Устройство и описание 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:

• ‌ многоместная герметичная корзина (МГК)
• ‌ перегрузочный контейнер (ПК)
• ‌ вентилируемый бетонный контейнер (ВБК)
• ‌ вспомогательные площади, системы и оборудование

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.

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 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 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

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.