RU2082233C1

RU2082233C1 - Container from reinforced concrete

Info

Publication number: RU2082233C1
Application number: RU94015759A
Authority: RU
Inventors: В.Ю. Васильев; Б.К. Данилин; М.Б. Джуринский; А.А. Зубков; В.П. Поспелов
Original assignee: Зубков Анатолий Андреевич
Priority date: 1994-04-27
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 1997-06-20

Abstract

FIELD: nuclear power engineering, in particular, delivery of waste assemblies of heat-emitting elements. SUBSTANCE: device has reinforced concrete housing which has internal and outer steel envelopes, bottom and sealed caps and cooling channel. Reinforcement of concrete is designed as lattice case which is attached to outer steel envelope and connected by means of heat conductors to inner steel envelope. Outer jacket with driving pipe is pulled on container. Cooling channel is designed as ring space between container housing and outer jacket. EFFECT: increased functional capabilities. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области ядерной техники и оборудованию для хранения и транспортировки отходов ядерного производства и отработавшего ядерного топлива энергетических ядерных реакторов. The invention relates to the field of nuclear engineering and equipment for storage and transportation of nuclear waste and spent nuclear fuel from nuclear power reactors.

Известна конструкция контейнера для хранения и транспортирования радиоактивных отходов [1] подвергнутых отвердеванию в слабой или средней степени, состоящего из резервуара, содержащего наружную бетонную оболочку и внутреннюю многослойную стенку и заглушку. Конструкция резервуара обеспечивает компенсацию температурных расширений оболочки во времени и теплоизоляцию ее внутри бака. A known design of a container for storing and transporting radioactive waste [1] subjected to solidification to a weak or moderate degree, consisting of a tank containing an outer concrete shell and an inner multilayer wall and a plug. The design of the tank provides compensation for thermal expansion of the shell over time and its thermal insulation inside the tank.

Известная конструкция эффективно отводит тепло при нормальных условиях эксплуатации, но при попадании контейнера в очаг пожара подвержена воздействию высокой температуры с разрушением бетона и потерей герметичности контейнера. The known design effectively removes heat under normal operating conditions, but when the container enters the fire, it is exposed to high temperature with the destruction of concrete and loss of tightness of the container.

Известна конструкция конвекционно-охлаждаемого бетонного контейнера для транспортирования и хранения радиоактивных веществ [2] выделяющих тепло, имеющего систему каналов для отвода тепла путем естественной циркуляции наружного воздуха прототип. A known construction of a convection-cooled concrete container for transporting and storing radioactive substances [2] emitting heat, having a system of channels for heat dissipation by natural circulation of external air prototype.

Недостатками данной конструкции является то, что расположение охлаждающих каналов вблизи топливных элементов приводит к активизации протекающего по ним воздуха, кроме того, при попадании в очаг пожара контейнер подвержен сильному воздействию высокой температуры с разрушением бетона и потерей герметичности. The disadvantages of this design is that the location of the cooling channels near the fuel elements leads to activation of the air flowing through them, in addition, when it enters the fire, the container is exposed to strong heat with destruction of concrete and loss of tightness.

Заявляемое изобретение позволяет обеспечить эффективный отвод тепла при нормальных условиях эксплуатации, а при попадании контейнера в очаг пожара исключить увеличение температуры внутри контейнера, обеспечить герметичность и надежность контейнера. The claimed invention allows for efficient heat dissipation under normal operating conditions, and when the container enters the fire, to eliminate the temperature increase inside the container, to ensure the tightness and reliability of the container.

Предложен контейнер железобетонный для хранения и транспортировки отработавших сборок ТВЭЛ ядерного реактора, включающий железобетонный корпус с внутренней стальной оболочкой и днищем, охлаждающий канал и герметичные крышки, корпус контейнера снабжен наружной стальной оболочкой, при этом арматура бетонного заполнения стенок выполнена в виде примыкающей вплотную к наружной стальной оболочке решетчатой обечайки, соединенной связями-тепловодами с внутренней стальной оболочкой, а на контейнере одет наружный кожух с тяговой трубкой, при этом охлаждающий канал образован зазором между корпусом контейнера и наружным кожухом. A reinforced concrete container is proposed for storage and transportation of spent assemblies of a fuel element of a nuclear reactor, including a reinforced concrete case with an inner steel shell and a bottom, a cooling channel and tight covers, the container body is equipped with an outer steel shell, and the reinforcement of the concrete filling of the walls is made in the form adjacent to the outer steel the shell of the lattice shell, connected by heat pipes to the inner steel shell, and on the container there is an outer casing with a traction tube, etc. and this cooling channel is formed by the gap between the container body and the outer casing.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображен предлагаемый контейнер, на фиг. 2 разрез по А-А. The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows the proposed container, FIG. 2 section along AA.

Контейнер состоит из корпуса, который имеет наружную стальную оболочку 1 с днищем 2 и внутреннюю стальную оболочку 3 с днищем 4. Оболочки приварены к верхнему кованому кольцу 5, на котором установлены крышки 6 и 7, обеспечивающие герметичность и радиационную защиту. The container consists of a casing, which has an outer steel shell 1 with a bottom 2 and an inner steel shell 3 with a bottom 4. The shells are welded to the upper forged ring 5, on which the covers 6 and 7 are installed, providing tightness and radiation protection.

В кольцевом пространстве между оболочками 1 и 3 с днищами 2 и 4 установлена арматура в виде решетчатой обечайки 8 и решетчатого диска 9, которые установлены вплотную к поверхности наружной оболочки 1 и днища 2. In the annular space between the shells 1 and 3 with the bottoms 2 and 4 installed reinforcement in the form of a trellised shell 8 and trellised disk 9, which are installed close to the surface of the outer shell 1 and the bottom 2.

Решетчатая обечайка 8 и решетчатый диск 9 через связи-тепловоды 10 и 11 приварены к оболочке 3 и днищу 4. Кольцевое пространство между оболочками и днищами залито пластичным, жаростойким, обеспечивающим радиационную защиту бетоном 12. The lattice shell 8 and the lattice disk 9 are welded to the shell 3 and the bottom 4 through heat-connections 10 and 11. The annular space between the shells and the bottoms is filled with plastic, heat-resistant concrete providing radiation protection 12.

Во внутреннем пространстве контейнера установлен чехол 13 с отработавшими сборками ТВЭЛ, имеющими остаточное тепловыделение и активность. A cover 13 with spent fuel assemblies having residual heat and activity is installed in the interior of the container.

С наружной стороны на контейнер с зазором надет кожух 14 с тяговой трубой 15. From the outside, a casing 14 with a traction pipe 15 is put on the container with a gap.

Охлаждающий канал образован кольцевым зазором между корпусом контейнера и наружным кожухом 14. The cooling channel is formed by an annular gap between the container body and the outer casing 14.

Такая конструктивная схема позволяет передать большие тепловые потоки через стенку контейнера, т.к. наличие в бетоне стальных, расположенных с большой густотой по всей высоте стенки контейнера, тепловодов-связей 10 значительно увеличивает общий коэффициент теплопроводности стенки. This design scheme allows you to transfer large heat fluxes through the wall of the container, because the presence in concrete of steel, located with high density along the entire height of the container wall, of the connection ducts 10 significantly increases the overall thermal conductivity of the wall.

Установка наружного кожуха 14 с тяговой трубой 15 позволяет через кольцевой зазор между кожухом 14 и наружной стальной оболочкой 15 организовать естественную циркуляцию наружного воздуха, чем достигается более интенсивный отвод тепла с наружной поверхности корпуса контейнера. The installation of the outer casing 14 with the traction pipe 15 allows through the annular gap between the casing 14 and the outer steel shell 15 to organize the natural circulation of external air, which achieves a more intense heat removal from the outer surface of the container body.

При попадании контейнера в очаг пожара за счет быстрого прогревания наружной стальной оболочки 1 происходит ее термическое расширение и отслаивание от бетонного массива 12 с образованием зазора между бетоном и стенкой оболочки. Наличие зазора приводит к резкому увеличению термического сопротивления, которое препятствует проникновению тепла внутрь контейнера и повышению в нем температуры. When the container enters the fire due to the rapid heating of the outer steel shell 1, its thermal expansion and peeling from the concrete mass 12 occurs with the formation of a gap between the concrete and the shell wall. The presence of a gap leads to a sharp increase in thermal resistance, which prevents the penetration of heat into the container and the temperature rise in it.

Сетчатая обечайка 8 из арматурной стали и стальные связи-тепловоды 10, 11 исключают разрушение бетона и способствуют сохранению его монолитности и прочности. The mesh shell 8 made of reinforcing steel and steel ties-heat pipes 10, 11 exclude the destruction of concrete and contribute to the preservation of its monolithicity and strength.

Claims

A reinforced concrete container for storing and transporting spent fuel assemblies of a nuclear reactor, including a reinforced concrete case with an inner steel shell and a bottom, a cooling channel and sealed covers, characterized in that the case is equipped with an outer steel shell, while the reinforcement of the concrete filling of the walls is made in the form adjacent to the outer steel shell of the lattice shell connected by heat connections to the inner steel shell, and the outer casing with the traction pipe is worn on the container, with this cooling channel is formed by an annular gap between the container body and the outer casing.