[go: up one dir, main page]

WO2024112228A1 - Storage facility for spent nuclear fuel - Google Patents

Storage facility for spent nuclear fuel Download PDF

Info

Publication number
WO2024112228A1
WO2024112228A1 PCT/RU2023/000221 RU2023000221W WO2024112228A1 WO 2024112228 A1 WO2024112228 A1 WO 2024112228A1 RU 2023000221 W RU2023000221 W RU 2023000221W WO 2024112228 A1 WO2024112228 A1 WO 2024112228A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
canisters
storage facility
nuclear fuel
canister
spent
Prior art date
Application number
PCT/RU2023/000221
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Георгий Ильич ТОШИНСКИЙ
Александр Владиславович ДЕДУЛЬ
Олег Геннадьевич КОМЛЕВ
Сергей Александрович ГРИГОРЬЕВ
Original Assignee
Акционерное Общество "Акмэ - Инжиниринг"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2022130228A external-priority patent/RU2796637C1/en
Application filed by Акционерное Общество "Акмэ - Инжиниринг" filed Critical Акционерное Общество "Акмэ - Инжиниринг"
Publication of WO2024112228A1 publication Critical patent/WO2024112228A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04Treating liquids
    • G21F9/20Disposal of liquid waste
    • G21F9/24Disposal of liquid waste by storage in the ground; by storage under water, e.g. in ocean

Definitions

  • the invention relates to nuclear energy, namely, to chamber-type dry storage facilities for spent nuclear fuel (SNF) and is intended for temporary storage of spent nuclear fuel in order to reduce the residual heat release of the fuel before sending it for long-term storage in an on-site storage facility or for reprocessing.
  • SNF spent nuclear fuel
  • a storage facility for spent nuclear fuel containing a vertical well with a jumper in the upper part of the well, containers (nests) with canisters with spent nuclear fuel placed in the well, and a well ventilation system.
  • the containers are made in the form of cylinders with perforated sections in the lower part and are installed vertically on the bottom of the well.
  • Canisters with spent nuclear fuel are located in containers one above the other. In this case, at least one free container is installed in the well, and the jumper in the upper part of the well is installed below the upper ends of the containers.
  • Containers with canisters containing spent nuclear fuel are located along the perimeter of the well, and a free container is installed between them in the center of the well.
  • pencil cases are loaded into containers (nests) one on top of the other in the form of a garland and are held in the containers at a given height using spacers, and in the center using centralizers.
  • the heat released during storage of spent nuclear fuel is removed into the atmosphere by natural ventilation. Cold air enters the interior of the containers through the perforated sections of the containers and, when heated, rises and is released into the atmosphere. If it is necessary to remove the lower canister, the upper canisters with spent fuel assemblies are reloaded into a free container without being removed to the surface, and the lower canister is removed for repair or recycling.
  • the disadvantages of the known storage facility include the fact that atmospheric air will descend down the well in the space between the containers, moving in a downward flow at low speed, due to the significant cross-section of the space between the containers. Based on this, air will enter the perforated areas of the containers already preheated from the walls of the containers, which will lead to a decrease in its density and, accordingly, to a decrease in the natural draft created due to the difference in air densities in the lower and upper parts of the well.
  • the storage facility contains a storage chamber with monolithic reinforced concrete protective walls, in which nests are installed between its upper and lower ceilings.
  • the nests are equipped with protective plugs that are installed in the nests by welding after loading two canisters and equipped with sampling tubes connecting the internal cavity of the nest with the serviced area through a shut-off valve.
  • the storage chamber is equipped with equipment that allows for remote loading of canisters with spent fuel into storage slots and installation of protective plugs in them.
  • the natural ventilation system contains embedded pipes installed in the lower ceiling of the chamber, connecting the chamber with the sub-chamber space, which is, in turn, connected to air intake devices.
  • the upper part of the chamber is connected by exhaust ducts to exhaust pipes located on the roof of the chamber.
  • the disadvantages of the known storage include the air flow through storage nests (channels) with empty canisters, which reduces the cooling efficiency of canisters with spent fuel assemblies.
  • the main requirements for spent fuel storage facilities include the following:
  • the radiation safety of a spent fuel storage facility depends significantly on the condition of the fuel rod cladding.
  • the key characteristic for the integrity of spent fuel in the dry storage method is the temperature of the fuel element cladding, which makes the task of increasing the efficiency of cooling spent fuel in storage relevant.
  • the problem to be solved by the invention is to improve the safety of spent nuclear fuel storage.
  • the technical result obtained by implementing the invention is to increase the cooling efficiency of canisters with spent nuclear fuel in storage and to increase radiation safety.
  • a natural ventilation system which includes vertical outlet and inlet air ducts with air intake devices, horizontal inlet and outlet manifolds, between which there is a lower floor with installed embedded pipes to ensure the direction of air flow only through the embedded pipes, in the upper ceiling coaxial with the embedded pipes of the lower floor, embedded pipes are installed into which plugs are inserted, separating the storage facility from the room with the reloading machine, canisters are inserted into the embedded pipes of the lower floor, either a canister with spent fuel or an empty canister with a plug is installed in each pipe, the cold air intake is made at a height that ensures impossibility of surface water entering the air collector.
  • Either a canister with spent fuel or an empty canister with a plug is installed in the embedded pipe of the lower floor.
  • the canisters are placed in increments to ensure nuclear safety of storage.
  • the canisters have a cylindrical shape, the body of the canisters has fins, which increases the heat transfer surface area of the canister and, accordingly, increases the efficiency of its cooling.
  • the upper surface of the plug is equipped with a gripping device, closed with a lid, there is a seal on the shoulders of the plug, and the lower part of the plug is equipped with thermal insulation.
  • the canister into which the spent fuel is loaded is filled with lead, which increases the efficiency of heat removal from the fuel rods.
  • the lower narrow part of the canister is a damper
  • the bottom of the canister body is equipped with a collet gripper for securing SNF
  • the canister cover has a mushroom for a gripping device.
  • the inlet part of the lower air manifold can be U-shaped, in the lower part of which a drain is installed, designed to drain water if it enters the U-shaped manifold.
  • the space between the canister body and the embedded pipe of the lower floor forms vertical air channels through which cooling air flows.
  • Embedded pipes ensure air flow only through the space between the canister body and the embedded pipe.
  • Figure 1 shows a general view of the spent fuel storage facility.
  • Figure 2 shows a pencil case with spent nuclear fuel.
  • FIG. 3 shows a canister containing spent nuclear fuel with a temporary plug.
  • the storage facility contains a storage chamber with monolithic reinforced concrete walls forming inlet and outlet air ducts, upper and lower ceilings in which embedded pipes are coaxially installed.
  • the storage facility is equipped with a cooling system based on natural air circulation.
  • the storage facility may consist of several compartments for storing spent nuclear fuel.
  • Each compartment (Fig. 1) includes vertical exhaust air ducts 1, inlet air ducts 2, horizontal inlet 3 and outlet 4 manifolds, upper 5 and lower 6 floors with embedded pipes 7, canisters 8 with SNF, empty canisters 9 for SNF with plugs 10, plugs 11.
  • drains 12 are installed to drain water that has entered the U-shaped collector.
  • Each pencil case has its own cell.
  • the embedded pipes 7 of the lower floor 6 are designed for orderly placement of canisters with SNF in the storage facility, and for directing the flow of cooling air along the ribs of canisters 8 with SNF.
  • Plugs 11 are intended for biological protection of personnel from ionizing radiation of canisters 8 with SNF installed for storage, and to prevent the escape of cooling air into the central hall (CH). Plugs 11 are installed in the upper ceiling of the storage compartments above the cells for canisters 8 with SNF.
  • Plug 11 is a metal cylinder with shoulders for installation in the upper ceiling 5. Plug 11 may have filler inside.
  • the upper surface of the plug 11 is equipped with a device for gripping (not shown in the figure), closed with a lid, similar to the device for gripping the lid of a pencil case 8. There is a seal on the shoulders of the plug 11.
  • the lower part of the plug 11 is equipped with thermal insulation.
  • the canister 8 (9) for SNF 21 (Fig. 2) is a metal pipe 14 closed at the bottom, filled with lead 15.
  • the lower narrow part of the canister 8 (9) is a damper 16 that protects the fuel in the canister from damage when loading SNF into the canister.
  • the bottom of the canister body 8 (9) is equipped with a collet grip 17, intended for fixing the spent fuel assemblies 21 in the canister 8 (9) from floating.
  • the cover 18 of the pencil case 8 (9) has a mushroom 19 for the gripping device.
  • the case body 8 (9) has fins 20.
  • Canisters 8 with spent fuel are placed in embedded pipes 7 installed in the lower ceiling 6.
  • the plug 10 for the empty canister 9 for SNF (Fig. 3) is a removable metal structure consisting of two identical elements put on the empty canister 9 for SNF to block the air flow through the embedded pipe 7 of the lower floor 6.
  • the proposed storage facility is operated as follows. Before loading canisters 8 with SNF, empty canisters 9 with plugs 10 must be inserted into all embedded pipes of the lower floor, except one, to ensure that the air flow is directed only through the embedded pipes into which canisters 8 with SNF will be installed.
  • empty canisters 9 with plugs 10 are removed one by one and canisters 8 with SNF are installed instead.
  • plug 11 is removed from the upper ceiling 5, and after installing the canister 8 with the spent fuel assemblies, it is installed in place.
  • Transportation of canisters 8 with SNF to the storage facility is carried out using a floor-standing machine 13.
  • the use of a floor-standing machine 13 provides biological protection for personnel and prevents fuel from heating above the permissible temperature during fuel transportation and in the event of emergency situations.
  • the air temperature in the exhaust air ducts is monitored.
  • the technical solution according to the invention can be used for dry storage of spent nuclear fuel before being sent for long-term storage in an on-site storage facility or for reprocessing.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)

Abstract

The invention relates to depots for the dry storage of spent nuclear fuel. The present storage facility for spent nuclear fuel comprises a storage chamber with protective walls, canisters, an upper floor, a lower floor, and a natural ventilation system. The natural ventilation system includes vertical outlet ducts and inlet ducts with air intake devices, and a horizontal inlet header and a horizontal outlet header, between which the lower floor is disposed with receiving tubes mounted therein, the upper floor also having receiving tubes mounted therein in coaxial alignment with the receiving tubes of the lower floor. The receiving tubes of the upper floor have plugs installed therein which separate the storage facility from a space containing a floor-mounted machine for conveying filled spent fuel canisters into the storage facility. The receiving tubes of the lower floor have canisters installed therein, each tube containing either a filled spent fuel canister, or an empty canister with a closure. All of the receiving tubes of the lower floor are closed until loading begins. The invention provides for more effective cooling of spent fuel canisters in the storage facility.

Description

Хранилище отработавшего ядерного топлива Spent nuclear fuel storage facility
Область техники Technical field
Изобретение относится к атомной энергетике, а именно, к пунктам сухого хранения отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) камерного типа и предназначено для временного хранения отработавшего ядерного топлива с целью снижения остаточного тепловыделения топлива перед отправкой на длительное хранение в пристанционном хранилище или на переработку. The invention relates to nuclear energy, namely, to chamber-type dry storage facilities for spent nuclear fuel (SNF) and is intended for temporary storage of spent nuclear fuel in order to reduce the residual heat release of the fuel before sending it for long-term storage in an on-site storage facility or for reprocessing.
Уровень техники State of the art
Из патентного документа RU2273067C1, известно хранилище отработавшего ядерного топлива, содержащее вертикальную скважину с перемычкой в верхней части скважины, размещенные в скважине контейнеры (гнезда) с пеналами с отработавшим ядерным топливом и систему вентиляции скважины. Контейнеры выполнены в виде цилиндров с перфорированными участками в нижней части и установлены вертикально на забой скважины. Пеналы с отработавшим ядерным топливом расположены в контейнерах один над другим. При этом в скважине установлен, по меньшей мере, один свободный контейнер, а перемычка в верхней части скважины установлена ниже верхних торцов контейнеров. Контейнеры с пеналами с отработавшим ядерным топливом расположены по периметру скважины, а свободный контейнер установлен между ними в центре скважины. From patent document RU2273067C1, a storage facility for spent nuclear fuel is known, containing a vertical well with a jumper in the upper part of the well, containers (nests) with canisters with spent nuclear fuel placed in the well, and a well ventilation system. The containers are made in the form of cylinders with perforated sections in the lower part and are installed vertically on the bottom of the well. Canisters with spent nuclear fuel are located in containers one above the other. In this case, at least one free container is installed in the well, and the jumper in the upper part of the well is installed below the upper ends of the containers. Containers with canisters containing spent nuclear fuel are located along the perimeter of the well, and a free container is installed between them in the center of the well.
В описанном хранилище пеналы загружаются в контейнеры (гнезда) один на другой в виде гирлянды и удерживаются в контейнерах на заданной высоте с помощью проставок, а по центру с помощью центраторов. Выделяемое при хранении отработавшего ядерного топлива тепло отводится в атмосферу естественным проветриванием. Холодный воздух через перфорированные участки контейнеров попадает во внутреннее пространство контейнеров и, нагреваясь, поднимается вверх и выводится в атмосферу. При необходимости извлечения нижнего пенала верхние пеналы с ОТВС перегружаются в свободный контейнер без извлечения на поверхность, а нижний пенал извлекается для ремонта или на переработку. In the described storage, pencil cases are loaded into containers (nests) one on top of the other in the form of a garland and are held in the containers at a given height using spacers, and in the center using centralizers. The heat released during storage of spent nuclear fuel is removed into the atmosphere by natural ventilation. Cold air enters the interior of the containers through the perforated sections of the containers and, when heated, rises and is released into the atmosphere. If it is necessary to remove the lower canister, the upper canisters with spent fuel assemblies are reloaded into a free container without being removed to the surface, and the lower canister is removed for repair or recycling.
К недостаткам известного хранилища относится то, что атмосферный воздух будет опускаться по скважине в пространстве между контейнерами, движущийся опускным потоком с малой скоростью, вследствие значительного сечения пространства между контейнерами. Исходя из этого воздух в перфорированные участки контейнеров будет поступать уже предварительно подогретым от стенок контейнеров, что приведет к уменьшению его плотности и, соответственно, к снижению естественной тяги, создающейся за счет разности плотностей воздуха в нижней и верхней частях скважины. The disadvantages of the known storage facility include the fact that atmospheric air will descend down the well in the space between the containers, moving in a downward flow at low speed, due to the significant cross-section of the space between the containers. Based on this, air will enter the perforated areas of the containers already preheated from the walls of the containers, which will lead to a decrease in its density and, accordingly, to a decrease in the natural draft created due to the difference in air densities in the lower and upper parts of the well.
В результате, особенно в летний период, снижение естественной тяги может привести к повышению температуры пеналов с ОТВС, учитывая также, что передача тепла от ТВС к атмосферному воздуху имеет низкую эффективность, так как тепловой поток преодолевает термические сопротивления от воздуха внутри пенала к воздуху в контейнере и от воздуха в контейнере к атмосферному воздуху. As a result, especially in summer, a decrease in natural draft can lead to an increase in the temperature of canisters with spent fuel assemblies, taking into account also that the transfer of heat from fuel assemblies to atmospheric air has low efficiency, since the heat flow overcomes thermal resistance from the air inside the canister to the air in the container and from the air in the container to the atmospheric air.
Наличие перфорированных участков в нижней части гнезд (ячеек) не позволяет использовать гнезда (ячейки) в качестве дополнительного барьера безопасности. Из патентного документа RU2572361C1 известно хранилище отработавшего ядерного топлива. Хранилище содержит камеру хранения с монолитными железобетонными защитными стенами, в которой гнезда установлены между ее верхним и нижним перекрытиями. Гнезда снабжены защитными пробками, устанавливаемыми в гнезда на сварке после загрузки двух пеналов и снабженными пробоотборными трубками, соединяющими через запорный клапан внутреннюю полость гнезда с обслуживаемой зоной. Камера хранения снабжена оборудованием, обеспечивающим дистанционную загрузку пеналов с ОЯТ в гнезда хранения и установку в них защитных пробок. Система естественной вентиляции содержит установленные в нижнем перекрытии камеры закладные трубы, соединяющие камеру с подкамерным пространством, соединенным, в свою очередь, с воздухозаборными устройствами. Верхняя часть камеры соединена вытяжными каналами с выхлопными трубами, расположенными на крыше камеры. The presence of perforated areas in the lower part of the nests (cells) does not allow the nests (cells) to be used as an additional safety barrier. From patent document RU2572361C1 a storage facility for spent nuclear fuel is known. The storage facility contains a storage chamber with monolithic reinforced concrete protective walls, in which nests are installed between its upper and lower ceilings. The nests are equipped with protective plugs that are installed in the nests by welding after loading two canisters and equipped with sampling tubes connecting the internal cavity of the nest with the serviced area through a shut-off valve. The storage chamber is equipped with equipment that allows for remote loading of canisters with spent fuel into storage slots and installation of protective plugs in them. The natural ventilation system contains embedded pipes installed in the lower ceiling of the chamber, connecting the chamber with the sub-chamber space, which is, in turn, connected to air intake devices. The upper part of the chamber is connected by exhaust ducts to exhaust pipes located on the roof of the chamber.
К недостаткам известного хранилища следует отнести расход воздуха по гнездам (каналам) хранения с пустыми пеналами, что снижает эффективность охлаждения пеналов с ОТВС. The disadvantages of the known storage include the air flow through storage nests (channels) with empty canisters, which reduces the cooling efficiency of canisters with spent fuel assemblies.
К основным требованиям, предъявляемым к хранилищам ОЯТ относятся следующие: The main requirements for spent fuel storage facilities include the following:
- обеспечение ядерной безопасности при хранении и проведении транспортнотехнологических операций с отработавшим топливом; - ensuring nuclear safety during storage and carrying out transport and technological operations with spent fuel;
- обеспечение радиационной безопасности персонала и защита окружающей среды; - ensuring radiation safety of personnel and environmental protection;
- контроль отвода остаточного тепловыделения, гарантия целостности топливной оболочки и сохранности топлива в хранилище. - control of residual heat removal, guaranteeing the integrity of the fuel cladding and the safety of fuel in the storage facility.
Радиационная безопасность хранилища ОЯТ существенно зависит от состояния оболочек твэлов. The radiation safety of a spent fuel storage facility depends significantly on the condition of the fuel rod cladding.
Ключевой характеристикой для целостности ОЯТ при сухом способе хранения является температура оболочек твэлов, что делает задачу повышения эффективности охлаждения ОЯТ в хранилище актуальной. The key characteristic for the integrity of spent fuel in the dry storage method is the temperature of the fuel element cladding, which makes the task of increasing the efficiency of cooling spent fuel in storage relevant.
Раскрытие изобретения Disclosure of the Invention
Проблема, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении безопасности хранения ОЯТ. The problem to be solved by the invention is to improve the safety of spent nuclear fuel storage.
Технический результат, получаемый при внедрении изобретения, заключается в повышении эффективности охлаждения пеналов с ОЯТ в хранилище и в повышении радиационной безопасности. The technical result obtained by implementing the invention is to increase the cooling efficiency of canisters with spent nuclear fuel in storage and to increase radiation safety.
Указанный технический результат достигается тем, что в хранилище отработавшего ядерного топлива, содержащем камеру хранения с монолитными железобетонными защитными стенами, пеналы, предназначенные для размещения отработавших тепло-выделяющих сборок, верхнее и нижнее перекрытия, систему естественной вентиляции, в состав которой входят вертикальные отводящие и подводящие воздуховоды с воздухозаборными устройствами, горизонтальные входной и выходной коллекторы, между которыми расположено нижнее перекрытие с установленными закладными трубами для обеспечения направления воздушного потока только через закладные трубы, в верхнем перекрытии соосно с закладными трубами нижнего перекрытия установлены закладные трубы, в которые вставлены пробки, отделяющие хранилище от помещения с перегрузочной машиной, в закладные трубы нижнего перекрытия вставлены пеналы, в каждую трубу встановлен либо пенал с ОЯТ, либо пустой пенал с заглушкой, забор холодного воздуха выполнен на высоте, обеспечивающей невозможность попадания в воздушный коллектор поверхностной воды. This technical result is achieved by the fact that in a spent nuclear fuel storage facility containing a storage chamber with monolithic reinforced concrete protective walls, canisters designed to accommodate spent fuel assemblies, upper and lower floors, a natural ventilation system, which includes vertical outlet and inlet air ducts with air intake devices, horizontal inlet and outlet manifolds, between which there is a lower floor with installed embedded pipes to ensure the direction of air flow only through the embedded pipes, in the upper ceiling coaxial with the embedded pipes of the lower floor, embedded pipes are installed into which plugs are inserted, separating the storage facility from the room with the reloading machine, canisters are inserted into the embedded pipes of the lower floor, either a canister with spent fuel or an empty canister with a plug is installed in each pipe, the cold air intake is made at a height that ensures impossibility of surface water entering the air collector.
Все закладные трубы нижнего перекрытия до начала загрузки закрыты. All embedded pipes of the lower floor are closed before loading begins.
До начала загрузки все закладные трубы нижнего перекрытия перекрыты пустыми пеналами с заглушками. Before loading begins, all embedded pipes of the lower floor are covered with empty canisters with plugs.
В закладную трубу нижнего перекрытия либо установлен пенал с ОЯТ, либо пустой пенал с заглушкой. Either a canister with spent fuel or an empty canister with a plug is installed in the embedded pipe of the lower floor.
Пеналы размещены с шагом, обеспечивающим ядерную безопасность хранения.The canisters are placed in increments to ensure nuclear safety of storage.
Пеналы имеют цилиндрическую форму, корпус пеналов имеет оребрение, что увеличивает площадь теплообменной поверхности пенала и, соответственно, повышает эффективность его охлаждения. The canisters have a cylindrical shape, the body of the canisters has fins, which increases the heat transfer surface area of the canister and, accordingly, increases the efficiency of its cooling.
Верхняя поверхность пробки снабжена устройством под захват, закрытым крышкой, на заплечиках пробки имеется уплотнение, нижняя часть пробки снабжена теплоизоляцией. The upper surface of the plug is equipped with a gripping device, closed with a lid, there is a seal on the shoulders of the plug, and the lower part of the plug is equipped with thermal insulation.
Пенал, в который загружена ОЯТ, заполнен свинцом, что повышает эффективность отвода тепла от твэлов. Нижняя узкая часть пенала представляет собой демпфер, днище корпуса пенала снабжено цанговым захватом для закрепления ОЯТ, крышка пенала имеет грибок под захватное устройство. The canister into which the spent fuel is loaded is filled with lead, which increases the efficiency of heat removal from the fuel rods. The lower narrow part of the canister is a damper, the bottom of the canister body is equipped with a collet gripper for securing SNF, the canister cover has a mushroom for a gripping device.
Погружение ОЯТ в пенал, предварительно залитый жидким свинцом, осуществляется штатным перегрузочным оборудованием. Предотвращение всплытия обеспечивает цанговый захват пенала. Immersion of spent fuel into a canister previously filled with liquid lead is carried out using standard reloading equipment. Prevention of ascent is ensured by the collet grip of the pencil case.
Входная часть нижнего воздушного коллектора может иметь U-образную форму, в нижней части которой установлен трап, предназначенный для отвода воды в случае её попадания в U-образный коллектор. The inlet part of the lower air manifold can be U-shaped, in the lower part of which a drain is installed, designed to drain water if it enters the U-shaped manifold.
Пространство между корпусом пенала и закладной трубой нижнего перекрытия образует вертикальные воздушные каналы, по которым протекает охлаждающий воздух. Пустой пенал с заглушкой, установленный в закладную трубу нижнего перекрытия, перекрывает закладную трубу, тем самым увеличивая поток охлаждающего воздуха в закладных трубах с пеналами с ОЯТ. The space between the canister body and the embedded pipe of the lower floor forms vertical air channels through which cooling air flows. An empty canister with a plug, installed in the embedded pipe of the lower floor, blocks the embedded pipe, thereby increasing the flow of cooling air in the embedded pipes with canisters containing spent nuclear fuel.
Закладные трубы обеспечивают движение воздушного потока только через пространство между корпусом пенала и закладной трубой. Embedded pipes ensure air flow only through the space between the canister body and the embedded pipe.
Краткое описание чертежей Brief description of drawings
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлен один из возможных вариантов реализации изобретения. The invention is illustrated by drawings, which show one of the possible embodiments of the invention.
На фиг. 1 приведен общий вид хранилища ОЯТ. In fig. Figure 1 shows a general view of the spent fuel storage facility.
На фиг. 2 показан пенал с ОЯТ. In fig. Figure 2 shows a pencil case with spent nuclear fuel.
На фиг. 3 приведен пенал с ОЯТ с временной заглушкой. Хранилище содержит камеру хранения с монолитными железобетонными стенами, образующими подводящие и отводящие воздуховоды, верхним и нижним перекрытиями, в которых соосно установлены закладные трубы. In fig. Figure 3 shows a canister containing spent nuclear fuel with a temporary plug. The storage facility contains a storage chamber with monolithic reinforced concrete walls forming inlet and outlet air ducts, upper and lower ceilings in which embedded pipes are coaxially installed.
Для охлаждения установленных в закладные трубы нижнего перекрытия пеналов с ОЯТ хранилище снабжено системой охлаждения, основанной на естественной циркуляции воздуха. To cool the spent fuel canisters installed in the embedded pipes of the lower floor, the storage facility is equipped with a cooling system based on natural air circulation.
Вариант осуществления изобретения Embodiment of the invention
Далее описан возможный, но не единственный, вариант осуществления заявленного изобретения. The following describes a possible, but not the only, embodiment of the claimed invention.
Хранилище может состоять из нескольких отсеков для хранения ОЯТ. Каждый отсек (фиг. 1) включает вертикальные отводящие воздуховоды 1, подводящие воздуховоды 2, горизонтальные входной 3 и выходной 4 коллекторы , верхнее 5 и нижнее 6 перекрытия с закладными трубами 7, пеналы 8 с ОЯТ, пустые пеналы 9 для ОЯТ с заглушками 10, пробки 11. В нижней части воздуховода установлены трапы 12 для отвода попавшей в U-образный коллектор воды. Каждому пеналу соответствует своя ячейка. The storage facility may consist of several compartments for storing spent nuclear fuel. Each compartment (Fig. 1) includes vertical exhaust air ducts 1, inlet air ducts 2, horizontal inlet 3 and outlet 4 manifolds, upper 5 and lower 6 floors with embedded pipes 7, canisters 8 with SNF, empty canisters 9 for SNF with plugs 10, plugs 11. At the bottom of the air duct, drains 12 are installed to drain water that has entered the U-shaped collector. Each pencil case has its own cell.
Закладные трубы 7 нижнего перекрытия 6 предназначены для упорядоченного размещения в хранилище пеналов с ОЯТ, и направления потока охлаждающего воздуха вдоль ребер пеналов 8 с ОЯТ. The embedded pipes 7 of the lower floor 6 are designed for orderly placement of canisters with SNF in the storage facility, and for directing the flow of cooling air along the ribs of canisters 8 with SNF.
Пробки 11 , предназначены для биологической защиты персонала от ионизирующего излучения пеналов 8 с ОЯТ, установленных на хранение, и для предотвращения выхода охлаждающего воздуха в помещение центрального зала (ЦЗ). Пробки 11 установлены в верхнем перекрытии отсеков хранилища над ячейками для пеналов 8 с ОЯТ. Plugs 11 are intended for biological protection of personnel from ionizing radiation of canisters 8 with SNF installed for storage, and to prevent the escape of cooling air into the central hall (CH). Plugs 11 are installed in the upper ceiling of the storage compartments above the cells for canisters 8 with SNF.
Пробка 11 представляет собой цилиндр из металла, имеющий заплечики для установки в верхнее перекрытие 5. Пробка 11 может иметь внутри наполнитель. Верхняя поверхность пробки 11 снабжена устройством под захват (на фиг. не показано), закрытым крышкой, аналогичным устройству под захват крышки пенала 8. На заплечиках пробки 11 имеется уплотнение. Нижняя часть пробки 11 снабжена теплоизоляцией. Plug 11 is a metal cylinder with shoulders for installation in the upper ceiling 5. Plug 11 may have filler inside. The upper surface of the plug 11 is equipped with a device for gripping (not shown in the figure), closed with a lid, similar to the device for gripping the lid of a pencil case 8. There is a seal on the shoulders of the plug 11. The lower part of the plug 11 is equipped with thermal insulation.
Пенал 8 (9) для ОЯТ 21 (фиг. 2) представляет собой закрытую снизу металлическую трубу 14, заполненную свинцом 15. Нижняя узкая часть пенала 8 (9) представляет собой демпфер 16, предохраняющий находящееся в пенале топливо от повреждений при загрузке ОЯТ в пенал. Днище корпуса пенала 8 (9) снабжено цанговым захватом 17, предназначенным для фиксации ОТВС 21 в пенале 8 (9) от всплытия. Крышка 18 пенала 8 (9) имеет грибок 19 под захватное устройство. Для увеличения поверхности теплообмена корпус пенала 8 (9) имеет оребрение 20. The canister 8 (9) for SNF 21 (Fig. 2) is a metal pipe 14 closed at the bottom, filled with lead 15. The lower narrow part of the canister 8 (9) is a damper 16 that protects the fuel in the canister from damage when loading SNF into the canister. . The bottom of the canister body 8 (9) is equipped with a collet grip 17, intended for fixing the spent fuel assemblies 21 in the canister 8 (9) from floating. The cover 18 of the pencil case 8 (9) has a mushroom 19 for the gripping device. To increase the heat transfer surface, the case body 8 (9) has fins 20.
Пеналы 8 с ОЯТ размещают в закладные трубы 7, установленные в нижнем перекрытии 6. Canisters 8 with spent fuel are placed in embedded pipes 7 installed in the lower ceiling 6.
Заглушка 10 на пустой пенал 9 для ОЯТ (фиг. 3) представляет съемную металлоконструкцию, состоящую из двух одинаковых элементов, надеваемых на пустой пенал 9 для ОЯТ для перекрытия воздушного потока через закладную трубу 7 нижнего перекрытия 6. The plug 10 for the empty canister 9 for SNF (Fig. 3) is a removable metal structure consisting of two identical elements put on the empty canister 9 for SNF to block the air flow through the embedded pipe 7 of the lower floor 6.
Предлагаемое хранилище эксплуатируется следующим образом. Перед началом загрузки пеналов 8 с ОЯТ во все закладные трубы нижнего перекрытия, кроме одной, должны быть вставлены пустые пеналы 9 с заглушками 10 для обеспечения направления воздушного потока только через закладные трубы, в которые будут установлены пеналы 8 с ОЯТ. The proposed storage facility is operated as follows. Before loading canisters 8 with SNF, empty canisters 9 with plugs 10 must be inserted into all embedded pipes of the lower floor, except one, to ensure that the air flow is directed only through the embedded pipes into which canisters 8 with SNF will be installed.
Попавшая в нижнюю U-образную часть воздуховода 2 вода удаляется самотеком через трап 12. The water that gets into the lower U-shaped part of the air duct 2 is removed by gravity through the ladder 12.
В процессе дальнейшей загрузки хранилища поочередно извлекаются пустые пеналы 9 с заглушками 10 и вместо них устанавливаются пеналы 8 с ОЯТ. На период этих операций пробка 11 извлекается из верхнего перекрытия 5, а после установки пенала 8 с ОТВС устанавливается на место. In the process of further loading of the storage facility, empty canisters 9 with plugs 10 are removed one by one and canisters 8 with SNF are installed instead. During these operations, plug 11 is removed from the upper ceiling 5, and after installing the canister 8 with the spent fuel assemblies, it is installed in place.
Транспортировка пеналов 8 с ОЯТ в хранилище осуществляется с помощью напольной машины 13. Применение напольной машины 13 обеспечивает биологическую защиту персонала и предотвращает разогрев топлива свыше допустимой температуры при транспортировке топлива и в случае возникновения аварийных ситуаций. Transportation of canisters 8 with SNF to the storage facility is carried out using a floor-standing machine 13. The use of a floor-standing machine 13 provides biological protection for personnel and prevents fuel from heating above the permissible temperature during fuel transportation and in the event of emergency situations.
В помещении, находящемся над верхним перекрытием 5, поддерживается избыточное давление для предотвращения попадания в него воздуха из хранилища. In the room located above the upper ceiling 5, excess pressure is maintained to prevent air from entering it from the storage facility.
После заварки крышки 18 производится контроль герметичности пенала 8 с ОЯТ.After welding the lid 18, the tightness of the canister 8 with SNF is checked.
При хранении ОЯТ в приреакторном хранилище ведется контроль температуры воздуха в вытяжных воздуховодах. When storing spent fuel in a reactor storage facility, the air temperature in the exhaust air ducts is monitored.
Промышленная применимость Industrial applicability
Техническое решение согласно изобретению может быть использовано для сухого хранения отработавшего ядерного топлива перед отправкой на длительное хранение в пристанционном хранилище или на переработку. The technical solution according to the invention can be used for dry storage of spent nuclear fuel before being sent for long-term storage in an on-site storage facility or for reprocessing.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Хранилище отработавшего ядерного топлива, содержащее камеру хранения с монолитными железобетонными защитными стенами, пеналы, предназначенные для размещения отработавших тепловыделяющих сборок, верхнее и нижнее перекрытия, систему естественной вентиляции, в состав которой входят вертикальные отводящие и подводящие воздуховоды с воздухозаборными устройствами, горизонтальные входной и выходной коллекторы, между которыми расположено нижнее перекрытие с установленными закладными трубами, отличающееся тем, что в верхнем перекрытии соосно с закладными трубами нижнего перекрытия установлены закладные трубы, в которые вставлены пробки, отделяющие хранилище от помещения с напольной машиной, в закладные трубы нижнего перекрытия вставлены пеналы, в каждую трубу установлен либо пенал с ОЯТ, либо пустой пенал с заглушкой, при этом все закладные трубы нижнего перекрытия до начала загрузки закрыты, забор холодного воздуха выполнен на высоте, обеспечивающей невозможность попадания в воздушный коллектор поверхностной воды. 1. Spent nuclear fuel storage facility, containing a storage chamber with monolithic reinforced concrete protective walls, canisters designed to accommodate spent fuel assemblies, upper and lower floors, a natural ventilation system, which includes vertical outlet and inlet air ducts with air intake devices, horizontal inlet and output manifolds, between which there is a lower floor with installed embedded pipes, characterized in that in the upper floor, coaxially with the embedded pipes of the lower floor, embedded pipes are installed, into which plugs are inserted, separating the storage from the room with the floor machine; pencil cases are inserted into the embedded pipes of the lower floor , either a canister with spent fuel or an empty canister with a plug is installed in each pipe, while all embedded pipes of the lower floor are closed before loading, the cold air intake is made at a height that ensures that surface water cannot enter the air collector.
2. Хранилище отработавшего ядерного топлива по п. 1, отличающееся тем, что пеналы размещены с шагом, обеспечивающим ядерную безопасность хранения; 2. The spent nuclear fuel storage facility according to claim 1, characterized in that the canisters are placed in increments that ensure nuclear safety of storage;
3. Хранилище отработавшего ядерного топлива по п. 1, отличающееся тем, что пеналы имеют цилиндрическую форму и корпус пеналов имеет оребрение. 3. The spent nuclear fuel storage facility according to claim 1, characterized in that the canisters are cylindrical in shape and the body of the canisters is finned.
4. Хранилище отработавшего ядерного топлива по п. 1, отличающееся тем, что до начала загрузки все закладные трубы нижнего перекрытия перекрыты пустыми пеналами с заглушками. 4. The spent nuclear fuel storage facility according to claim 1, characterized in that before loading begins, all embedded pipes of the lower floor are covered with empty canisters with plugs.
5. Хранилище отработавшего ядерного топлива по п. 1, отличающееся тем, что верхняя поверхность пробки снабжена устройством под захват, закрытым крышкой, на заплечиках пробки имеется уплотнение, нижняя часть пробки снабжена теплоизоляцией. 5. The spent nuclear fuel storage facility according to claim 1, characterized in that the upper surface of the plug is equipped with a gripping device closed by a lid, there is a seal on the shoulders of the plug, and the lower part of the plug is equipped with thermal insulation.
6. Хранилище отработавшего ядерного топлива по п. 1, отличающееся тем, что пенал, в который загружена ОЯТ, заполнен свинцом. 6. The spent nuclear fuel storage facility according to claim 1, characterized in that the canister into which the spent nuclear fuel is loaded is filled with lead.
7. Хранилище отработавшего ядерного топлива по п. 1, отличающееся тем, что нижняя узкая часть пенала представляет собой демпфер, днище корпуса пенала снабжено цанговым захватом для закрепления ОЯТ, крышка пенала имеет грибок под захватное устройство. 7. The spent nuclear fuel storage facility according to claim 1, characterized in that the lower narrow part of the canister is a damper, the bottom of the canister body is equipped with a collet gripper for securing spent fuel, and the canister lid has a mushroom for a gripping device.
6 6
PCT/RU2023/000221 2022-11-22 2023-07-21 Storage facility for spent nuclear fuel WO2024112228A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2022130228A RU2796637C1 (en) 2022-11-22 Spent nuclear fuel storage facility
RU2022130228 2022-11-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024112228A1 true WO2024112228A1 (en) 2024-05-30

Family

ID=91196435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2023/000221 WO2024112228A1 (en) 2022-11-22 2023-07-21 Storage facility for spent nuclear fuel

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024112228A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2273067C1 (en) * 2004-09-13 2006-03-27 ФГУП "Всероссиский проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии" ВНИПИпромтехнологии Spent nuclear fuel storage
RU70725U1 (en) * 2007-10-09 2008-02-10 ФГУП "Производственное объединение "Маяк" STORAGE FOR GLAZED RADIOACTIVE WASTE
EP2075799A1 (en) * 2004-03-18 2009-07-01 Holtec International, Inc. Systems and methods for storing high level radioactive waste
US8098790B2 (en) * 2004-03-18 2012-01-17 Holtec International, Inc. Systems and methods for storing spent nuclear fuel
RU2572361C1 (en) * 2014-11-27 2016-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Федеральная ядерная организация "Горно-химический комбинат" (ФГУП ФЯО "ГХК") Spent nuclear fuel storage

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2075799A1 (en) * 2004-03-18 2009-07-01 Holtec International, Inc. Systems and methods for storing high level radioactive waste
US8098790B2 (en) * 2004-03-18 2012-01-17 Holtec International, Inc. Systems and methods for storing spent nuclear fuel
RU2273067C1 (en) * 2004-09-13 2006-03-27 ФГУП "Всероссиский проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии" ВНИПИпромтехнологии Spent nuclear fuel storage
RU70725U1 (en) * 2007-10-09 2008-02-10 ФГУП "Производственное объединение "Маяк" STORAGE FOR GLAZED RADIOACTIVE WASTE
RU2572361C1 (en) * 2014-11-27 2016-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Федеральная ядерная организация "Горно-химический комбинат" (ФГУП ФЯО "ГХК") Spent nuclear fuel storage

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200027600A1 (en) System and method for reclaiming energy from heat emanating from spent nuclear fuel
CN101512672B (en) Manifold system for the ventilated storage of high level waste and a method of using the same to store high level waste in a below-grade environment
US11264142B2 (en) Manifold system for the ventilated storage of high level waste and a method of using the same to store high level waste in a below-grade environment
CN112313756A (en) Multi-part cask for storing and transporting spent nuclear fuel
US4832903A (en) Dry storage arrangements for nuclear fuel
RU2796637C1 (en) Spent nuclear fuel storage facility
WO2024112228A1 (en) Storage facility for spent nuclear fuel
RU75496U1 (en) TRANSPORT PACKAGING KIT FOR TRANSPORT AND STORAGE OF WASTE NUCLEAR FUEL
RU2572361C1 (en) Spent nuclear fuel storage
WO2017196200A1 (en) Spent nuclear fuel storage facility
JP4109125B2 (en) How to maintain spent fuel storage facilities
JPH11202094A (en) Canister storage equipment
JPH11211893A (en) Steel container type storage facility
JP2004108795A (en) Radioactive material storage method and radioactive material storage facility
JPH09113678A (en) Radioactive material dry storage facility and radioactive material dry storage method
JPH11295493A (en) Radioactive material dry storage facility
RU2266578C2 (en) Container for transport and dry storage of spent nuclear fuel of nuclear reactors
JPH0217500A (en) Intermediate storage of canister
JP2513476Y2 (en) Storage of radioactive material
JPH081485Y2 (en) Equipment for measuring the amount of corrosion of radioactive waste
JP2001021690A (en) Vitrified storage facility
JPH11218596A (en) Storage room for spent nuclear fuel
CN116829274A (en) High density underground storage system for nuclear fuel and radioactive waste
KASSCHAU Army Package Power Reactor
XA9951792 et al. SGN MULTIPURPOSE DRY STORAGE TECHNOLOGY APPLIED TO THE ITALIAN SITUATION

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23895127

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1