Корзина контейнера для хранения отработавших тепловыделяющих сборок
Предложена корзина контейнера для хранения отработавших тепловыделяющих сборок, состоящая как минимум из трех ячеек шестигранного сечения из алюмосплава. С внешней стороны каждой стенки абсорбционной ячейки имеется продольная канавка. В пространстве, образованном двумя канавками двух прилегающих друг к другу ячеек, находится плоская прокладка из коррозиестойкого материала. В месте соприкосновения продольной канавки и плоской прокладки имеются выступы. Алюмосплав содержит 1-15% массы В или В4С. Прокладка имеет форму как минимум двух взаимно раскрепленных частей клинообразной формы. Пространство, образованное двумя канавками, с каждой стороны закрыто как минимум одной плоской заглушкой из коррозиестойкого материала. Заглушка и прилегающие стенки ячеек имеют отверстие и соединены между собой разборным соединением.
Область техники
Техническое решение касается корзины контейнеров для перевозки и сухого хранения свежих или использованных тепловыделяющих сборок из ядерных реакторов и относится к области атомного машиностроения, а именно - конструкция корзины для отработавшего топлива в транспортных контейнерах и контейнерах для хранения.
Нынешнее состояние техники
Используемые до сих пор корзины контейнеров, предназначенные для перевозки и хранения отработавших топливных кассет, собраны из квадратных или шестигранных ячеек, копирующих тепловыделяющие сборки с необходимым зазором для монтажа. Обычно ячейки изготовлены методом сварки лент из листовой стали, легированной бором, который поглощением нейтронов обеспечивает подкритичность ТВС. Между данными ячейками в целях отвода остаточного тепла обычно вставлены листы из алюмосплава или поперечные пластины с отверстиями для отдельных ячеек. Другим решением является корзина, образованная шестигранными ячейками из алюмосплава согласно описанию изобретения CZ 280289. Для обеспечения подкритичности между отдельными ячейками в продольной выточке в виде ласточкина хвоста расположены клиновидные детали из коррозиестойкого листового металла с содержанием бора. Каждая клиновидная деталь оснащена клиновидным отверстием, в которое вставлена разжимная шпонка. Разжимная шпонка к клиновидной детали зафиксирована сварным соединением. Между плоскими клиновидными деталями в продольных углублениях в виде ласточкина хвоста установлена абсорбционная лента из нержавеющей стали, легированной бором. С учетом технологических возможностей производства листовой стали с содержанием бора, а также факта, что количество бора, содержащегося в листовой стали, лимитировано, для некоторых видов топлива это решение недостаточно. Реально достижимое содержание бора не обеспечивает установленную величину подкритичности. Выточка в виде ласточкина хвоста на стенках ячеек и по сторонам клиновидных деталей, позволяющая установку и фиксацию одинарной абсорбционной ленты, сложна в производстве и дорого стоит. Фиксирование разжимного штифта с клиновидной деталью сварным соединением также технологически непригодно.
Раскрытие полезной модели
Объектом технического решения является корзина контейнера для хранения отработавших тепловыделяющих сборок. Корзина состоит, как минимум, из трех ячеек шестигранного сечения из алюмосплава. С внешней стороны каждой стены абсорбционной ячейки имеется продольная канавка. В пространстве, образованном двумя канавками двух прилегающих друг к другу ячеек, установлена плоская прокладка из коррозиестойкого материала. В месте соприкосновения между продольной канавкой и плоской прокладкой размещены продольные выступы. На практике используется решение, при котором выступы имеются на стенке плоской канавки или же выступы могут находиться на деталях, образующих плоскую прокладку. Выступы создают пространство для оттока воды во время сушки. Алюмосплав, из которого сделаны ячейки, содержит 1-15% массы бора (В) в чистом виде или в форме В4С. Прокладка имеет форму как минимум двух взаимно раскрепленных частей клинообразной формы. Благодаря этому можно установить и извлечь части прокладки последовательно и не произойдет их защемление в пространстве между прилегающими ячейками. В качестве коррозиестойкого материала, из которого изготовлена прокладка, может применяться нержавеющая сталь, керамика, композиционный материал или другой пригодный материал. Пространство, образованное двумя канавками, с каждой стороны закрыто одной плоской заглушкой из коррозиестойкого материала. Заглушка и прилегающие стенки ячеек имеют отверстия и соединены между собой сборно-разборным соединением. Сборно-разборное соединение может иметь форму болтового соединения или заклепочного соединения. Таким образом, прокладка закрыта с обеих сторон с помощью заглушки. Особенно удобна заглушка, закрывающая пространство с верхней части, оснащенная направляющим элементом. Направляющий элемент имеет выпуклую форму и ограничивает удары тепловыделяющей сборки об верхнюю грань ячеек.
В случае требования по обеспечению более высокой величины подкритичности, материал, из которого произведены ячейки, может содержать не более 3% массы В или же В4С или гидрида титана. Это обеспечивает дополнительное экранирование в случае, если экранирование с помощью В в алюмосплаве будет недостаточным. Корзина контейнера состоит из профильных ячеек, изготовленных с помощью технологии литьевого прессования из алюмосплава с содержанием В. Отдельные ячейки тесно прилегают друг к другу как минимум частью своих стенок, это обеспечивает достаточный отвод избыточного тепла.
Преимуществом корзины контейнера согласно выше описанному техническому решению является возможность использовать для производства ячеек алюмосплав с содержанием соединения бора (В) или его соединения в форме В4С и для производства использовать технологию литьевого прессования. Таким образом, достигается точная форма ячеек, без необходимости последующей обработки, с хорошими абсорбционными свойствами для обеспечения подкритичности упаковочного комплекта. Соединение отдельных деталей корзины выполнено механически, без необходимости сварки.
Пример осуществления
Корзина контейнера для хранения отработавших тепловыделяющих сборок реакторов состоит из комплекта 85 абсорбционных ячеек 1 шестигранного сечения из алюмосплава. Алюмосплав содержит 5% массы В4С. Абсорбционные ячейки 1 плотно прилегают друг к другу в углах. С внешней стороны каждой стены 2 абсорбционной ячейки 1 имеется продольная канавка 5 оснащенная выступами 6. В пространстве, образованном двумя канавками 5 двух прилегающих друг к другу ячеек 1, установлена плоская прокладка из коррозиестойкого материала. В данном случае в качестве коррозиестойкого материала используется нержавеющая сталь. В данном случае прокладка имеет форму четырех взаимно раскрепленных частей 3, 4 клинообразной или же трапециевидной формы. Взаимным раскреплением частей 3, 4 происходит фиксирование позиции соседних ячеек 1. Пространство, образованное двумя канавками 5, с каждой стороны закрыто заглушкой 7 из коррозиестойкого материала, а именно - из нержавеющей стали.
Каждая заглушка 7 и прилегающие стенки ячеек 1 имеют отверстие и соединены между собой разборным соединением 8, в данном случае - болтовым соединением. Заглушка 7, закрывающая пространство с верхней части, оснащена направляющим элементом 9 клинообразной выпуклой формы.
Пример исполнения наглядно изображен на рис.1-4, где показано:
на рис.1 - горизонтальное сечение абсорбционных ячеек в месте нахождения плоских клинообразных прокладок,
рис.2 - главный вид сборочного комплекта плоских клинообразных прокладок между ячейками, вкл. заглушки
рис.3 - деталь прокладки и выступов в пространстве, образованном двумя канавками, рис.4 - вид с боку верхней заглушки с направляющим элементом.
Промышленная применимость
Предлагаемое решение может быть использовано при хранении отработавших тепловыделяющих сборок реакторов, напрмер ВВЭР-440.
1. Корзина контейнера для хранения отработавших тепловыделяющих сборок, состоящая как минимум из трех ячеек (1) шестигранного сечения из алюмосплава, при этом с внешней стороны каждой стенки (2) абсорбционной ячейки (1) имеется продольная канавка (5) и в пространстве, образованном двумя канавками (5) двух прилегающих друг к другу ячеек (1), находится плоская прокладка из коррозиестойкого материала, причем в месте соприкосновения продольной канавки (5) и плоской прокладки имеются выступы (6), отличающаяся тем, что
алюмосплав содержит 1-15% массы В или В4 С,
и прокладка имеет форму как минимум двух взаимно раскрепленных частей (3), (4) клинообразной формы,
а пространство, образованное двумя канавками (5), с каждой стороны закрыто как минимум одной плоской заглушкой (7) из коррозиестойкого материала, при этом заглушка (7) и прилегающие стенки ячеек (1) имеют отверстие и соединены между собой разборным соединением (8).
2. Корзина контейнера по п.1, отличающаяся тем, что прокладки (3), (4) содержат максимум 3% массы В или В4С.
3. Корзина контейнера по п.1, отличающаяся тем, что прокладки (3), (4) содержат гидрид титана.
4. Корзина контейнера по пп.1-3, отличающаяся тем, что разборное соединение (8) представляет собой болтовое соединение или заклепочное соединение.
5. Корзина контейнера по п.1, отличающаяся тем, что заглушка (7), закрывающая пространство в верхней части, оснащена направляющим элементом (9).
6. Корзина контейнера по п.1, отличающаяся тем, что продольные выступы (6) являются составной частью плоских прокладок (3), (4).
