Корпус транспортно-упаковочного комплекта для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива

Полезная модель относится к устройствам корпусов транспортно-упаковочных комплектов (ТУК), предназначенных для перевозки отработанного ядерного топлива или хранения топливных элементов. Задачей полезной модели и техническим результатом является снижение затрат на изготовление корпуса транспортно-упаковочного комплекта при обеспечении его надежности, механической прочности, герметичности и защиты от излучения нейтронов. Технический результат достигается тем, что корпус транспортно-упаковочного комплекта для транспортировки и хранения отработанного ядерного топлива включает цилиндрические внешнюю и внутреннюю оболочки и полость для заполнения веществом, поглощающим нейтроны, при этом внешняя оболочка выполнена в виде литого стакана, а внутренняя оболочка - в виде литого полого цилиндра, концентрично установленного на дно стакана, причем полость для заполнения веществом, поглощающим нейтроны образована вертикальными выступами и пазами на внешней и внутренней поверхностях внутренней оболочки с размещением пазов на внутренней поверхности напротив выступов на внешней поверхности, а между выступами на внешней поверхности внутренней оболочки и внутренней поверхностью внешней оболочки дополнительно размещен слой свинца. 3 рис.

Полезная модель относится к устройствам корпусов транспортно-упаковочных комплектов (ТУК), предназначенных для перевозки отработанного ядерного топлива или хранения топливных элементов.

Известен транспортно-упаковочный комплект для транспортировки и хранения отработанного ядерного топлива, содержащий цилиндрический литой корпус с полостью, в которой помещено устройство (чехол), которое фиксирует тепловыделяющие сборки.

(RU 2127919, G25F 5/008, опубликовано 20.03.1999)

Недостаток известного устройства является слабая защита от нейтронного излучения и малый отвод тепла, выделяющегося ядерным топливом или тепловыделяющих сборок.

Наиболее близким по технической сущности является металлический корпус контейнера транспортно-упаковочного комплекта для транспортировки и хранения отработанного ядерного топлива в виде сварной конструкции, включающей днище, цилиндрические внешнюю и внутреннюю оболочки, полость между которыми заполнена веществом для поглощения нейтронов, например, силоксановым каучуком.

(RU 2348085, G25F 5/00, опубликовано 27.02.2009)

Недостатком известного устройства является сложность его изготовления из большого числа различных элементов с использованием сварки и резьбовых соединений. Все это в сочетании с использованием для изготовления корпуса разнородных материалов в значительной степени снижает коррозионную стойкость, герметичность и надежность конструкции.

Задачей полезной модели и техническим результатом является снижение затрат на изготовление корпуса транспортно-упаковочного комплекта при обеспечении его надежности, механической прочности, герметичности и защиты от излучения нейтронов.

Технический результат достигается тем, что корпус транспортно-упаковочного комплекта для транспортировки и хранения отработанного ядерного топлива включает цилиндрические внешнюю и внутреннюю оболочки и полость для заполнения веществом, поглощающим нейтроны, при этом внешняя оболочка выполнена в виде литого стакана, а внутренняя оболочка - в виде литого полого цилиндра, концентрично установленного на дно стакана, причем полость для заполнения веществом, поглощающим нейтроны образована вертикальными выступами и пазами на внешней и внутренней поверхностях внутренней оболочки с размещением пазов на внутренней поверхности напротив выступов на внешней поверхности, а между выступами на внешней поверхности внутренней оболочки и внутренней поверхностью внешней оболочки дополнительно размещен слой свинца.

Технический результат также достигается тем, что внешняя оболочка и герметизирующая крышка выполнена из легированного бором чугуна с шаровидным графитом, а внутренняя оболочка - из коррозионно-стойкого чугуна с шаровидным графитом; корпус дополнительно снабжен герметизирующей крышкой; в дне стакана и в герметизирующей крышке выполнены полости для заполнения веществом, поглощающим нейтроны; сечения пазов на внешней и внутренней поверхности внутренней оболочки выполнены в виде изогнутых прямоугольников со скругленными углами; внешняя поверхность оболочки выполнена с оребрением.

Полезная модель может быть проиллюстрирована примером с использованием рис.1-3, где:

1 - внешняя оболочка;

2 - внутренняя оболочка;

3 - полость с веществом, поглощающим нейтроны;

4 - слой свинца;

5 - герметизирующая крышка.

Внешнюю оболочку 1 корпуса в транспортно-упаковочного комплекта виде стакана с цилиндрическими стенками и дном изготавливают из легированного бором (,005-0,5 мас%) чугуна с шаровидным графитом стандартными способами литья, на требующими значительных затрат на его осуществление. Легирование чугуна бором обеспечивает дополнительную защиту, поглощающую тепловые нейтроны. Одновременно в дне стакана формируют полость 3 в виде диска для последующего ее заполнения стандартным веществом, поглощающим нейтроны. Для интенсификации отвода тепла внешняя поверхность оболочки 1 может быть выполнена с оребрением.

Внутреннюю оболочку 2 корпуса также изготавливают стандартным способом литья полых слитков из коррозионностойкого чугуна с шаровым графитом. При этом внутреннюю и внешнюю поверхность внутренней оболочки 2 снабжают по всей высоте вертикальными выступами и пазами с размещением пазов на внутренней поверхности напротив выступов на внешней поверхности. Для обеспечения максимального эффекта защиты от излучения нейтронов сечения пазов на внешней и внутренней поверхности внутренней оболочки выполнены в виде изогнутых прямоугольников со скругленными углами.

После заполнения полостей 3, формируемых пазами, веществом, поглощающим нейтроны, указанное расположение пазов и выступов исключают возможность прохождения тепловых нейтронов через оболочки корпуса. После этого внутреннюю оболочку 2 корпуса дополнительно подвергают механической обработке для получения требуемого внешнего диаметра.

Затем на внутреннюю поверхность внешней оболочки 1 или на выступы внешней поверхности внутренней оболочки 2 наносят слой свинца 4 и устанавливают внутреннюю оболочку 2 концентрично на дно стакана. При этом слой свинца выполняет функцию смазки и герметика, обеспечивая герметичность соединения оболочек и надежный тепловой мост для отвода тепла от отработанного ядерного топлива наружу.

После этого пазы на внутренней и внешней поверхности внутренней оболочки 2 заполняют веществом, поглощающим нейтроны.

Для обеспечения герметичности и защите от излучения нейтронов корпус дополнительно снабжен герметизирующей крышкой, выполненной из легированного бором чугуна с шаровидным графитом, причем в герметизирующей крышке выполнена полость в виде диска для заполнения веществом, поглощающим нейтроны.

Полученный описанным выше способом корпус транспортно-упаковочного комплекта для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива обеспечивает достижение поставленного технического результата: снижение затрат на изготовление корпуса транспортно-упаковочного комплекта при обеспечении его механической прочности, герметичности и защиты от излучения нейтронов.

1. Корпус транспортно-упаковочного комплекта для транспортировки и хранения отработанного ядерного топлива включает цилиндрические внешнюю и внутреннюю оболочки и полость для заполнения веществом, поглощающим нейтроны, отличающийся тем, что внешняя оболочка выполнена в виде литого стакана, а внутренняя оболочка - в виде литого полого цилиндра, концентрично установленного на дно стакана, причем полость для заполнения веществом, поглощающим нейтроны, образована вертикальными выступами и пазами на внешней и внутренней поверхностях внутренней оболочки с размещением пазов на внутренней поверхности напротив выступов на внешней поверхности, а между выступами на внешней поверхности внутренней оболочки и внутренней поверхностью внешней оболочки дополнительно размещен слой свинца.

2. Корпус по п.1, отличающийся тем, что внешняя оболочка и герметизирующая крышка выполнена из легированного бором чугуна с шаровидным графитом, а внутренняя оболочка - из коррозионно-стойкого чугуна с шаровидным графитом.

3. Корпус по п.1, отличающийся тем, что корпус дополнительно снабжен герметизирующей крышкой.

4. Корпус по п.1, отличающийся тем, что в дне стакана и в герметизирующей крышке выполнены полости для заполнения веществом, поглощающим нейтроны.

5. Корпус по п.1, отличающийся тем, что сечения пазов на внешней и внутренней поверхности внутренней оболочки выполнены в виде изогнутых прямоугольников со скругленными углами.

6. Корпус по п.1, отличающийся тем, что внешняя поверхность оболочки выполнена с оребрением.