной плиты 7, 8, 9. На соединительной плите 7, 8, 9 для наводки топливных кассет при их вставлении в абсорбционные трубы 10 применены направляющие элементы 13, выполненные в форме треугольных призм, в данном примерном исполнении закрепленные к соединительной плите 7, 8, 9 сваркой. Как уже было указано, возможен и иной способ закрепления, например, болтом и штифтами и т.д. На каждой секции съемного стеллажа к верхней плите 4, 5, 6 закреплены, выгодно с путем сварки, несущие элементы для перемещения. Для установки секции на существующие или заранее подготовленные опорные элементы в бассейне предназначены башмаки 17. На рис. 4 показан крупный план башмака 17, установленного на опорный элемент бассейна выдержки. Башмак 17 в данном примерном исполнении предпочтительно изготовлен как блок подходящей формы, изготовленный из достаточно прочного и удобного для обработки материала. Башмак 17 предпочтительно изготовлен из аустенитной стали. Перед первой установкой съемного стеллажа в бассейн выдержки отдельные башмаки 17 будут подогнаны на размер, позволяющий надежную установку съемного стеллажа на существующие опорные элементы в бассейне выдержки. В ходе первого монтажа съемного стеллажа в бассейн башмаки 17 будут закреплены болтами к съемному стеллажу. После финальной обработки на необходимые размеры данное соединение может быть зафиксировано кольцевым сварным швом.The absorption tube 10 is installed in the hole in the upper plate 4, 5, 6, the adapter 11 is fixedly inserted into the corresponding hole in the lower base plate 1, 2, 3 and fixed, preferably by welding. All absorption tubes 10 of each section in their upper part, i.e. above the top plate 4, 5, 6, are connected by means of a connecting plate 7, 8, 9. On the connecting plate 7, 8, 9, for guiding the fuel cartridges when they are inserted into the absorption pipes 10, guide elements 13 are made in the form of triangular prisms, in this exemplary embodiment, fixed to the connection plate 7, 8, 9 by welding. As already indicated, another way of securing, for example, with a bolt and pins, etc., is also possible. On each section of the removable rack to the upper plate 4, 5, 6 are fixed, advantageously with a welding method, the supporting elements for movement. To install the section on existing or previously prepared supporting elements in the pool, shoes 17 are intended. In Fig. 4 shows a close-up of a shoe 17 mounted on a support element of a holding pool. Shoe 17 in this exemplary embodiment is preferably made as a unit of suitable shape, made of a sufficiently strong and convenient material for processing. Shoe 17 is preferably made of austenitic steel. Before the first installation of the removable rack in the holding pool, the individual shoes 17 will be sized to allow reliable installation of the removable rack on existing support elements in the holding pool. During the first installation of the removable rack in the pool, the shoes 17 will be bolted to the removable rack. After final processing to the required dimensions, this connection can be fixed with an annular weld.

Устойчивость нижней опорной плиты 1, 2, 3 к прогибу помогают обеспечивать ребра жесткости, приваренные на нижнюю опорную плиту 1, 2, 3. Ребра жесткости могут быть выполнены в виде сварной конструкции из фасонного материала в виде перевернутой буквы «Т», образованной в примерном исполнении, показанном на рис. 1, арматурой 14 и арматурой 15, соединенными ребром жесткости 16.Stability of the lower base plate 1, 2, 3 to the deflection helps provide stiffeners welded to the lower base plate 1, 2, 3. The stiffeners can be made in the form of a welded structure of shaped material in the form of an inverted letter "T" formed in the approximate performance shown in fig. 1, reinforcement 14 and reinforcement 15 connected by a stiffener 16.

Естественно, в случае необходимости, определенное количество абсорбционных труб можно заменить ячейками для пеналов герметичных и провести частичные изменения. Однако важно осознавать, что количество пеналов герметичных не определено точно и в конкретных исполнениях съемного стеллажа может отличаться, т.е. возможно изготовить съемный стеллаж с произвольным количеством пеналов герметичных. Т.е. можно предполагать, что согласно настоящему техническому решению могут существовать съемные стеллажи, в которых может быть установлены один, два, три или более пеналов герметичных, причем соответствующим образом уменьшится количество абсорбционных труб в съемном стеллаже.Naturally, if necessary, a certain number of absorption pipes can be replaced with cells for canisters sealed and partial changes can be made. However, it is important to realize that the number of sealed canisters is not precisely determined and in specific versions of the removable rack may vary, i.e. it is possible to make a removable rack with an arbitrary number of sealed canisters. Those. it can be assumed that according to the present technical solution, removable racks may exist in which one, two, three or more sealed canisters can be installed, and the number of absorption tubes in a removable rack will accordingly decrease.

Однако это ничего не изменяет на сути настоящего технического решения, которое определяется объемом защиты, вытекающим из патентных требований по защите.However, this does not change the essence of this technical solution, which is determined by the scope of protection arising from patent protection requirements.

Промышленное использованиеIndustrial use

Предполагается, что предлагаемое решение будет на практике применено для временного хранения отработанных топливных кассет и пеналов герметичных для поврежденных топливных кассет атомных реакторов ВВЭР-440, под слоем воды.It is assumed that the proposed solution will be applied in practice for temporary storage of spent fuel cartridges and canisters sealed for damaged fuel cartridges of VVER-440 nuclear reactors, under a layer of water.

Список отметокList of marks

Поз. 1-3 - нижняя опорная плита (1, 2 и 3 секция)Pos. 1-3 - lower base plate (1, 2 and 3 section)

Поз. 4-6 - верхняя плита (1, 2 и 3 секция)Pos. 4-6 - top plate (1, 2 and 3 section)

Поз. 7-9 - соединительная плита (1, 2 и 3 секция)Pos. 7-9 - connecting plate (1, 2 and 3 section)

Поз. 10 - абсорбционная трубаPos. 10 - absorption pipe

Поз. 11 - переходникPos. 11 - adapter

Поз. 12 - распорная трубаPos. 12 - spacer pipe

Поз. 13 - направляющий элементPos. 13 - guide element

Поз. 14 - первая арматураPos. 14 - first reinforcement

Поз. 15 - вторая арматураPos. 15 - second reinforcement

Поз. 16 - ребро жесткостиPos. 16 - stiffener

Поз. 17 - башмакPos. 17 - shoe

Claims

1. Съемный стеллаж для временного хранения отработавших топливных кассет атомного реактора, состоящий из трех расположенных друг возле друга секций, предназначенных для хранения топливных кассет, отличающийся тем, что каждая секция содержит верхнюю плиту (4, 5, 6) и на расстоянии от нее расположенную нижнюю опорную плиту (1, 2, 3), соединенные распорными трубами (12) для образования каркаса, в котором расположен комплект абсорбционных труб (10) для хранения отработавших топливных кассет, соединенных с нижней опорной плитой (1, 2, 3) и проходящих через соответствующее отверстие в верхней плите (4, 5, 6), причем длина отдельных абсорбционных труб (10) не менее соответствующей длины активной части топливной кассеты, для которой абсорбционная труба предназначена, и абсорбционные трубы (10) изготовлены из аустенитной стали с содержанием бора от 0,1 вес. % до 1,0 вес.%.1. A removable rack for temporary storage of spent fuel cartridges of an atomic reactor, consisting of three sections located next to each other, designed to store fuel cartridges, characterized in that each section contains a top plate (4, 5, 6) and located at a distance from it lower base plate (1, 2, 3) connected by spacer tubes (12) to form a frame in which a set of absorption tubes (10) is located for storing spent fuel cartridges connected to the lower base plate (1, 2, 3) and passing across a corresponding hole in the upper plate (4, 5, 6), and the length of the individual absorption pipes (10) is not less than the corresponding length of the active part of the fuel cartridge for which the absorption pipe is intended, and the absorption pipes (10) are made of austenitic steel with a boron content of 0.1 weight % to 1.0 wt.%.

2. Съемный стеллаж по п. 1, отличающийся тем, что абсорбционная труба (10) в нижней части снабжена переходником (11), который с ней жестко соединен и предназначен для установки абсорбционной трубы (10) в нижней опорной плите (1, 2, 3).2. A removable rack according to claim 1, characterized in that the absorption pipe (10) in the lower part is equipped with an adapter (11), which is rigidly connected to it and is designed to install the absorption pipe (10) in the lower base plate (1, 2, 3).

3. Съемный стеллаж по п. 2, отличающийся тем, что нижняя опорная плита (1, 2, 3) снабжена отверстиям, в то время как переходник (11) снабжен, во-первых, соединительной частью, предназначенной для соединения с абсорбционной трубой (10) и образования опорной поверхности для топливных кассет, во-вторых, фиксирующей частью с выступом, предназначенным для вставления в отверстия в нижней опорной плите (1, 2, 3).3. A removable shelf according to claim 2, characterized in that the lower base plate (1, 2, 3) is provided with openings, while the adapter (11) is equipped, firstly, with a connecting part for connecting to the absorption pipe ( 10) and the formation of a supporting surface for the fuel cartridges, and secondly, the fixing part with a protrusion designed to be inserted into the holes in the lower base plate (1, 2, 3).

4. Съемный стеллаж по п. 3, отличающийся тем, что нижняя опорная плита (1, 2, 3) снабжена круглыми отверстиями, а выступ фиксирующей части переходника (11) имеет круглое сечение и соответствующий диаметр для вставления в отверстие в нижней опорной плите (1, 2, 3), в то время как соединительная часть переходника (11) имеет круглое сечение и предназначена для хотя бы частичного вставления в абсорбционную трубу (10).4. A removable shelf according to claim 3, characterized in that the lower base plate (1, 2, 3) is provided with round holes, and the protrusion of the fixing part of the adapter (11) has a circular cross section and a corresponding diameter for insertion into the hole in the lower base plate ( 1, 2, 3), while the connecting part of the adapter (11) has a circular cross section and is intended for at least partial insertion into the absorption tube (10).

5. Съемный стеллаж по п. 1, отличающийся тем, что абсорбционные трубы (10) изготовлены из аустенитной стали с содержанием бора от 0,2 вес.% до 0,8 вес.%.5. A removable shelf according to claim 1, characterized in that the absorption pipes (10) are made of austenitic steel with a boron content of from 0.2 wt.% To 0.8 wt.%.

6. Съемный стеллаж по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что над верхней плитой (4, 5, 6) расположена соединительная плита (7, 8, 9), которая прочно соединена с устьевой частью абсорбционных труб (10), причем на верхней поверхности плиты расположены направляющие элементы (13).6. A removable shelf according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that above the upper plate (4, 5, 6) is a connecting plate (7, 8, 9), which is firmly connected to the wellhead of the absorption pipes (10), and on the upper surface of the plate there are guide elements ( 13).

7. Съемный стеллаж по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что абсорбционная труба (10) является шестигранной и состоит из шести лент, соединенных шестью продольными сварными швами в шестигранную трубу, или из двух профилей, совместно образующих шестигранную абсорбционную трубу (10), соединенных двумя продольными сварными швами.7. A removable shelf according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the absorption pipe (10) is hexagonal and consists of six tapes connected by six longitudinal welds to a hexagonal pipe, or from two profiles jointly forming a hexagonal absorption pipe (10) connected by two longitudinal welds.

8. Съемный стеллаж по п. 7, отличающийся тем, что отдельные абсорбционные трубы (10) упорядочены в форму пчелиных сот и в верхней части соединены с помощью соединительной плиты (7, 8, 9), на верхней поверхности которой наварены направляющие элементы (13), предназначенные для наводки топливных кассет при установке в соответствующую абсорбционную трубу (10).8. A removable shelf according to claim 7, characterized in that the individual absorption pipes (10) are arranged in the shape of a honeycomb and connected in the upper part by means of a connecting plate (7, 8, 9), on the upper surface of which guide elements are welded (13 ), designed to aim fuel cartridges when installed in the corresponding absorption pipe (10).

9. Съемный стеллаж по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что абсорбционная труба (10) является шестигранной и состоит из двух профилей, совместно образующих шестигранную абсорбционную трубу (10), соединенных двумя продольными сварными швами, при этом оба профиля идентичны, и каждый из них образует половину шестигранной абсорбционной трубы (10).9. A removable shelf according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the absorption pipe (10) is hexagonal and consists of two profiles, together forming a hexagonal absorption pipe (10), connected by two longitudinal welds, both profiles are identical, and each of them forms half of the hexagonal absorption pipes (10).

10. Съемный стеллаж по п. 9, отличающийся тем, что отдельные абсорбционные трубы (10) упорядочены в форму пчелиных сот, и в верхней части соединены с помощью соединительной плиты (7, 8, 9), на верхней поверхности которой наварены направляющие элементы (13), предназначенные для наводки топливных кассет при установке в соответствующую абсорбционную трубу (10).10. A removable shelf according to claim 9, characterized in that the individual absorption tubes (10) are arranged in the shape of a honeycomb, and are connected in the upper part by means of a connecting plate (7, 8, 9), on the upper surface of which guide elements are welded ( 13), designed to aim fuel cartridges when installed in the corresponding absorption pipe (10).

11. Съемный стеллаж по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что верхняя плита (4, 5, 6) и нижняя опорная плита (1, 2, 3) снабжены башмаками (17), расположенными по периметру как верхней плиты (1, 2, 3) так и нижней плиты (4, 5, 6), и предназначенными для регулировки размеров съемного стеллажа в зависимости от места расположения опорных элементов в бассейне выдержки.11. A removable shelf according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the upper plate (4, 5, 6) and the lower base plate (1, 2, 3) are equipped with shoes (17) located around the perimeter of both the upper plate (1, 2, 3) and the lower plates (4, 5, 6), and designed to adjust the size of the removable rack, depending on the location of the supporting elements in the holding pool.

12. Съемный стеллаж по п. 6, отличающийся тем, что направляющие элементы (13) образованы в форме треугольных призм, закрепленных к соединительной плите (7, 8, 9) по сторонам отдельных стен абсорбционных труб (10).12. A removable rack according to claim 6, characterized in that the guide elements (13) are formed in the form of triangular prisms fixed to the connecting plate (7, 8, 9) on the sides of the individual walls of the absorption pipes (10).

13. Съемный стеллаж по п. 8, отличающийся тем, что направляющие элементы (13) образованы в форме треугольных призм, закрепленных к соединительной плите (7, 8, 9) по сторонам отдельных стен абсорбционных труб (10).

13. A removable rack according to claim 8, characterized in that the guiding elements (13) are formed in the form of triangular prisms fixed to the connecting plate (7, 8, 9) on the sides of the individual walls of the absorption pipes (10).