СХОЯТ
Согласно технологии вентилируемого контейнерного хранения на специальной бетонной площадке хранения (фундаментной плите) размещаются контейнеры с отработавшим ядерным топливом. Каждый контейнер, в свою очередь, состоит из двух компонентов: внутреннего - многоместная герметичная корзина (МГК) и внешнего - вентилируемого бетонного контейнера (ВБК).
В предлагаемом проекте СХОЯТ используется технология вентилируемых бетонных контейнеров для хранения ОТВС в вертикальном положении. Данные контейнеры обеспечивают сухое, герметичное и безопасное хранение ОТВС.
СХОЯТ рассчитано на безопасное хранение 380 контейнеров, содержащих 9000 сборок с отработавшим ядерным топливом из реакторных установок ВВЭР-1000.
Система является пассивной, и после установки бетонных контейнеров на площадку хранения не требует значительного технического обслуживания.
Система ВКХ-ВВЭР для сухого хранения отработавшего ядерного топлива ЗАЭС состоит из четырех основных компонентов:
Корзина хранения представляет собой герметично закрытую емкость, рассчитанную на размещение 24 шт. ОТВС реактора тина ВВЭР-1000, расхолаживавшихся в приреакторных бассейнах выдержки энергоблоков в течение не менее пяти лет после выгрузки из реактора.
Перегрузочный контейнер - это емкость, предназначенная для временного размещения и транспортировки загруженной корзины от бассейна выдержки к вентилируемому бетонному контейнеру и установку МГК в ВБК. Основное назначение перегрузочного контейнера обеспечить защиту персонала АЭС от радиационного воздействия при выполнении транспортно-технологических операций с корзиной.
Вентилируемый бетонный контейнер предназначен для долговременного промежуточного хранения корзины с ОТВС на площадке СХОЯТ, обеспечивая их охлаждение и необходимую биологическую защиту. Охлаждение ОТВС осуществляется естественной циркуляцией воздуха вокруг стальных стенок корзин, проходящего по цилиндрическому зазору между наружной поверхностью многоместной корзины и внутренней поверхностью бетонного контейнера. Вентилируемые бетонные контейнеры перемещаются специально сконструированным транспортером на бетонную площадку СХОЯТ, расположенную в пределах территории АЭС.
- Датчик температурного контроля
- Вход воздуха
- Бетонная площадка хранения
- Выход воздуха
- Крышка бетонного контейнера
- Силовая и защитная крышки корзины
- Блок из 24-х направл. трубок для ОТВС
- Направляющая трубка
- Корпус многоместной карзины хранения
- Обечайка
- Вентилируемый бетонный контейнер
Многоместная герметичная корзина
Корзина хранения - это герметичная емкость, предназначенная для сухого, безопасного хранения ОТВС в вертикальном положении и охлаждения их путем естественной циркуляции воздуха.
Корзина состоит из корпуса - наружной обечайки, внутри которого размещается блок направляющих шестигранных труб, днища, защитной и силовой крышек.
Корпус корзины изготавливается из котловой стали повышенной прочности, применяемой для сосудов, работающих под давлением. Корпус и внутренние узлы имеют защитное покрытие, исключающее коррозию при воздействии водной среды бассейна выдержки во время загрузки корзины.
Блок направляющих трубок изготовлен из стальных пластин, согнутых в виде шестигранников с толщиной стенки 5 мм. Жесткость конструкции в горизонтальных направлениях обеспечивается изогнутыми опорными горизонтальными поясами, расположенными в пяти точках по высоте блока. Эти пояса соединяются с направляющими трубами при помощи сварки, и в сборе представляют собой как бы стеллаж для 24 штук ОТВС, устанавливаемых в процессе заполнения корзины.
Защитная крышка корзины изготовлена из трех стальных листов, между 2 и 3 стальными листами находится прокладка из материала RX-277 для защиты от нейтронного излучения. Для удаления воды, вакуумной сушки и заполнения МГК гелием в защитной крышке имеется отверстие. Защитная крышка приваривается к корпусу корзины.
Вслед за защитной крышкой к корпусу корзины приваривается силовая крышка. Силовая крышка представляет собой стальной диск, имеющий отверстия для доступа к клапанам опорожнения и сушки МГК. Затем защитная и силовая крышки свариваются между собой через отверстие для доступа к клапанам. После выполнения операций по сушке и заполнению МГК гелием, отверстия в силовой крышке завариваются двумя дисковыми заглушками с помощью многопроходной сварки.
Герметичность корзины достигается приваркой двух крышек, верхней, состоящей из защитной и силовой крышек, и нижней - днище корзины. Контроль качества сварных швов путем проведения гидравлических испытаний, а также использованием современных методов диагностики. После удаления воды из корзины и ее окончательной сушки в корзину подается инертный газ - гелий. Инертная среда, полное отсутствие влаги и герметичность корзины надежно обеспечивают возможность длительного хранения отработавшего топлива. Нормативное давление внутренней газовой среды в корзине на протяжении хранения 0,6 - 1 атм.
Конструкция корзины в совокупности с организационно-техническими мероприятиями обеспечивают ядерную безопасность в нормальных условиях загрузки и при проектных авариях. Целостность корзины, как 2-го контура локализации радиоактивных веществ (1-й контур локализации - герметичная стенка самих тепловыделяющих элементов), контролируется в процессе эксплуатации косвенным путем на базе результатов регламентированных операций по отбору проб воздуха и мазков с внутренней поверхности выходных вентиляционных каналов, а также визуальным осмотром внешней поверхности обечайки корзины.
Основные конструкционные параметры корзины:
| Компонент | Параметр | Размеры, мм |
|---|---|---|
| Блок шестигранных труб | Высота блока | 4320 |
| Наружный диаметр силового пояса | 1625,6 | |
| Толщина силового пояса | 19 | |
| Шестигранные направляющие трубы | Длина | 4320 |
| Длина зоны топлива | 3530 | |
| Внутреннее расстояние между гранями | 249,6 | |
| Толщина стенки | 5 | |
| Количество труб | 24 | |
| Материал | Углеродистая сталь | |
| Обечайка корзины хранения | Наружный диаметр | 1715 |
| Толщина | 25,4 | |
| Длина | 4973 | |
| Материал | Углеродистая сталь | |
| Силовая крышка | Диаметр | 1651 |
| Толщина | 76,2 | |
| Материал | Сталь, ASME SA516 | |
| Защитная крышка | Диаметр | Всего: 1657.4 |
| Толщина | 241.3 (127+50.8+63.5) | |
| Материал | 1-й - сталь, ASME SA516 2-й - RX-277 3-й - сталь, ASME SA516 |
|
| Днище | Диаметр | 1651 |
| Толщина | 25,4 | |
| Материал | Углеродистая сталь |
Перегрузочный контейнер
Перегрузочный контейнер предназначен для временного размещения и транспортировки загруженной корзины от бассейна выдержки к вентилируемому бетонному контейнеру и установку МГК в ВБК. Основное назначение перегрузочного контейнера - обеспечить защиту персонала АЭС от радиационного воздействия при выполнении транспортно-технологических операций с корзиной и обеспечить защиту корзины при загрузочных операциях в реакторных отделениях.
Перегрузочный контейнер представляет собой цилиндр, стенки которого выполнены в виде "сэндвича" из следующих слоев защитного материала: сталь + свинец + материал RX-277 + сталь. Материал RX-277 имеет специальный состав и обеспечивает эффективную нейтронную защиту. Перегрузочный контейнер в верхней части имеет крышку (ограничительное кольцо), внутренний диаметр которого меньше диаметра корзины. Ограничительное кольцо устанавливается после установки корзины в перегрузочный контейнер. Его назначение - предотвращение случайного извлечения загруженной корзины через верх перегрузочного контейнера. Днище перегрузочного контейнера образовано двумя подвижными шиберами, используемыми при опускании корзины в вентилируемый бетонный контейнер. Шиберы перемещаются в стальных направляющих пазах, расположенных в нижней части контейнера. Четыре стальных штифта предотвращают случайное открывание шиберов. Открывание шиберов осуществляется гидроприводом.
Все транспортно-технологические операции с перегрузочным контейнером адаптированы и идентичны выполняемым таковым на транспортном контейнере ТК-13 (предназначен для транспортировки ОТВС), что позволяет использовать существующее штатное оборудование реакторного отделения: полярный кран, траверса ТК-13.
Основные конструкционные параметры перегрузочного контейнера:
| Компонент | Параметр | Размеры, мм |
|---|---|---|
| Общие габариты | Наружный диаметр | 2223 |
| Внутренний диаметр | 1727 | |
| Высота | 5256 | |
| Крышка (огранич. кольцо) | Диаметр | 2057 |
| Материал | Сталь, ASME SA516 | |
| Радиальный экран | Толщина | Всего: 247.6 |
| Материал (из 4-х компонентов) | (19.05+127+76.2+25.4) 1-й - сталь, ASTE A588 2-й - свинец 3-й - RX-277 4-й - сталь, ASTM A588 |
|
| Нижние шиберы | Толщина | 229 |
| Материал | Cталь, ASTM A36 |
Вентилируемый бетонный контейнер
Вентилируемый бетонный контейнер служит опорной конструкцией, обеспечивает защиту от излучения, а также охлаждение корзины в течение ее срока хранения путем естественной конвекции воздуха.
Внутреннюю полость бетонного контейнера образует толстый стальной цилиндр (внутренняя облицовка). Наружный арматурный каркас образуют вертикально расположенные арматурные стержни с крюком и горизонтальные стержни, выполненные в виде колец. Проектом выбран состав бетонной смеси (портландцемент), обеспечивающий прочность и долговечность объекта.
Тракт воздушного потока образуется каналами для входа воздуха, воздухозаборниками, цилиндрическим зазором между оболочкой корзины и внутренней облицовкой бетонного контейнера и каналами для выхода воздуха. Входные и выходные воздуховоды облицованы листовой сталью и имеют сложный пространственный профиль (каналы с лабиринтовыми участками) с целью свести к минимуму мощность дозы излучения через образованные этими каналами полости.
Для защиты корзины от внешней окружающей среды: механических воздействий и атмосферных осадков, а также обеспечения дополнительной защиты от излучения в верхнем направлении к верхней части контейнера прикрепляется болтами крышка ВБК. На болтах крышки ВКХ-ВВЭР устанавливается специальная печать МАГАТЭ, предотвращающая несанкционированное вскрытие ВКХ-ВВЭР. Днище бетонного контейнера представляет собой стальную пластину толщиной 9 мм. Вентилируемый контейнер хранения имеет усиленные закругленные углы вверху и на днище, чтобы по возможности уменьшить повреждение бетона при его возможном (гипотетически) падении.
Контейнер изготавливается из сварных металлических частей и бетона. На внешней поверхности внутренней металлической облицовки ВБК устанавливаются арматурные стержни. Съемная опалубка из стали, собираемая на болтах, крепится затем вокруг внутренней облицовки контейнера. А промежуток между внутренней металлической облицовкой ВБК и съемной опалубкой заливается бетоном нормальной плотности.
Основные конструкционные параметры ВБК:
| Компонент | Параметр | Размеры, мм |
|---|---|---|
| Бетонная оболочка | Наружный диаметр | 3378 |
| Внутренний диаметр | 2007 | |
| Толщина | 686 | |
| Высота | 5809 | |
| Материал | бетон из портландцемента | |
| Облицовка | Наружный диаметр | 2007 |
| Внутренний диаметр | 1854 | |
| Толщина | 76 | |
| Высота | 5200 | |
| Материал | сталь углеродистая A36 | |
| Крышка | Диаметр | 2184.4 |
| Толщина | 57 |
Вспомогательные площади, системы и оборудование
Существующие площади, системы и оборудование атомной станции используются для обеспечения хранения ОЯТ, включая: ремонтное оборудование, оборудование зоны хранения и транспортировки, систему дезактивации, систему электроснабжения и связи, систему пожаротушения, системы вентиляции и кондиционирования.
