RU2313144C1 - Transit-packing set for transport and storage of spent fuel assemblies - Google Patents

Abstract

FIELD: nuclear engineering; dry storage of spent fuel assemblies in container.

SUBSTANCE: proposed transit packing set for transport and storage of spent fuel assemblies has metal-concrete container and split damping shell designed to minimize container lifting height when mounting it into this shell. Split damping shell has impact-damping components in the form of tubes. Transport packing set is provided with means for fastening damping shell to container. Split damping shell is made in the form of detachable-edge overlapping drum and base that functions as end plate of drum engageable with container shell bottom. Drum accommodates longitudinal alignment guide members designed for engaging container shell when the latter is covered with drum. Damping shell base mounts guide members engageable with respective mating parts of container to ensure desired angular position of the latter relative to longitudinal axis of damping shell.

EFFECT: enhanced safety in handling spent fuel assemblies, ability of using containers of optimized size and mass with respect to amount of spent fuel assemblies placed therein under conditions of nuclear power station infrastructure.

5 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к хранению отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), а более конкретно к сухому контейнерному хранению отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) атомных электростанций (АЭС), и может быть использовано для повышения надежности при обращении с ОТВС.The invention relates to nuclear engineering, in particular to the storage of spent nuclear fuel (SNF), and more particularly to dry container storage of spent fuel assemblies (SFA) of nuclear power plants (NPPs), and can be used to increase reliability in handling SFA.

Известен транспортно-упаковочный комплект (ТУК) для транспортировки и хранения ОТВС, включающий металлобетонный контейнер (МБК) и разъемный демпфирующий кожух (RU №2105364, G21F 5/008, 1998). В известном устройстве количество разъемных составляющих частей кожуха и их конфигурация выбираются исходя из принятой технологии обращения с МБК в условиях АЭС, а также при транспортировке и хранении МБК при условии выполнения требования, что высота подъема и перемещения МБК при установке последнего в демпфирующий кожух должна быть по возможности минимальной. В целом разъемный демпфирующий кожух выполнен в виде барабана с торцевыми стенками и обечайкой, включающей центральный элемент и концевые элементы. В варианте исполнения демпфирующий кожух выполнен из четырех разъемных частей: основания, верхней крышки и двух торцевых крышек, соответственно соединенных между собой посредством фланцевых соединений. При этом центральный элемент обечайки демпфирующего кожуха выполнен составным. Торцевые фланцы центрального элемента обечайки выполнены с центрирующими кольцевыми поясами, взаимодействующими с кольцевыми буртами соответствующих торцевых крышек. Внутри кожуха у каждой торцевой крышки установлены радиально расположенные трубчатые элементы, скрепленные соответственно с концевым элементом обечайки и между собой, а вдоль образующей каждого концевого элемента обечайки установлены другие трубчатые элементы, скрепленные соответственно с концевым элементом обечайки и между собой. Центральный элемент обечайки снабжен выполненными по периметру кольцевыми и продольными ребрами. В варианте выполнения трубчатые элементы заполнены поризованным энергопоглощающим материалом. В основании демпфирующего кожуха выполнены опоры, взаимодействующие с корпусом МБК. При этом МБК внутри демпфирующего кожуха закреплен в радиальном и осевом направлениях с помощью соответствующих резьбовых упоров.Known transport and packaging set (TUK) for transportation and storage of SFAs, including a metal concrete container (MBK) and a detachable damping casing (RU No. 2105364, G21F 5/008, 1998). In the known device, the number of detachable constituent parts of the casing and their configuration are selected based on the adopted technology for handling MBC in NPP conditions, as well as during transportation and storage of MBC, provided that the requirement that the height of lifting and moving the MBC when installing the MBC in the damping casing be the possibilities are minimal. In general, a detachable damping casing is made in the form of a drum with end walls and a shell including a central element and end elements. In an embodiment, the damping casing is made of four detachable parts: a base, a top cover and two end caps, respectively interconnected by means of flange connections. In this case, the central element of the shell of the damping casing is made integral. The end flanges of the central element of the shell are made with centering annular belts interacting with the annular collars of the corresponding end caps. Inside the casing, at each end cover, there are installed radially arranged tubular elements fastened respectively to the end element of the shell and to each other, and along the generatrix of each end element of the shell installed other tubular elements, fastened respectively to the end element of the shell and to each other. The central element of the shell is provided with circumferential and longitudinal ribs made along the perimeter. In an embodiment, the tubular elements are filled with porous energy-absorbing material. At the base of the damping casing are made supports interacting with the housing MBK. In this case, the MBC inside the damping casing is fixed in the radial and axial directions using the corresponding threaded stops.

Перед транспортировкой транспортно-упаковочного комплекта с ОТВС с АЭС на место дальнейшего хранения или захоронения сначала на опорный фундамент или специальную раму хранилища устанавливают основание разъемного демпфирующего кожуха. Затем посредством грузоподъемного средства на опоры основания демпфирующего кожуха устанавливают МБК с ОТВС. При этом высота подъема МБК над полом хранилища не превышает 300 мм, т.е. допустимой величины по условиям возможного аварийного падения МБК. После этого устанавливают верхнюю крышку демпфирующего кожуха, которую соединяют с основанием демпфирующего кожуха посредством фланцевого соединения. Затем МБК закрепляют с помощью резьбовых упоров. После этого последовательно устанавливают две торцевые крышки демпфирующего кожуха, которые соединяют с основанием и верхней крышкой посредством фланцевых соединений с центрирующим кольцевым поясом. После установки торцевых крышек демпфирующего кожуха МБК закрепляют в осевом направлении с помощью других резьбовых упоров. Затем транспортно-упаковочный комплект, включающий МБК и разъемный демпфирующий кожух, устанавливают на транспортное средство для транспортировки к месту дальнейшего хранения.Before transporting the transport and packaging set from the SFA from the nuclear power plant to the place of further storage or burial, the base of the split damping casing is first installed on the supporting foundation or a special storage frame. Then, with the help of lifting means, MBK with SFA is installed on the supports of the base of the damping casing. At the same time, the elevation of the MBC above the storage floor does not exceed 300 mm, i.e. permissible value under the conditions of a possible emergency drop in MBK. After that, the upper cover of the damping casing is installed, which is connected to the base of the damping casing by means of a flange connection. Then MBK is fixed using threaded stops. After that, two end caps of the damping casing are successively installed, which are connected to the base and the top cover by means of flange connections with a centering ring belt. After installing the end caps of the damping casing MBK is fixed in the axial direction using other threaded stops. Then, the transport and packaging set, including MBK and detachable damping casing, is installed on the vehicle for transportation to the place of further storage.

Известное устройство обеспечивает предохранение МБК с ОТВС от разрушения при возможных аварийных ситуациях, повышает радиационную защиту персонала при транспортировке и, благодаря обеспечению возможности уменьшения массы и стоимости изготовления МБК, дает возможность снизить стоимость реализации концепции сухого хранения ОЯТ.The known device provides protection of MBC with SFAs from destruction in case of possible emergency situations, increases the radiation protection of personnel during transportation and, due to the possibility of reducing the weight and cost of manufacturing MBCs, makes it possible to reduce the cost of implementing the concept of dry storage of spent nuclear fuel.

Однако в известном устройстве минимизация высоты подъема МБК при помещении его в разъемный демпфирующий кожух обеспечивается при горизонтальном положении МБК, что предполагает предварительное кантование МБК и усложняет обращение с контейнером при помещении его в демпфирующий кожух и при освобождении от последнего. Вместе с этим используемый разъемный демпфирующий кожух имеет относительно большое количество разъемов, что увеличивает трудоемкость сборки-разборки демпфирующего кожуха и, следовательно, увеличивает трудоемкость обслуживания транспортно-упаковочного комплекта.However, in the known device, minimizing the lifting height of the MBC when placing it in a detachable damping casing is ensured when the MBC is horizontal, which involves preliminary tilting of the MBC and complicates handling of the container when placing it in the damping casing and when it is released from the latter. At the same time, the detachable damping casing used has a relatively large number of connectors, which increases the complexity of assembling and disassembling the damping casing and, therefore, increases the complexity of servicing the transport and packaging set.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков с заявляемым изобретением является транспортно-упаковочный комплект для транспортировки и хранения ОТВС, приведенный в патентном описании RU №2097848 (G21F 5/008, 1997). Известный ТУК включает контейнер и разъемный демпфирующий кожух, выполненный таким образом, чтобы минимизировать высоту подъема контейнера при помещении его в разъемный кожух. Собственно контейнер предназначен для загрузки ОТВС и выполнен в виде металлобетонной конструкции с двумя крышками: внешней и внутренней, расположенными одна над другой и установленными на едином основании. Разъемный демпфирующий кожух в целом выполнен в виде обечайки с диафрагмами на торцах. Под каждой диафрагмой установлены радиально расположенные трубчатые элементы, скрепленные соответственно с диафрагмой, обечайкой и между собой. Внутренняя поверхность обечайки снабжена ребрами. При этом вдоль образующей обечайки по окружности установлены другие трубчатые элементы, скрепленные соответственно с обечайкой, упомянутыми ребрами и между собой. Трубчатые элементы заполнены поризованным энергопоглощающим материалом, например, цементно-песчаным бетоном с заполнителем в виде вспученного керамзита. Обечайка и торцы демпфирующего кожуха с внутренней стороны облицованы армобетоном. В варианте исполнения изобретения демпфирующий кожух выполнен из трех разъемных элементов, один из которых выполнен в виде торцевой крышки демпфирующего кожуха. С металлобетонным контейнером демпфирующий кожух скрепляется посредством штыревых устройств. Установку металлобетонного контейнера в демпфирующий кожух производят в горизонтальном положении. Затем контейнер в демпфирующем кожухе доставляют в транспортный коридор АЭС, где устанавливают под загрузочным окном. Снимают торцевую крышку демпфирующего кожуха, после чего демпфирующий кожух с контейнером переводят в вертикальное положение, снимают внешнюю и внутреннюю крышки контейнера, после чего загрузочное окно перекрывают направляюще-ориентирующим устройством, которое соединяют с верхним торцом контейнера. После загрузки демпфирующий кожух с контейнером переводят в транспортное (горизонтальное) положение и на демпфирующий кожух устанавливают торцевую крышку. Транспортно-упаковочный комплект транспортируют к месту хранения, где МБК освобождают от разъемного демпфирующего кожуха и устанавливают на место хранения.The closest in combination of essential features with the claimed invention is a transport and packaging kit for the transportation and storage of SFA, described in patent description RU No. 2097848 (G21F 5/008, 1997). Known TUK includes a container and a detachable damping casing, made in such a way as to minimize the height of the container when placed in a detachable casing. The container itself is designed to load SFAs and is made in the form of a metal-concrete structure with two covers: external and internal, located one above the other and mounted on a single base. The detachable damping casing is generally made in the form of a shell with diaphragms at the ends. Under each diaphragm there are installed radially arranged tubular elements, fastened respectively to the diaphragm, the shell and to each other. The inner surface of the shell is provided with ribs. At the same time, along the circumferential side of the shell, other tubular elements are mounted, respectively fastened to the shell, the said ribs and to each other. The tubular elements are filled with porous energy-absorbing material, for example, cement-sand concrete with aggregate in the form of expanded expanded clay. The shell and ends of the damping casing are lined with reinforced concrete on the inside. In an embodiment of the invention, the damping casing is made of three detachable elements, one of which is made in the form of an end cover of the damping casing. The damping casing is fastened to the metal-concrete container by means of pin devices. The installation of a metal-concrete container in the damping casing is carried out in a horizontal position. Then the container in the damping casing is delivered to the transport corridor of the nuclear power plant, where it is installed under the loading window. The end cover of the damping casing is removed, after which the damping casing with the container is placed in a vertical position, the outer and inner covers of the container are removed, after which the loading window is closed with a guide-orienting device, which is connected to the upper end of the container. After loading, the damping casing with the container is transferred to the transport (horizontal) position and an end cover is installed on the damping casing. The transport and packaging set is transported to the storage place, where the MBK is freed from the detachable damping casing and installed in the storage place.

Известное техническое решение применяется при реализации способа сухого хранения ОТВС и позволяет при использовании металлобетонных контейнеров для транспортировки и/или хранения ОЯТ обеспечить предохранение транспортно-упаковочного комплекта от разрушения при возможных аварийных ситуациях при транспортировке к месту хранения, которые необходимо учитывать в соответствии с рекомендациями МАГАТЭ, и повышает радиационную защиту персонала при транспортировке.A well-known technical solution is used in the implementation of the dry SFA dry storage method and allows using the metal-concrete containers for SNF transportation and / or storage to protect the transport and packaging set from destruction in case of emergency situations during transportation to the storage place, which must be taken into account in accordance with IAEA recommendations, and increases the radiation protection of personnel during transportation.

Однако в известном устройстве минимизация высоты подъема МБК при помещении его в разъемный демпфирующий кожух обеспечивается при горизонтальном положении МБК, что предполагает предварительное кантование металлобетонного контейнера и усложняет обращение с контейнером при помещении его в демпфирующий кожух и при освобождении от последнего. Вместе с этим используемый разъемный демпфирующий кожух имеет относительно большое количество разъемов, что увеличивает трудоемкость сборки-разборки демпфирующего кожуха и, следовательно, увеличивает трудоемкость обслуживания транспортно-упаковочного комплекта. Кроме того, помещение МБК в демпфирующий кожух до проведения операции загрузки в контейнер ОТВС существенно увеличивает габариты обслуживаемой (т.е. загружаемой) конструкции (МБК в сборе с разъемным демпфирующим кожухом). Учитывая, что загрузка контейнера отработавшими тепловыделяющими сборками, как правило, производится в транспортном коридоре реакторного цеха АЭС, габариты которого ограничены, то по условиям обеспечения возможности перемещения в нем указанной конструкции необходимо уменьшение габаритов демпфирующего кожуха и, соответственно, габаритов контейнера. В результате сокращается количество ОТВС, размещаемых в контейнере. В итоге это приводит к необходимости увеличения потребного количества контейнеров и к повышению стоимости реализации концепции сухого контейнерного хранения ОЯТ. Можно отметить, что, в принципе, известное устройство допускает возможность помещения МБК в разъемный демпфирующий кожух после проведения операции загрузки в контейнер ОТВС. Однако это требует манипуляции с загруженным ОТВС металлобетонным контейнером, что снижает безопасность обращения с ОТВС.However, in the known device, minimizing the lifting height of the MBC when it is placed in a detachable damping casing is ensured with the horizontal position of the MBC, which involves preliminary tilting of the metal-concrete container and complicates the handling of the container when it is placed in the damping casing and when released from the latter. At the same time, the detachable damping casing used has a relatively large number of connectors, which increases the complexity of assembling and disassembling the damping casing and, therefore, increases the complexity of servicing the transport and packaging set. In addition, the placement of the MBC in the damping casing prior to the loading operation in the SFA container significantly increases the dimensions of the serviced (i.e., loaded) structure (MBC assembled with a detachable damping casing). Given that the container is loaded with spent fuel assemblies, as a rule, it is carried out in the transport corridor of the reactor workshop of the nuclear power plant, whose dimensions are limited, then under the conditions of ensuring the possibility of movement in it of this design, it is necessary to reduce the dimensions of the damping casing and, accordingly, the dimensions of the container. As a result, the number of SFAs placed in the container is reduced. As a result, this leads to the need to increase the required number of containers and to increase the cost of implementing the concept of dry container storage of spent nuclear fuel. It can be noted that, in principle, the known device allows the possibility of placing the MBC in a detachable damping casing after the loading operation in the SFA container. However, this requires manipulation of the loaded concrete container with a metal-concrete container, which reduces the safety of handling the SFA.

Предлагаемое изобретение решает задачу обеспечения в условиях существующей инфраструктуры возможности использования металлобетонных контейнеров с оптимальными габаритно-массовыми характеристиками (с точки зрения количества размещаемых в контейнере ОТВС) при одновременном обеспечении предохранения контейнеров с ОТВС от разрушения при возможных аварийных ситуациях при транспортировке к месту хранения.The present invention solves the problem of providing, under the existing infrastructure, the possibility of using metal-concrete containers with optimal overall mass characteristics (in terms of the number of SFAs placed in the container) while ensuring the protection of containers with SFAs from destruction during possible emergency situations during transportation to the storage place.

Указанная задача решается благодаря тому, что в транспортно-упаковочном комплекте для транспортировки и хранения отработавших тепловыделяющих сборок, включающем контейнер и разъемный демпфирующий кожух, выполненный таким образом, чтобы минимизировать высоту подъема контейнера при помещении его в разъемный демпфирующий кожух, при этом последний содержит удародемпфирующие элементы в форме труб, причем транспортно-упаковочный комплект снабжен средствами для скрепления демпфирующего кожуха с контейнером, согласно изобретению разъемный демпфирующий кожух выполнен в виде съемного барабана с торцевым перекрытием и выполняющего роль торцевой крышки барабана основания, взаимодействующего с днищем корпуса контейнера. Внутри барабан имеет продольные центрирующие направляющие элементы, выполненные с возможностью взаимодействия с корпусом контейнера при накрывании последнего барабаном.This problem is solved due to the fact that in the transport and packaging set for transportation and storage of spent fuel assemblies, including a container and a detachable damping casing, made in such a way as to minimize the height of the container when placed in a detachable damping casing, the latter contains shock-damping elements in the form of pipes, the transport and packaging set provided with means for fastening the damping casing to the container, according to the invention, is detachable th damping casing is made in the form of a removable drum with end overlap and acting as the end cover of the base drum, interacting with the bottom of the container body. Inside the drum has a longitudinal centering guide elements, made with the possibility of interaction with the container body when covering the last drum.

Вместе с этим на основании демпфирующего кожуха установлены направляющие элементы, взаимодействующие с соответствующими ответными элементами контейнера для обеспечения заданного углового положения последнего относительно продольной оси демпфирующего кожуха.Along with this, on the basis of the damping casing, guide elements are installed that interact with the corresponding counter elements of the container to ensure a given angular position of the latter relative to the longitudinal axis of the damping casing.

Кроме того, крепление основания со съемным барабаном выполнено в виде резьбового фланцевого соединения. При этом барабан выполнен с внутренней цилиндрической поверхностью, которая сопряжена с соответствующей ответной поверхностью, выполненной на основании.In addition, mounting the base with a removable drum is made in the form of a threaded flange connection. In this case, the drum is made with an inner cylindrical surface, which is associated with a corresponding mating surface, made on the base.

Съемный барабан выполнен из разъемных элементов в виде первой обечайки и торцевого перекрытия. Внутри первой обечайки на каждом ее концевом участке вдоль образующей установлены удародемпфирующие элементы в форме труб, к которым изнутри барабана на каждом концевом участке первой обечайки примыкает соответствующая вторая обечайка. Упомянутые обечайки соответственно скреплены с удародемпфирующими элементами.The removable drum is made of detachable elements in the form of a first shell and end overlap. Inside the first shell at each end section along the generatrix, shock-damping elements are installed in the form of tubes, to which from the inside of the drum at each end section of the first shell there is a corresponding second shell. Said shells are respectively fastened to shock-damping elements.

В последнем варианте выполнения крепление торцевого перекрытия с первой обечайкой выполнено в виде резьбового фланцевого соединения, при этом первая обечайка выполнена с внутренней цилиндрической поверхностью, которая сопряжена с соответствующей ответной поверхностью, выполненной на торцевом перекрытии.In the latter embodiment, the fastening of the end cover with the first shell is made in the form of a threaded flange connection, while the first shell is made with an inner cylindrical surface that is associated with the corresponding mating surface made on the end floor.

Технический результат использования изобретения состоит в том, что оно позволяет при использовании металлобетонных контейнеров для транспортировки и/или хранения ОТВС обеспечить повышение безопасности обращения с ОТВС и одновременно позволяет в условиях существующей инфраструктуры АЭС использовать металлобетонные контейнеры с оптимальными габаритно-массовыми характеристиками с точки зрения количества размещаемых (загружаемых) ОТВС.The technical result of the use of the invention is that it allows the use of metal-concrete containers for transportation and / or storage of spent fuel assemblies to increase the safety of handling SFAs and, at the same time, allows the use of metal-concrete containers with optimal overall weight characteristics in terms of the number of placed in the conditions of the existing NPP infrastructure (downloadable) SFA.

На фиг.1 схематично показан транспортно-упаковочный комплект для транспортировки и хранения отработавших тепловыделяющих сборок, общий вид, продольный разрез; на фиг.2 - порожний разъемный демпфирующий кожух, общий вид, продольный разрез; на фиг.3 - удародемпфирующие элементы, установленные вдоль образующей обечайки съемного барабана, основание разъемного демпфирующего кожуха и резьбовые элементы, скрепляющие разъемный демпфирующий кожух с корпусом металлобетонного контейнера, поперечный разрез по А-А на фиг.2; на фиг.4 - торцевое перекрытие съемного барабана и резьбовые элементы, скрепляющие разъемный демпфирующий кожух с корпусом металлобетонного контейнера, поперечный разрез по Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - узел соединения торцевого перекрытия съемного барабана с обечайкой съемного барабана, элемент В на фиг.2; на фиг.6 - узел соединения съемного барабана с основанием разъемного демпфирующего кожуха, элемент Г на фиг.2.Figure 1 schematically shows a transport and packaging set for transportation and storage of spent fuel assemblies, General view, a longitudinal section; figure 2 - empty detachable damping casing, General view, a longitudinal section; figure 3 - shock-damping elements installed along the generatrix of the shell of the removable drum, the base of the detachable damping casing and threaded elements fastening the detachable damping casing with the body of the concrete container, a cross-section along aa in figure 2; figure 4 - the end overlap of the removable drum and threaded elements fastening the detachable damping casing with the body of the concrete container, a cross section along BB in figure 2; figure 5 - node connecting the end faces of the removable drum with the shell of the removable drum, element B in figure 2; in Fig.6 - the connection node of the removable drum with the base of the detachable damping casing, element G in Fig.2.

В варианте осуществления изобретения транспортно-упаковочный комплект для транспортировки и хранения ОТВС включает металлобетонный контейнер 1 и разъемный демпфирующий кожух 2, выполненный таким образом, чтобы минимизировать высоту подъема МБК при помещении его в разъемный демпфирующий кожух. МБК предназначен для загрузки ОТВС и выполнен в виде цилиндрической металлобетонной конструкции с герметичными крышками (на чертеже не показано). В целом демпфирующий кожух 2 выполнен в виде съемного барабана 3 с торцевым перекрытием и выполняющего роль торцевой крышки съемного барабана основания 4, взаимодействующего с днищем корпуса МБК. В варианте исполнения изобретения съемный барабан 3 с торцевым перекрытием и основание 4 содержат удародемпфирующие элементы в виде набора труб, обладающие достаточной энергией деформации. Крепление основания 4 со съемным барабаном 3 выполнено в виде резьбового (например, шпилечного) фланцевого соединения, при этом барабан выполнен с внутренней цилиндрической поверхностью «а», которая сопряжена с соответствующей ответной поверхностью, выполненной на основании 4. Благодаря этому исключается возможность нагружения шпилек 5 упомянутого фланцевого соединения сдвигающими (поперечными) усилиями при ударе. В цилиндрической стенке съемного барабана 3 и торцевом перекрытии барабана установлены взаимодействующие с корпусом МБК резьбовые элементы 6, 7, исключающие возможность перемещения МБК относительно разъемного демпфирующего кожуха 2 при действии перегрузок в период транспортировки. Таким образом, благодаря резьбовым элементам б, 7 исключается возможность соударений МБК и демпфирующего кожуха при транспортировке.In an embodiment of the invention, the transport and packaging kit for transporting and storing SFAs includes a metal-concrete container 1 and a detachable damping casing 2, made in such a way as to minimize the lifting height of the MBC when it is placed in a detachable damping casing. MBK is designed to load SFAs and is made in the form of a cylindrical metal-concrete structure with sealed covers (not shown in the drawing). In general, the damping casing 2 is made in the form of a removable drum 3 with end overlap and acting as the end cover of the removable drum of the base 4, interacting with the bottom of the MBK case. In an embodiment of the invention, a removable end-face drum 3 and a base 4 comprise shock-damping elements in the form of a set of tubes having sufficient deformation energy. The base 4 is fastened with a removable drum 3 in the form of a threaded (for example, a hairpin) flange connection, while the drum is made with an inner cylindrical surface “a”, which is mated to a corresponding counter surface made on the base 4. This eliminates the possibility of loading the studs 5 said flange joint by shear (transverse) forces upon impact. In the cylindrical wall of the removable drum 3 and the end face of the drum, threaded elements 6, 7 interacting with the MBK body are installed, which exclude the possibility of the MBK moving relative to the split damping casing 2 under the effect of overloads during transportation. Thus, thanks to the threaded elements b, 7, the possibility of collisions of the MBC and the damping casing during transportation is excluded.

Внутри съемный барабан 3 имеет продольные центрирующие направляющие элементы 8, выполненные с возможностью взаимодействия с корпусом МБК 1 при накрывании МБК барабаном 3. Элементы 8 имеют наклонные участки «b», которые вместе образуют «направляющий конус», обеспечивающий при накрывании МБК барабаном 3 приведение продольной оси барабана к продольной оси МБК. На основании 4 демпфирующего кожуха установлены направляющие элементы 9, взаимодействующие с соответствующими ответными элементами 10 МБК 1 для обеспечения заданного углового положений МБК относительно продольной оси 11 демпфирующего кожуха 2. В варианте осуществления изобретения направляющие элементы 9 выполнены, например, в виде двух штырей, а ответные им элементы 10 контейнера - в виде гнезд, выполненных с наружной стороны днища корпуса контейнера. Таким образом, обеспечивается заданная ориентация МБК 1 относительно демпфирующего кожуха 2. Вместе с этим гнезда 10 могут быть использованы при установке МБК, например, на внутристанционную транспортировочную тележку, снабженную соответствующими ответными элементами.Inside, the removable drum 3 has longitudinal centering guide elements 8, configured to interact with the MBK 1 case when covering the MBC with the drum 3. Elements 8 have inclined sections “b”, which together form a “guide cone”, which ensures longitudinal alignment when covering the MBC with the drum 3 the axis of the drum to the longitudinal axis of the MBC. On the basis of 4 damping casing, guide elements 9 are installed, interacting with corresponding mating elements 10 of MBC 1 to provide a given angular position of MBC relative to the longitudinal axis 11 of damping casing 2. In an embodiment of the invention, the guiding elements 9 are made, for example, in the form of two pins, and the response them elements 10 of the container - in the form of nests made on the outside of the bottom of the container body. Thus, a given orientation of the MBC 1 with respect to the damping casing 2 is provided. At the same time, the slots 10 can be used when installing the MBC, for example, on an in-station transport trolley equipped with corresponding mating elements.

В варианте выполнения изобретения съемный барабан 3 выполнен из разъемных элементов в виде обечайки 12 и торцевого перекрытия 13. Внутри обечайки 12 на каждом ее концевом участке вдоль образующей установлены удародемпфирующие элементы в форме труб 14, к которым изнутри барабана 3 на каждом концевом участке обечайки 12 примыкает соответствующая обечайка 15. Обечайки 12 и 15 соответственно скреплены с удародемпфирующими элементами (трубами) 14, например, с помощью сварки. Конструктивное выполнение узла соединения торцевого перекрытия 13 и обечайки 12 аналогично узлу соединения основания 4 со съемным барабаном 3. Крепление торцевого перекрытия 13 с обечайкой 12 выполнено в виде резьбового фланцевого соединения. При этом обечайка 12 выполнена с внутренней цилиндрической поверхностью «с», которая сопряжена с соответствующей ответной поверхностью, выполненной на торцевом перекрытии 13.In an embodiment of the invention, the removable drum 3 is made of detachable elements in the form of a shell 12 and an end overlap 13. Inside the shell 12 at each end portion along the generatrix, shock-damping elements are installed in the form of tubes 14, to which from the inside of the drum 3 at each end section of the shell 12 is adjacent the corresponding shell 15. The shells 12 and 15, respectively, are fastened to the shock-damping elements (pipes) 14, for example, by welding. The structural embodiment of the connection unit of the end floor 13 and the shell 12 is similar to the connection node of the base 4 with the removable drum 3. The fastening of the end floor 13 with the shell 12 is made in the form of a threaded flange connection. While the shell 12 is made with an inner cylindrical surface "c", which is associated with the corresponding mating surface, made on the end floor 13.

Внутри основания 4 и торцевого перекрытия 13 демпфирующего кожуха 2 также установлены удародемпфирующие элементы в форме труб 16 и 17. При этом относительно продольной оси 11 демпфирующего кожуха трубы 16 расположены радиально, а трубы 17 - тангенциально. Удародемпфирующие элементы (трубы) 16, 17 соединены между собой при помощи сварки посредством соответствующих диафрагм 18. В основании 4 демпфирующего кожуха выполнены опоры 19, взаимодействующие с корпусом МБК 1. Центральная часть обечайки 12 снабжена установленными на ее внутренней поверхности шпангоутами 20 и продольными ребрами (стрингерами) 21, что обеспечивает обечайке достаточную жесткость.Shock-damping elements in the form of pipes 16 and 17 are also installed inside the base 4 and the end overlap 13 of the damping casing 2. In this case, the pipes 16 are located radially relative to the longitudinal axis 11 of the damping casing, and the pipes 17 are tangential. Impact-damping elements (pipes) 16, 17 are connected to each other by welding using the corresponding diaphragms 18. At the base 4 of the damping casing, supports 19 are made, interacting with the housing MBK 1. The central part of the shell 12 is equipped with frames 20 and longitudinal ribs mounted on its inner surface ( stringers) 21, which provides the shell sufficient rigidity.

В варианте осуществления изобретения разъемный демпфирующий кожух 2 также имеет такелажные элементы, выполненные, например, в виде гнезд 22, 23, расположенных в общей плоскости попарно диаметрально противоположно на обечайке 12 барабана 3.In an embodiment of the invention, the detachable damping casing 2 also has rigging elements made, for example, in the form of sockets 22, 23 located in the same plane in pairs diametrically opposite on the shell 12 of the drum 3.

Транспортно-упаковочный комплект работает следующим образом.Transport and packaging set operates as follows.

В варианте осуществления изобретения ОТВС выдерживают определенный срок в бассейне с водой. После определенного срока выдержки в бассейне с водой и соответственно снижения уровня активности ОТВС их выгружают из бассейна выдержки и загружают в МБК 1 для дальнейшего хранения. Загрузка ОТВС в МБК может производиться при нахождении последнего в транспортном коридоре реакторного цеха на специальной внутристанционной тележке, имеющей минимальную высоту грузовой площадки (на чертеже не показано). Загрузка, внутристанционная транспортировка МБК и хранение МБК на АЭС осуществляются при вертикальном положении МБК. При этом перемещение МБК и установку МБК на место промежуточного хранения осуществляют с ограничением скорости передвижения и высоты подъема МБК, а также с использованием дополнительных страховочных средств, что исключает возможность возникновения аварийных ситуаций, при которых могли бы быть разрушены загруженные в контейнер ОТВС и мог быть разрушен или разгерметизирован МБК.In an embodiment of the invention, the SFAs withstand a certain period in a pool of water. After a certain period of exposure in a pool of water and, accordingly, a decrease in the level of activity of SFAs, they are unloaded from the exposure pool and loaded into MBK 1 for further storage. SFA can be loaded into the MBK when the latter is located in the transport corridor of the reactor workshop on a special in-plant trolley with a minimum cargo area height (not shown in the drawing). Loading, in-plant transportation of interbank cash and storage of interbank cash at nuclear power plants are carried out with the vertical position of interbank cash. At the same time, the transfer of MBK and the installation of MBK to an intermediate storage place is limited by the speed of movement and the height of the MBK, as well as by using additional safety means, which eliminates the possibility of emergency situations in which the SFA loaded into the container could be destroyed and could be destroyed or depressurized MBK.

В месте промежуточного хранения загруженный МБК может находиться длительное время. Затем загруженный МБК транспортируют к месту окончательного хранения.In the place of intermediate storage loaded MBK can be for a long time. Then the loaded MBK is transported to the place of final storage.

Перед транспортировкой МБК с АЭС к месту окончательного хранения (например, в региональное хранилище или на радиохимический комбинат с целью переработки ОЯТ) МБК 1 помещают в разъемный демпфирующий кожух 2. При этом МБК 1 с ОТВС посредством штатных грузоподъемных средств устанавливают на горизонтально выставленное основание 4, затем сверху накрывают съемным барабаном 3, который с помощью резьбовых соединений жестко скрепляют с основанием 4. При установке МБК на основание 4 установленные на нем направляющие элементы 9 взаимодействуют с ответными элементами 10 МБК и, таким образом, обеспечивается заданное угловое положение МБК относительно продольной оси 11 демпфирующего кожуха 2. В процессе накрывания МБК съемным барабаном с корпусом МБК взаимодействуют центрирующие направляющие элементы 8. Таким образом, при накрывании МБК барабаном 3 обеспечивается приведение продольной оси барабана к продольной оси МБК. Затем с помощью резьбовых элементов 6, 7 демпфирующий кожух 2 скрепляют с МБК 1. Таким образом, исключается возможность перемещения последнего внутри кожуха при транспортировке. Резьбовые элементы 6, 7, скрепляющие демпфирующий кожух с МБК, одновременно являются дистанционирующими и демпфирующими элементами и, кроме того, выполняют роль тепловых мостов.Before transportation of MBC from the NPP to the place of final storage (for example, in a regional storage facility or at a radiochemical plant for the purpose of reprocessing spent nuclear fuel), MBC 1 is placed in a detachable damping casing 2. At the same time, MBC 1 with SFA is installed on a horizontally exposed base 4 using standard lifting equipment, then cover with a removable drum 3 from above, which is rigidly fastened to the base 4 using threaded connections. When MBK is installed on the base 4, the guide elements 9 installed on it interact with With these elements 10 MBC and, thus, a predetermined angular position of the MBC relative to the longitudinal axis 11 of the damping casing 2 is ensured. In the process of covering the MBC with a removable drum, the centering guide elements 8 interact with the MBC body. to the longitudinal axis of the MBC. Then, using the threaded elements 6, 7, the damping casing 2 is fastened with MBK 1. Thus, the possibility of moving the latter inside the casing during transportation is excluded. The threaded elements 6, 7, fastening the damping casing with MBK, are at the same time distance and damping elements and, in addition, serve as thermal bridges.

Такое техническое решение обеспечивает надежную защиту МБК при любом виде аварийного падения, повышает радиационную защиту благодаря дополнительному экранированию и позволяет снизить конструктивные запасы по прочности МБК, что, в свою очередь, позволяет снизить стоимость МБК. При этом выполнение демпфирующего кожуха 2 разъемным с отъемным основанием 4, когда МБК с ОТВС устанавливают на основании 4 демпфирующего кожуха и накрывают съемным барабаном 3 с торцевым перекрытием, позволяет минимизировать высоту подъема контейнера при помещении последнего в демпфирующий кожух и освобождении от демпфирующего кожуха, что повышает безопасность обращения с ОТВС. Дополнительное уменьшения высоты подъема МБК с ОТВС при помещении его в демпфирующий кожух может быть достигнуто путем установки основания 4 в приямке, выполненном на площадке места проведения работ, в частности, в месте промежуточного хранения.Such a technical solution provides reliable MBK protection for any type of accidental fall, increases radiation protection due to additional shielding and allows to reduce structural strength margins of MBK, which, in turn, reduces the cost of MBK. At the same time, the execution of the damping casing 2 is detachable with a detachable base 4, when the MBC with SFA is installed on the base 4 of the damping casing and covered with a removable drum 3 with an end overlap, it minimizes the height of the container when the latter is placed in the damping casing and freed from the damping casing, which increases safety of SFA handling. An additional reduction in the lifting height of the MBC with the SFA when placed in a damping casing can be achieved by installing the base 4 in a pit made at the site of the work site, in particular, in the place of intermediate storage.

После транспортно-упаковочный комплект (металлобетонный контейнер 1 в сборе с демпфирующим кожухом 2) посредством грузоподъемного средства и устройства кантования (на чертеже не показано) переводят в горизонтальное положение. В этом положении транспортно-упаковочный комплект устанавливают на транспортное средство, например, железнодорожную платформу (железнодорожный транспортер) и фиксируют ТУК относительно последней.After the transport and packaging set (concrete container 1 complete with a damping casing 2) by means of lifting means and a tipping device (not shown in the drawing) are transferred to a horizontal position. In this position, the transport and packaging set is installed on the vehicle, for example, a railway platform (railway conveyor) and the TUK is fixed relative to the latter.

Транспортно-упаковочный комплект в транспортировочном положении транспортируют к месту окончательного хранения (захоронения) ОЯТ. Разъемный демпфирующий кожух, оснащенный ударопоглощающими элементами (например, трубами, набором ребер в виде шпангоутов и стрингеров и т.п.), обеспечивает снижение перегрузок, действующих на контейнер, до допустимого уровня во всех возможных аварийных ситуациях, регламентированных нормативными документами РФ и рекомендациями МАГАТЭ, при любых, в том числе и наиболее неблагоприятных углах падения ТУК (например, падение на угол ТУК). Вместе с этим помещение контейнера в демпфирующий кожух существенно повышает прочностные характеристики транспортно-упаковочного комплекта при падении на штырь, термозащитные свойства при попадании в зону пожара и радиационно-защитные свойства.The transport and packaging set in the transport position is transported to the place of final storage (disposal) of SNF. A detachable damping casing, equipped with shock absorbing elements (for example, pipes, a set of ribs in the form of frames and stringers, etc.), reduces the overloads acting on the container to an acceptable level in all possible emergency situations regulated by regulatory documents of the Russian Federation and IAEA recommendations , at any, including the most unfavorable angles of incidence of the TUK (for example, a drop at the angle of the TUK). At the same time, placing the container in a damping casing significantly increases the strength characteristics of the transport and packaging set when it falls on the pin, heat-shielding properties when it enters the fire zone, and radiation-shielding properties.

После транспортировки МБК в региональное хранилище освобождение МБК на месте хранения от демпфирующего кожуха производится в обратной последовательности. Затем демпфирующий кожух возвращают на АЭС для транспортировки последующего металлобетонного контейнера с ОТВС, а доставленный в региональное хранилище МБК с ОТВС устанавливают в месте хранения.After the MBC is transported to the regional storage, the MBC is released in the storage place from the damping casing in the reverse order. Then, the damping casing is returned to the NPP for transportation of the subsequent metal-concrete container with SFA, and the MBC delivered with the SFA delivered to the regional storage is installed in the storage place.

Таким образом, благодаря особенности исполнения транспортно-упаковочного комплекта изобретение позволяет при использовании металлобетонных контейнеров для транспортировки и хранения ОТВС обеспечить повышение безопасности обращения с ОТВС и одновременно позволяет в условиях существующей инфраструктуры АЭС использовать металлобетонные контейнеры с оптимальными габаритно-массовыми характеристиками с точки зрения количества размещаемых (загружаемых) ОТВС.Thus, due to the particular design of the transport and packaging set, the invention allows, when using metal-concrete containers for transportation and storage of SFAs, to increase the safety of handling SFAs and, at the same time, allows using concrete containers with optimal overall weight characteristics in terms of the number of placed (in terms of the number of placed) conditions of the existing NPP infrastructure downloadable) SFA.

Claims (5)

1. Транспортно-упаковочный комплект для транспортировки и хранения отработавших тепловыделяющих сборок, включающий контейнер и разъемный демпфирующий кожух, выполненный таким образом, чтобы минимизировать высоту подъема контейнера при помещении его в разъемный демпфирующий кожух, при этом последний содержит ударо-демпфирующие элементы в форме труб, причем транспортно-упаковочный комплект снабжен средствами для скрепления демпфирующего кожуха с контейнером, отличающийся тем, что разъемный демпфирующий кожух выполнен в виде съемного барабана с торцевым перекрытием и выполняющего роль торцевой крышки барабана основания, взаимодействующего с днищем корпуса контейнера, при этом внутри барабан имеет продольные центрирующие направляющие элементы, выполненные с возможностью взаимодействия с корпусом контейнера при накрывании последнего барабаном.1. A transport and packaging kit for transporting and storing spent fuel assemblies, including a container and a detachable damping casing, made in such a way as to minimize the height of the container when placed in a detachable damping casing, the latter containing shock-damping elements in the form of pipes, moreover, the transport and packaging set is equipped with means for fastening the damping casing to the container, characterized in that the detachable damping casing is made in the form of a removable the end-face drum and acting as the end cap of the base drum interacting with the bottom of the container body, while inside the drum has longitudinal centering guide elements configured to interact with the container body when covering the latter with the drum. 2. Транспортно-упаковочный комплект по п.1, отличающийся тем, что на основании демпфирующего кожуха установлены направляющие элементы, взаимодействующие с соответствующими ответными элементами контейнера для обеспечения заданного углового положения последнего относительно продольной оси демпфирующего кожуха.2. The transport and packaging set according to claim 1, characterized in that, on the basis of the damping casing, guide elements are installed that interact with the corresponding counter elements of the container to ensure a predetermined angular position of the latter relative to the longitudinal axis of the damping casing. 3. Транспортно-упаковочный комплект по п.1, отличающийся тем, что крепление основания со съемным барабаном выполнено в виде резьбового фланцевого соединения, при этом барабан выполнен с внутренней цилиндрической поверхностью, которая сопряжена с соответствующей ответной поверхностью, выполненной на основании.3. The transport and packaging set according to claim 1, characterized in that the base fastening with a removable drum is made in the form of a threaded flange connection, while the drum is made with an inner cylindrical surface that is associated with a corresponding mating surface made on the base. 4. Транспортно-упаковочный комплект по п.1, отличающийся тем, что съемный барабан выполнен из разъемных элементов в виде первой обечайки и торцевого перекрытия, причем внутри первой обечайки на каждом ее концевом участке вдоль образующей установлены ударо-демпфирующие элементы в форме труб, к которым изнутри барабана на каждом концевом участке первой обечайки примыкает соответствующая вторая обечайка, при этом упомянутые обечайки соответственно скреплены с удародемпфирующими элементами.4. The transport and packaging set according to claim 1, characterized in that the removable drum is made of detachable elements in the form of a first shell and end overlap, and inside the first shell at each end section along the generatrix, shock-damping elements in the form of pipes are installed, which from the inside of the drum at each end section of the first shell adjoins the corresponding second shell, while said shells are respectively fastened to shock-damping elements. 5. Транспортно-упаковочный комплект по п.4, отличающийся тем, что крепление торцевого перекрытия с первой обечайкой выполнено в виде резьбового фланцевого соединения, при этом первая обечайка выполнена с внутренней цилиндрической поверхностью, которая сопряжена с соответствующей ответной поверхностью, выполненной на торцевом перекрытии.5. The transport and packaging set according to claim 4, characterized in that the fastening of the end overlap with the first shell is made in the form of a threaded flange connection, while the first shell is made with an inner cylindrical surface that is associated with a corresponding mating surface made on the end overlap.

Images