Облаштування і опис ССВЯП

Згідно технології вентильованого контейнерного зберігання на спеціальному бетонному майданчику зберігання (фундаментній плиті) розміщуються контейнери з відпрацьованим ядерним паливом. Кожен контейнер, в свою чергу, складається з двох компонентів: внутрішнього - багатомісного герметичного кошика (БГК) і зовнішнього - вентильованого бетонного контейнера (ВБК). На ССВЯП Запорізької АЕС використовується технологія вентильованих бетонних контейнерів для зберігання ВТВЗ у вертикальному положенні. Дані контейнери забезпечують сухе, герметичне і безпечне зберігання ВТВЗ. ССВЯП розраховане на безпечне зберігання 380 контейнерів, що містять більше 9000 зборок з відпрацьованим ядерним паливом з реакторних установок ВВЕР-1000. Система є пасивною, і після встановлення бетонних контейнерів на майданчик зберігання не вимагає значного технічного обслуговування.

Система ВКЗ-ВВЕР для сухого зберігання відпрацьованого ядерного палива Запорізької АЕС складається з наступних основних компонентів:

• ‌ багатомісний герметичний кошик (БГК)
• ‌ перевантажувальний контейнер (ПК)
• ‌ вентильований бетонний контейнер (ВБК)
• ‌ майданчик ССВЯП

Багатомісний герметичний кошик являє собою герметично закриту ємність, розраховану на розміщення 24 ВТВЗ з реактора типу ВВЕР-1000, що розхолоджувались в приреакторних басейнах витримки енергоблоків протягом не менше п'яти років після вивантаження з реактора.

Перевантажувальний контейнер - це ємність, призначена для тимчасового розміщення та транспортування завантаженого кошика від басейну витримки до вентильованого бетонного контейнера і встановлення БГК в ВБК. Основне призначення перевантажувального контейнера -забезпечити захист персоналу АЕС від радіаційного впливу при виконанні транспортно-технологічних операцій з БГК.

Вентильований бетонний контейнер призначений для довготривалого проміжного зберігання БГК з ВТВЗ на майданчику ССВЯП, забезпечуючи їх охолодження і необхідний біологічний захист. Охолодження ВТВЗ здійснюється природною циркуляцією повітря навколо сталевих стінок кошиків, що проходить циліндричним зазором між зовнішньою поверхнею БГК і внутрішньою поверхнею бетонного контейнера. Вентильовані бетонні контейнери переміщуються транспортером на майданчик ССВЯП, розташований на території ВП ЗАЕС.

Багатомісний герметичний кошик - це герметична ємність, призначена для сухого, безпечного зберігання ВТВЗ у вертикальному положенні і охолодження їх шляхом природної циркуляції повітря. Кошик складається з корпусу - зовнішньої обичайки, всередині якої розміщується блок направляючих шестигранних труб, днища, захисної і силової кришок.

Корпус кошика виготовляється із сталі підвищеної міцності, що застосовується для посудин, які працюють під тиском. Корпус і внутрішні вузли мають захисне покриття, що виключає корозію при впливі водного середовища басейну витримки під час завантаження кошика.

Блок шестигранних труб виготовлений із сталевих пластин, зігнутих у вигляді шестигранників з товщиною стінки 5 мм. Жорсткість конструкції в горизонтальних напрямках забезпечується вигнутими опорними горизонтальними поясами, розташованими в п'яти точках по висоті блока. Ці пояси з'єднуються з направляючими трубами за допомогою зварювання, і в зборі являють собою такий собі стелаж для 24 ВТВЗ, що встановлюються в процесі заповнення кошика.

Захисна кришка кошика виготовлена з трьох сталевих листів, між 2 і 3 сталевими листами знаходиться прокладка з матеріалу RX-277 для захисту від нейтронного випромінювання. Для видалення води, вакуумного сушіння і заповнення БГК гелієм в захисній кришці є отвір. Захисна кришка приварюється до корпусу кошика.

Услід за захисною кришкою до корпусу кошика приварюється силова кришка. Силова кришка являє собою сталевий диск, що має отвори для доступу до клапанів спорожнення та сушіння БГК. Потім захисна та силова кришки зварюються між собою через отвір для доступу до клапанів. Після виконання операцій з сушіння та заповнення БГК гелієм, отвори в силовій кришці заварюються двома дисковими заглушками за допомогою зварювання.

Герметичність кошика досягається приварюванням двох кришок, верхньої, що складається із захисної і силової кришок, і нижньої - днища кошика. Контроль якості зварних швів виконується шляхом проведення гідравлічних випробувань, а також використанням сучасних методів діагностики. Після видалення води з кошика і його остаточного сушіння, в кошик подається інертний газ - гелій. Інертне середовище, повна відсутність вологи і герметичність кошика надійно забезпечують можливість тривалого зберігання відпрацьованого палива.

Конструкція кошика в сукупності з організаційно-технічними заходами забезпечують ядерну безпеку в нормальних умовах завантаження й при проектних аваріях. Цілісність кошика, як 2-го контуру локалізації радіоактивних речовин (1-й контур локалізації - герметична цирконієва трубка самих тепловиділяючих елементів), контролюється в процесі експлуатації непрямим шляхом на базі результатів регламентованих операцій з відбору проб повітря і мазків з внутрішньої поверхні вихідних вентиляційних каналів, а також візуальним оглядом зовнішньої поверхні обичайки кошика.

Перевантажувальний контейнер призначений для тимчасового розміщення та транспортування завантаженого кошика від басейну витримки до вентильованого бетонного контейнера і встановлення БГК в ВБК. Основне призначення перевантажувального контейнера - забезпечити захист персоналу АЕС від радіаційного впливу при виконанні транспортно-технологічних операцій з кошиком і забезпечити захист кошика при завантажувальних операціях у реакторних відділеннях.

Перевантажувальний контейнер являє собою циліндр, стінки якого виконані у вигляді «сендвіча» з наступних шарів захисного матеріалу: сталь + свинець + матеріал RX-277 + сталь. Матеріал RX-277 має спеціальний склад і забезпечує ефективний нейтронний захист. Перевантажувальний контейнер у верхній частині має кришку (обмежувальне кільце), внутрішній діаметр якого менший діаметра кошика. Обмежувальне кільце встановлюється після встановлення кошика в перевантажувальний контейнер. Його призначення - запобігання випадкового виймання завантаженого кошика через верх перевантажувального контейнера. Днище перевантажувального контейнера складається з двох рухомих шиберів, що використовуються при опусканні кошика в вентильований бетонний контейнер. Шибери переміщуються в сталевих направляючих пазах, розташованих в нижній частині контейнера. Чотири сталевих штифта запобігають випадковому відкриванню шиберів. Відкривання шиберів здійснюється гідроприводом.

Всі транспортно-технологічні операції з перевантажувальним контейнером адаптовані і ідентичні операціям, що виконуються на транспортному контейнері ТК-13 (призначений для транспортування ВТВЗ), що дозволяє використовувати існуюче штатне устаткування реакторного відділення: полярний кран, траверсу ТК-13.

Вентильований бетонний контейнер служить опорною конструкцією, забезпечує захист від випромінювання, а також охолодження кошика протягом його терміну зберігання шляхом природної конвекції повітря.

Внутрішню порожнину бетонного контейнера утворює сталевий циліндр (внутрішнє облицювання). Зовнішній арматурний каркас утворюють вертикально розташовані арматурні стрижні з гаком і горизонтальні стрижні, виконані у вигляді кілець. Проектом вибраний склад бетонної суміші (портландцемент), що забезпечує міцність і довговічність об'єкта.

Тракт повітряного потоку утворюється каналами для входу повітря, повітрозабірниками, циліндричним зазором між оболонкою кошика і внутрішнім облицюванням бетонного контейнера, каналами для виходу повітря. Вхідні і вихідні повітроводи облицьовані листовою сталлю і мають складний просторовий профіль (канали з лабіринтовими ділянками) з метою звести до мінімуму потужність дози випромінювання через утворені цими каналами порожнини.

Для захисту кошика від зовнішнього навколишнього середовища: механічних впливів і атмосферних опадів, а також забезпечення додаткового захисту від випромінювання у верхньому напрямку до верхньої частини контейнера прикріплюється болтами кришка ВБК. На болтах кришки ВКЗ-ВВЕР встановлюються спеціальні печатки МАГАТЕ, що запобігають несанкціонованому розкриттю ВКЗ-ВВЕР. Днище бетонного контейнера являє собою сталеву пластину завтовшки 9 мм. Вентильований контейнер зберігання має посилені закруглені кути вгорі і на днищі, щоб по можливості зменшити пошкодження бетону при його можливому (гіпотетично) падінні.

Контейнер виготовляється із зварних металевих частин та бетону. На зовнішній поверхні внутрішнього металевого облицювання ВБК встановлюються арматурні стрижні. Сталева опалубка, що знімається, збирається на болтах, і кріпиться потім навколо внутрішнього облицювання контейнера. А проміжок між внутрішнім металевим облицюванням ВБК і опалубкою, що знімається, заливається бетоном нормальної щільності.

Вентильовані контейнери зберігання встановлюються на фундаментну плиту відкритого майданчика ССВЯП, де вони повинні зберігатися протягом проектного терміну - 50 років. Повна проектна місткість майданчика ССВЯП - 380 контейнерів або більше 9000 ВТВЗ, що забезпечує приймання і зберігання всіх ВТВЗ, накопичених до теперішнього часу в приреакторних басейнах витримки, а також нових ВТВЗ, які будуть надходити в басейни витримки протягом терміну служби енергоблоків ВП ЗАЕС, що залишився, з урахуванням його продовження. Середня інтенсивність вивезення контейнерів на майданчик ССВЯП - 10-12 контейнерів на рік. На майданчику контейнери будуть розташовуватися 3-ма групами: центральна група - 4 ряди по 38 контейнерів; 2 крайніх групи - в кожній 3 ряди по 38 контейнерів. Відстані між осями сусідніх контейнерів:

в групах - 4,5 м;

між крайніми рядами сусідніх груп - 12,85 м.

З метою радіаційного захисту навколо майданчика ССВЯП зведена радіаційно-захисна споруда.