Колекторна система для вентильованого зберігання високоактивних відходів (варіанти) і спосіб її використання для зберігання високоактивних відходів під землею

Номер патенту: 88188

Опубліковано: 25.09.2009

Автор: Сінг Крішна П.

Є ще 6 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Вентильована система для зберігання високоактивних відходів, які виділяють теплоту, що містить оболонку для впускання повітря, яка утворює по суті вертикальну порожнину для впускання повітря; певну кількість зберігаючих оболонок, кожна з яких утворює по суті вертикальну зберігаючу порожнину; герметично закриту каністру для зберігання високоактивних відходів, розміщену в одній або більшій кількості зберігаючих порожнин так, що між зберігаючою оболонкою та каністрою існує зазор, при цьому горизонтальний переріз зберігаючих порожнин відповідає не більше ніж одній каністрі; кришку, встановлену зверху на кожній зберігаючій оболонці з формуванням проміжного простору між кришкою та оболонкою, причому кожна кришка має випускний отвір, який утворює канал між навколишнім середовищем та зберігаючою порожниною, і мережу трубопроводів, які формують канали між нижньою частиною впускної порожнини та нижньою частиною кожної зберігаючої порожнини.

2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що в зберігаючих порожнинах каністри встановлені не зафіксованими і по суті вертикально.

3. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що впускна оболонка та зберігаючі оболонки виготовлені з металу або металевого сплаву.

4. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково має кришку, встановлену зверху на оболонці для впускання повітря для формування проміжного простору між нею та оболонкою, при цьому кришка має впускний отвір, який утворює канал між навколишнім середовищем та порожниною для впускання повітря.

5. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що мережа трубопроводів має один або більшу кількість колекторів, які виконані з можливістю з'єднання зберігаючих оболонок з оболонкою для впускання повітря.

6. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково має шар ізоляційного матеріалу, який по периметру охоплює зберігаючі оболонки.

7. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково має засоби для утримування каністри в зберігаючій порожнині так, що між каністрою та дном порожнини існує перший простір, а між каністрою та кришкою існує другий простір, а також мережу трубопроводів, яка утворює канали між порожниною для впускання повітря та першими просторами, і випускні отвори кришки, які формують канали між навколишнім середовищем та другими просторами.

8. Система за п. 7, яка відрізняється тим, що опорні засоби мають певну кількість розташованих по периметру опорних блоків.

9. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково має екран від випромінювання, який оточує зберігаючі оболонки.

10. Система за п. 9, яка відрізняється тим, що екран від випромінювання є бетонним монолітом.

11. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що зберігаючі оболонки розташовані так, що принаймні основна частина їх висоти знаходиться під землею, при цьому мережа трубопроводів знаходиться під землею, а порожнина для впускання повітря формує канал між наземним отвором та мережею трубопроводів.

12. Система за п. 11, яка відрізняється тим, що додатково має матеріал, який поглинає випромінювання і оточує зберігаючі оболонки.

13. Система за п. 12, яка відрізняється тим, що матеріал, який поглинає випромінювання, вибраний з групи, до якої входять бетон, інженерне наповнення та ґрунт.

14. Система за п. 11, яка відрізняється тим, що кришки, встановлені зверху на зберігаючих оболонках, знаходяться над землею.

15. Система за п. 11, яка відрізняється тим, що зберігаючі оболонки, оболонка для впускання повітря та мережа трубопроводів герметично закриті для перешкоджання потраплянню підземних рідин.

16. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що усі з'єднання між мережею трубопроводів, зберігаючими оболонками та оболонкою для впускання повітря є герметичними.

17. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що зберігаючі оболонки оточують оболонку для впускання повітря для формування масиву, при цьому зберігаючі оболонки та оболонка для впускання повітря розташовані одна поруч з іншою.

18. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що зазори, які існують між зберігаючими оболонками та каністрами, є малими кільцевими зазорами.

19. Система за п. 18, яка відрізняється тим, що кожна зберігаюча порожнина має перший простір між каністрою та дном, та другий простір між каністрою та кришкою, малі кільцеві зазори, які формують канали між першим та другим просторами, мережу трубопроводів, яка утворює канали між порожниною для впускання повітря та першими просторами, і випускні отвори кришок, які утворюють канали між навколишнім середовищем та другими просторами.

20. Вентильована система для зберігання високоактивних відходів, які мають теплове навантаження, що містить масив по суті вертикально орієнтованих оболонок, розташованих одна поруч з іншою, кожна з яких формує порожнину; принаймні одну герметично закриту каністру для зберігання високоактивних відходів, розміщену в одній з порожнин, які мають горизонтальні перерізи, що відповідають не більше ніж одній каністрі; кришку, встановлену зверху на кожній оболонці для формування проміжного простору між кришкою та оболонкою, причому кожна кришка має отвір, який утворює канал між навколишнім середовищем та порожниною; мережу трубопроводів, яка утворює канали між нижніми частинами усіх порожнин і у якій принаймні одна з порожнин порожня для надання можливості холодному повітрю надходити в мережу трубопроводів.

21. Система за п. 20, яка відрізняється тим, що оболонки розташовані так, що принаймні основна частина висоти кожної оболонки знаходиться під землею, при цьому мережа трубопроводів знаходиться під землею, а порожня порожнина формує канал між наземним отвором та мережею трубопроводів.

22. Спосіб зберігання і пасивної вентиляції високоактивних відходів за допомогою системи, яка має масив по суті вертикально орієнтованих оболонок, розміщених одна поруч з іншою, кожна з яких утворює порожнину, та мережу трубопроводів, яка формує канали між нижніми частинами усіх порожнин, при якому розміщують систему в підземній ямі так, що основна частина висоти оболонок знаходиться під землею; заповнюють підземну порожнину матеріалом, який поглинає випромінювання, для оточення оболонок і покривання мережі трубопроводів, при цьому верх порожнин доступний зверху; опускають герметично закриту каністру, яка містить високоактивні відходи, в порожнину однієї з оболонок так, що між каністрою та оболонкою існує зазор, при цьому порожнина має горизонтальний переріз, що відповідає не більше ніж одній каністрі; встановлюють знімну кришку зверху на оболонці, яка містить каністру, для формування проміжного простору між кришкою та оболонкою, при цьому кришка має отвір, який формує канал між навколишнім середовищем та порожниною, яка містить каністру; зберігають принаймні одну з порожнин порожньою, і холодне повітря, яке надходить в порожнину порожньої оболонки, впускають в мережу трубопроводів та в порожнину, яка містить каністру, при цьому холодне повітря нагрівається теплом від каністри, а тепле повітря піднімається в зазор і виходить з порожнини крізь отвір кришки.

Текст

1. Вентильована система для зберігання високоактивних відходів, які виділяють теплоту, що містить оболонку для впускання повітря, яка утворює по суті вертикальну порожнину для впускання повітря; певну кількість зберігаючих оболонок, кожна з яких утворює по суті вертикальну зберігаючу порожнину; герметично закриту каністру для зберігання високоактивних відходів, розміщену в одній або більшій кількості зберігаючих порожнин так, що між зберігаючою оболонкою та каністрою існує зазор, при цьому горизонтальний переріз зберігаючих порожнин відповідає не більше ніж одній каністрі; кришку, встановлену зверху на кожній зберігаючій оболонці з формуванням проміжного простору між кришкою та оболонкою, причому кожна кришка має випускний отвір, який утворює канал між навколишнім середовищем та зберігаючою порожниною, і мережу трубопроводів, які формують канали між нижньою частиною впускної порожнини та нижньою частиною кожної зберігаючої порожнини. 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що в зберігаючих порожнинах каністри встановлені не зафіксованими і по суті вертикально. 3. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що впускна оболонка та зберігаючі оболонки виготовлені з металу або металевого сплаву. 4. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково має кришку, встановлену зверху на оболонці для впускання повітря для формування проміжного простору між нею та оболонкою, при цьому кришка має впускний отвір, який утворює 2 (19) 1 3 88188 4 15. Система за п. 11, яка відрізняється тим, що зберігаючі оболонки, оболонка для впускання повітря та мережа трубопроводів герметично закриті для перешкоджання потраплянню підземних рідин. 16. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що усі з'єднання між мережею трубопроводів, зберігаючими оболонками та оболонкою для впускання повітря є герметичними. 17. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що зберігаючі оболонки оточують оболонку для впускання повітря для формування масиву, при цьому зберігаючі оболонки та оболонка для впускання повітря розташовані одна поруч з іншою. 18. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що зазори, які існують між зберігаючими оболонками та каністрами, є малими кільцевими зазорами. 19. Система за п. 18, яка відрізняється тим, що кожна зберігаюча порожнина має перший простір між каністрою та дном, та другий простір між каністрою та кришкою, малі кільцеві зазори, які формують канали між першим та другим просторами, мережу трубопроводів, яка утворює канали між порожниною для впускання повітря та першими просторами, і випускні отвори кришок, які утворюють канали між навколишнім середовищем та другими просторами. 20. Вентильована система для зберігання високоактивних відходів, які мають теплове навантаження, що містить масив по суті вертикально орієнтованих оболонок, розташованих одна поруч з іншою, кожна з яких формує порожнину; принаймні одну герметично закриту каністру для зберігання високоактивних відходів, розміщену в одній з порожнин, які мають горизонтальні перерізи, що відповідають не більше ніж одній каністрі; кришку, встановлену зверху на кожній оболонці для формування проміжного простору між кришкою та оболонкою, причому кожна кришка має отвір, який утворює канал між навколишнім середовищем та порожниною; мережу трубопроводів, яка утворює канали між нижніми частинами усіх порожнин і у якій принаймні одна з порожнин порожня для надання можливості холодному повітрю надходити в мережу трубопроводів. 21. Система за п. 20, яка відрізняється тим, що оболонки розташовані так, що принаймні основна частина висоти кожної оболонки знаходиться під землею, при цьому мережа трубопроводів знаходиться під землею, а порожня порожнина формує канал між наземним отвором та мережею трубопроводів. 22. Спосіб зберігання і пасивної вентиляції високоактивних відходів за допомогою системи, яка має масив по суті вертикально орієнтованих оболонок, розміщених одна поруч з іншою, кожна з яких утворює порожнину, та мережу трубопроводів, яка формує канали між нижніми частинами усіх порожнин, при якому розміщують систему в підземній ямі так, що основна частина висоти оболонок знаходиться під землею; заповнюють підземну порожнину матеріалом, який поглинає випромінювання, для оточення оболонок і покривання мережі трубопроводів, при цьому верх порожнин доступний зверху; опускають герметично закриту каністру, яка містить високоактивні відходи, в порожнину однієї з оболонок так, що між каністрою та оболонкою існує зазор, при цьому порожнина має горизонтальний переріз, що відповідає не більше ніж одній каністрі; встановлюють знімну кришку зверху на оболонці, яка містить каністру, для формування проміжного простору між кришкою та оболонкою, при цьому кришка має отвір, який формує канал між навколишнім середовищем та порожниною, яка містить каністру; зберігають принаймні одну з порожнин порожньою, і холодне повітря, яке надходить в порожнину порожньої оболонки, впускають в мережу трубопроводів та в порожнину, яка містить каністру, при цьому холодне повітря нагрівається теплом від каністри, а тепле повітря піднімається в зазор і виходить з порожнини крізь отвір кришки. Представлений винахід належить до галузі зберігання високоактивних відходів і, зокрема, до систем та способів зберігання відпрацьованого ядерного палива у вентильованих вертикальних модулях, що використовують пасивне конвективне охолодження. Під час роботи ядерних реакторів паливні блоки зазвичай видаляють після зниження їх енергії до наперед визначеного рівня. Під час видалення це відпрацьоване ядерне паливо все ще є високорадіоактивним і виробляє значну кількість теплоти, вимагаючи бережного поводження при пакуванні, транспортуванні та зберіганні Для захисту навколишнього середовища від радіації, відпрацьоване ядерне паливо спершу поміщають в транспортабельну каністру. Приклад типової каністри, використовуваної для перевезення, і, нарешті зберігання відпрацьованого ядерного палива, описується в американському патенті №5,898,747, виданому 27.04.1999 Сінгу Крішні. Такі каністри в рівні техніки зазвичай називаються багатоцільовими каністрами ("MPCs") і вони здатні герметично закриватися для зберігання в сухому стані відпрацьованого ядерного палива. Після завантаження каністри відпрацьованим ядерним паливом, її транспортують і зберігають у великих циліндричних контейнерах, названих захисними транспортувальними контейнерами. Транспортувальний контейнер використовується для транспортування відпрацьованого ядерного палива з місця на місце, у той час як зберігаючий контейнер використовується для зберігання відпрацьованого ядерного палива протягом визначеного періоду часу. В типовій атомній електростанції відкриту порожню каністру спершу поміщають у відкритий транспортувальний контейнер. Потім транспортувальний контейнер і порожню каністру занурюють 5 в басейн з водою. Відпрацьоване ядерне паливо завантажують в каністру, у той час як каністра та транспортувальний контейнер залишаються зануреними в басейні з водою Після повного завантаження відпрацьованим ядерним паливом, в басейні зверху на каністру типово встановлюють кришку. Потім транспортувальний контейнер та каністру виймають з басейну, кришку приварюють до каністри і на транспортувальний контейнер встановлюють кришку. Потім каністру належним чином зневоднюють і заповнюють інертним газом. Потім каністру герметизують. Транспортувальний контейнер (який утримує завантажену і герметично закриту каністру) транспортують до місця, де знаходиться зберігаючий контейнер. Потім каністру переносять з транспортувального контейнера до зберігаючого контейнера для довготривалого зберігання. Під час перенесення від транспортувального контейнера до зберігаючого контейнера потрібно, щоб завантажена каністра не контактувала з навколишнім середовищем. Одним типом зберігаючого контейнера є вентильована вертикальна транспортна тара ("VVO"). Вентильована вертикальна транспортна тара (VVO) є масивною конструкцією, виготовленою головним чином із сталі та бетону, яка використовується для зберігання каністри, завантаженої відпрацьованим ядерним паливом Існуюча вентильована вертикальна транспортна тара (VVOs) стоїть на землі і типово є циліндричною та надзвичайно важкою, важачи понад 150 тон, і часто маючи висоту, більшу 16 футів. Вентильована вертикальна транспортна тара (VVOs) типово має плоске дно, циліндричний корпус, який має порожнину для вміщення каністри з відпрацьованим ядерним паливом, та знімну верхню кришку. При використанні вентильованої вертикальної транспортної тари (VVO) для зберігання відпрацьованого ядерного палива, каністра, завантажена ним, поміщається в порожнину циліндричного корпуси вентильованої вертикальної транспортної тари (VVO). Оскільки відпрацьоване ядерне паливо все ще виробляє значну кількість теплоти при поміщенні в вентильовану вертикальну транспортну тару (VVO) для зберігання, необхідно, щоб ця теплова енергія мала можливість виходити з її порожнини. Цю теплову енергію відводять із зовнішньої поверхні каністри пасивною вентиляцією порожнини вентильованої вертикальної транспортної тари (VVO), використовуючи природні конвективні сили. При пасивній вентиляції порожнини вентильованої вертикальної транспортної тари (VVO) холодне повітря надходить в її камеру крізь нижні вентиляційні канали, протікає догори за завантажену каністру і виходить з вентильованої вертикальної транспортної тари (VVO) з підвищеною температурою крізь верхні вентиляційні канали Нижні та верхні вентиляційні канали існуючої вентильованої вертикальної транспортної тари (VVOs) розташовані по периметру біля дна та відповідно верху її циліндричного, як зображено на Фіг.1. У той же час необхідно, щоб порожнина вентильованої вертикальної транспортної тари (VVO) вентилювалася так, щоб теплота могла виходити з 88188 6 каністри, при цьому також потрібно, щоб вентильована вертикальна транспортна тара (VVO) забезпечувала адекватне екранування випромінювання і щоб відпрацьоване ядерне паливо не входило в прямий контакт із зовнішнім середовищем. Впускний канал, розташований біля дна транспортної тари, є особливо чуттєвим джерелом контакту випромінювання з обслуговуючим персоналом, який для контролю завантаженої транспортної тари повинен сам знаходитися поблизу каналів протягом коротких періодів часу. Окрім того, коли каністру, завантажену відпрацьованим ядерним паливом, переносять від транспортувального контейнера до зберігаючої вентильованої вертикальної транспортної тари (VVO), транспортувальний контейнер ставлять в стос на зберігаючу вентильовану вертикальну транспортну тару (VVO) так, що каністра може опускатися в її порожнину. Більшість контейнерів є дуже великими конструкціями і можуть важити до 250000 фунтів і мати висоту 16 футів або більше Розміщення в стос транспортувального контейнера зверху на зберігаючий вентильованій вертикальній транспортній тарі (VVО)/контейнері вимагає багато простору, великого мостового крану і можливо кріпильну систему для стабілізації. Часто, такого простору не існує всередині атомної електростанції. Нарешті, наземна зберігаюча вентильована вертикальна транспортна тара (VVOs) вивищується принаймні на 16 футів над землею, таким чином представляючи велику мішень для атаки терористів. Фіг.1 зображає традиційну вентильовану вертикальну транспортну тару (VVO) 1 попереднього рівня техніки. Вентильована вертикальна транспортна тара (VVO) 1 попереднього рівня техніки має плоске дно 7, циліндричний корпус 2 та кришку 4 Кришка 4 кріпиться до циліндричного корпусу 2 певною кількість болтів 8 Болти 8 служать для перешкоджання від'єднанню кришки 4 від корпусу 2, якщо вентильована вертикальна транспортна тара (VVO) 1 попереднього рівня техніки повинна перевертатися. Циліндричний корпус 2 має певну кількість верхніх вентиляційних каналів 5 і певну кількість нижніх вентиляційних каналів 6. Верхні вентиляційні канали 5 розташовані на або біля верху циліндричного корпусу 2, у той час коли нижні вентиляційні канали 6 розташовані на або біля дна циліндричного корпусу 2. Нижні вентиляційні канали 6 та верхні вентиляційні канали 5 розташовані по периметру циліндричного корпусу 2. Уся вентильована вертикальна транспортна тара (VVO) 2 попереднього рівня техніки встановлена на землю і, тому, страждає від ряду обговорених вище недоліків, усунутих представленим винаходом. Тому задачею представленого винаходу є створення системи і способу зберігання високоактивних відходів, таких як відпрацьоване ядерне паливо, що зменшують висоту стосу під час процедури перенесення каністри. Іншою задачею представленого винаходу створення системи та способу зберігання високоактивних відходів, таких як відпрацьоване ядерне 7 паливо, що потребує меншого вертикального простору. Ще іншою задачею представленого винаходу є створення, системи та способу зберігання високоактивних відходів, таких як відпрацьоване ядерне паливо, що використовують властивості поверхні ґрунту щодо екранування випромінювання під час зберігання, у той же час забезпечуючи адекватну пасивну вентиляцію високоактивних відходів. Подальшою задачею представленого винаходу є створення системи та способу зберігання високоактивних відходів, таких як відпрацьоване ядерне паливо, що забезпечують той же або вищій рівень робочих заходів безпеки, що можливі всередині повністю сертифікованоГ конструкції атомної електростанції. Ще подальшою задачею представленого винаходу є створення системи та способу зберігання високоактивних відходів, таких як відпрацьоване ядерне паливо, що знижують небезпеку, представлену землетрусами та іншими катастрофічними подіями, і віртуально усувають потенційну небезпеку руйнування каністри, що зберігається, подібну до атаки на Світовий Торговий Центр або Пентагон. Також задачею представленого винаходу є створення системи та способу зберігання високоактивних відходів, таких як відпрацьоване ядерне паливо, що дозволяють ергономічне перенесення високоактивних відходів з транспортувального контейнера до зберігаючої вентильованої вертикальної транспортної тари (VVO). Іншою задачею представленого винаходу є створення системи та способу зберігання високоактивних відходів, таких як відпрацьоване ядерне паливо, під землею. Ще іншою задачею представленого винаходу є створення системи та способу зберігання високоактивних відходів, таких як відпрацьоване ядерне паливо, що зменшують кількість випромінювання, випущеного в навколишнє середовище. Ще іншою задачею представленого винаходу є створення системи та способу зберігання певної кількості каністр, які містять високоактивні відходи в окремих підземних порожнинах, у той же час полегшуючи адекватне пасивне вентильоване охолодження кожної каністри. Ці та інші задачі вирішуються представленим винаходом, який в одному аспекті є системою зберігання високоактивних відходів, які виділяють теплоту, яка має: оболонку для впускання повітря, яка формує значну вертикальну порожнину для впускання повітря; певну кількість зберігаючих оболонок, кожна з яких формує по суті вертикальну зберігаючу порожнину; герметично закриту каністру для зберігання високоактивних відходів, розташовану в кожній зберігаючій порожнині так, що існує зазор між зберігаючою оболонкою та каністрою, при цьому горизонтальний переріз кожної зберігаючої порожнини пристосований до не більше ніж однієї каністри; знімну кришку, встановлену зверху на кожну зберігаючу оболонку для формування проміжного простору між кришкою та оболонкою, при цьому кришка має випускний отвір, який утворює канал між навколишнім середови 88188 8 щем та зберігаючою порожниною; та мережу трубопроводів, які утворюють канали між нижньою ділянкою впускної порожнини та нижньою ділянкою кожної зберігаючої порожнини. Переважно, система представленого винаходу використовується для зберігання відпрацьованого ядерного палива під землею. У такому варіанті виконання, зберігаючі оболонки розташовані так, що принаймні основна частина їх висоти знаходиться під землею (тобто, під поверхнею землі). Мережа трубопроводів також знаходиться під землею, у той час коли кришки, встановлені зверху на зберігаючих оболонках, розташовані над землею. Матеріал, який поглинає випромінювання, переважно оточує зберігаючі оболонки і покриває мережу трубопроводів. Матеріал, який поглинає випромінювання, може бути бетоном, інженерним наповненням, ґрунтом і/або їх комбінацією. Додатково бажано, щоб зберігаючі оболонки, оболонка для впускання повітря, мережа трубопроводів і усі з'єднання між ними були виконані герметичними для усунення потрапляння підземних рідин. Оболонка для впускання повітря, зберігаючі оболонки та мережа трубопроводів переважно виконані з металу або сплаву. Усі з'єднання можуть одержуватися зварюванням або іншими придатними процедурами, що надають суцільну герметичну конструкцію. У цьому підземному варіанті виконання системи, порожнина для впускання повітря формує повітряний канал між надземним повітрям та мережею трубопроводів Подібним чином, отвори у кришках, встановлених зверху на зберігаючих оболонках, формують канали між зберігаючими порожнинами та наземним повітрям. В результаті цієї конструкції, коли герметично закриті каністри (які завантажені високоактивними відходами) завантажуються в зберігаючі порожнини, холодне оточуюче повітря буде надходити в порожнину для впускання повітря, проходити крізь мережу трубопроводів і надходити в нижню частину зберігаючих порожнин. Теплота від високоактивних відходів в каністрах буде нагрівати холодне повітря, змушуючи його підніматися крізь зазор, що існує між зберігаючою оболонкою та каністрою. Продовжуючи підніматися, нагріте повітря буде потім виходити із зберігаючих порожнин крізь отвори в кришках. Ефект витяжної труби нагрітого повітря, яке залишає зберігаючі порожнини, закачує додаткове холодне повітря в порожнину для впускання повітря крізь мережу трубопроводів в зберігаючі порожнини. Таким чином, може здійснюватися підземне зберігання певної кількості каністрз відпрацьованим ядерним паливом, у той же час забезпечуючи адекватну вентиляцію для охолодження. Як і в типових системах транспортної тари, каністри переважно не встановлені міцно в зберігючих порожнинах у по суті вертикальному положенні. Іншими словами, каністри розміщені в зберігаючих порожнинах без кріплення і стоять вільно. В результаті, каністри можуть легко вставлятися, вийматися і, в разі потреби, переноситися від зберігаючи порожнин. Кришка може також встановлюватися зверху на оболонці для впускання повітря для формуван 9 ня проміжного простору між кришкою та оболонкою з оболонкою для впускання повітря. Ця кришка переважно має впускний отвір, що утворює канал між навколишнім середовищем та порожниною для впускання повітря. В результаті, холодне повітря може закачуватися в порожнину для впускання повітря, у той же час перешкоджаючи потраплянню обломкового матеріалу і/або дощової води. Мережа трубопроводів переважно має один або більшу кількість колекторів, які з'єднують зберігаючі оболонки з оболонкою для впускання повітря. Колектори діють як трубопровід і допомагають рівномірно розподіляти холодне повітря, що надходить, між зберігаючими порожнинами. Також може передбачатися шар ізоляційного матеріалу для оточення по периметру зберігаючих оболонок. Ізоляція полегшує запобіганню нагрівання холодного повітря, що надходить, перед потраплянням у зберігаючі порожнини. Іншими словами, ізоляція перешкоджає теплоті, виділеній каністрами, потрапляти до матеріалу, що поглинає випромінювання та оточує зберігаючі оболонки, таким чином зберігаючи холодними порожнину для впускання повітря та мережу трубопроводів. Переважно, система додатково має засоби для утримування каністр в зберігаючих порожнинах так, що між дном каністри та дном зберігЦльнЬї порожнини існує перший простір. Додатково бажано, щоб між верхом каністри та нижньою поверхнею кришки, яка закриває зберігаючу порожнину існував другий простір. У цьому варіанті виконання мережа трубопроводів утворює канали між порожниною для впускання повітря та першими просторами, у той час як випускні отвори в кришках утворюють канали між навколишнім середовищем та другими просторами. В одному варіанті виконання утримувальні засоби можуть мати певну кількість розташованих по периметру несучих блоків. Додатково бажано, щоб зазори між зберігаючими оболонками та каністрами були малими кільцевими зазорами. В одному варіанті виконання, зберігаючі оболонки можуть оточувати оболонку для впускання повітря для формування масиву оболонок, розташованих одна біля одної. Розміри масиву можуть, за бажанням, варіюватися. В іншому аспекті, винахід може бути вентильованою системою для зберігання високоактивних відходів, які мають теплове навантаження, при цьому система має' масив по суті вертикально орієнтованих оболонок, розташованих одна біля іншої, кожна з яких формує порожнину; герметично закриту каністру для зберігання високоактивних відходів, розташовану в одній або більшій кількості порожнин, які мають горизонтальний переріз, що відповідає не більше ніж одній з каністр; знімну кришку, встановлену зверху на кожній оболонці для формування проміжного простору між кришкою та оболонкою, причому кожна кришка має отвір, який утворює канал між навколишнім середовищем та зберігаючою порожниною; мережу трубопроводів, яка формує повітряні канали між нижніми частинами усіх порожнин; і у якій принаймні одна з порожнин порожня для надання можли 88188 10 вості холодному повітрю надходити в мережу трубопроводів. В ще іншому аспекті винахід є способом зберігання та пасивної вентиляції високоактивних відходів, у якому: створюють систему, яка має масив по суті вертикально орієнтованих оболонок, розташованих одна біля іншої, кожна з яких формує порожнину, та мережу трубопроводів, яка утворює повітряні канали між нижніми ділянками усіх порожнин; розміщують систему під землею так, що основна частина висоти оболонок знаходиться під землею; заповнюють підземне сховище матеріалом, який поглинає випромінювання, для охоплення оболонок та покриття мережі трубопроводів, при цьому доступ до порожнин можна отримати зверху; опускають герметично закриту каністру, яка містить високоактивні відходи, в порожнину однієї або більшої кількості оболонок так, що між каністрою та оболонкою існує зазор, при цьому порожнина має горизонтальний переріз, який відповідає не більше ніж одній з каністр; встановлюють знімну кришку зверху на оболонці, яка містить каністру, для формування проміжного простору між кришкою та оболонкою, причому кришка має отвір, який утворює канал між наземною атмосферою та порожниною, яка містить каністру; зберігають принаймні одну з порожнин порожньою, а холодне повітря, яке надходить в порожню порожнину, засмоктують в мережу трубопроводів та в порожнину, яка містить каністру, потім його нагрівають теплом від каністри, при цьому тепле повітря піднімається в зазор і виходить з порожнини крізь отвір кришки Фіг.1 є видом перспективи вентильованої вертикальної транспортної тари (VVO) попереднього рівня техніки. Фіг.2 є видом перспективи трубопровідної системи зберігання згідно з варіантом виконання представленого винаходу. Фіг.3 є видом спереду трубопровідної системи зберігання з Фіг.2. Фіг.4 є видом спереду трубопровідної системи зберігання з Фіг.2, у якій кришки зняті з оболонок для впускання повітря та зберігаючих оболонок. Фіг.5 є видом зверху трубопровідної системи зберігання з Фіг.2 Фіг.6А є видом перспективи варіанту виконання кришки, що може використовуватися з трубопровідною системою зберігання з Фіг.2, яка має виріз. Фіг.6В є видом знизу кришки з Фіг.6А. Фіг.7 є видом поперечного перерізу трубопровідної системи зберігання з Фіг.5, виконаного вздовж лінії А-А, у якій трубопровідна система зберігання розміщена під землею і не містить каністр. Фіг.8 є видом бічного перерізу трубопровідної системи зберігання з Фіг.7, у якій каністри, які містять високоактивні відходи, розміщені в зберігаючих порожнинах згідно з варіантом виконання представленого винаходу. Посилаючись спершу на Фіг.2, трубопровідна система зберігання 100 зображена згідно з варіантом виконання представленого винаходу. Як зображено на Фіг.2, трубопровідна система зберіган 11 ня 100 вийнята з ґрунту. Однак, як буде обговорюватися більш детально нижче, трубопровідна система зберігання 100 спеціально розроблена для зберігання в сухому стані під землею великої кількості герметично закритих каністр, які містять відпрацьоване ядерне паливо. Трубопровідна система зберігання 100 є вертикальною вентильованою системою для зберігання в сухому стані відпрацьованого палива, яка повністю сумісна із 100 тонними та 125 тонними транспортувальними контейнерами для перевезення відпрацьованого палива Трубопровідна система зберігання 100 може модифікуватися/розроблятися для сумісності з транспортувальним контейнером будь-якого розміру або типу Трубопровідна система зберігання 100 розроблена для приймання великої кількості каністр з відпрацьованим паливом для зберігання в незалежній установці для зберігання відпрацьованого палива ("ISFSI") замість наземних захисних контейнерів (таких як вентильована вертикальна транспортна тара (VVO 2) попереднього рівня техніки на Фіг.1). Усі типи каністр, сконструйованих для зберігання в сухому стані відпрацьованого палива в наземних моделях захисних контейнерів, можуть зберігатися в трубопровідній системі зберігання 100. Придатні каністри включають багатоцільові каністри і теплопровідні контейнери, що герметично закриваються для зберігання в сухому стані високоактивних відходів, таких як відпрацьоване ядерне паливо. Типово, такі каністри мають подібну до мідного стільника колосникову гратку/корзину або іншу конструкцію, вбудовану безпосередньо в ній самій для вміщення певної кількості стрижнів відпрацьованого палива з полишенням проміжків між ними. Приклад каністри, яка придатна для застосування у представленому винаході, описується в американському патенті №5,898,747, виданому Сінгу Крішні 27.04.1999, на який тут робиться посилання. Трубопровідна система зберігання 100 є зберігаючою системою, що полегшує пасивне охолодження зберігаючих каністр завдяки природній конвекції/вентиляції. Трубопровідна система зберігання 100 не має обладнання для примусового охолодження, такого як нагнітальні вентилятори та охолоджувальні системи із замкненим контуром. Насправді, трубопровідна система зберігання 100 використовує природне явище висхідного нагрітого повітря, тобто, ефект витяжної труби, для необхідної циркуляції повітря навколо каністр. По суті, трубопровідна система зберігання 100 має певну кількість модифікованих вентильованих вертикальних модулів, що можуть здійснювати необхідну вентиляцію/охолодження великої кількості каністр, які містять відпрацьоване ядерне паливо під землею. Трубопровідна система зберігання 100 має вертикально орієнтовану оболонку 10А для впускання повітря та певну кількість вертикально орієнтованих зберігаючих оболонок 10В Зберіганні оболонки 10В охоплюють оболонку 10А для впускання повітря. Конструкційно оболонка 10А для впускання повітря ідентична із зберігаючими обо 88188 12 лонками 10В. Однак, як буде описано нижче, оболонка 10А для впускання повітря має залишатися порожньою (тобто, не мати теплового навантаження і бути вільною) так, щоб вона могла діяти як канал для впускання холодного повітря в трубопровідну систему зберігання 100. Зберігаючі оболонки 10В пристосовані до вміщення герметично закритих каністр, які містять відпрацьоване ядерне паливо, та до функціонування як зберігаюча/охолоджувальна камера для каністр. Однак, в одному варіанті виконаний/ винаходу оболонка 10А для впускання повітря може виконуватися з конструкцією, відмінною від зберігаючих оболонок 10В настільки, наскільки її внутрішня порожнина дозволяє впускання охолоджувального повітря для вентиляції зберігаючих оболонок 10. Наприклад, оболонка 10А для впускання повітря може мати форму, розмір поперечного перерізу, матеріал конструкції і/або висоту, що можуть відрізнятися від аналогічних параметрів зберігаючих оболонок 10В Хоча оболонка 10А для впускання повітря повинна залишатися порожньою під час нормальної роботи і якщо теплове навантаження каністр, які зберігаються в зберігаючих оболонках 10В, достатньо низьке так, що не потрібен циркулюючий повітряний потік, оболонка 10А для впускання повітря може використовуватися для зберігання каністри з відпрацьованим паливом. Оболонка 10А для впускання повітря та зберігаючі оболонки 10В циліндричні по формі Однак, в інших варіантах виконання оболонки 10А, 10В можуть мати інші форми, таку як прямокутну, і подібні. Оболонки 10А, 10В мають відкритий верхній кінець та закритий нижній кінець. Оболонки 10А, 10В розташовані одна біля іншої, формуючи масив 3x3 Оболонка 10А для впускання повітря розташована в центрі масиву 3´3. Слід зазначити, що коли бажано, щоб оболонка 10А для впускання повітря розташовувалась по центру, то винахід не є обмеженим. Розташування оболонки 10А для впускання повітря в масиві може мінятися за бажанням простим спорожненням однієї або більшої кількості зберігаючих оболонок 10В. Більше того, хоча зображений варіант виконання трубопровідної системи зберігання 100 має масив 3´3 з оболонок 10А, 10В, в альтернативних варіантах виконання винаходу можуть втілюватися інші розміри масиву і/або варіанти розташування. Оболонки 10А, 10В переважно розташовані окремо одна поруч з іншою. Горизонтальна відстань між вертикальною центральною віссю оболонок 10А, 10В знаходиться в інтервалі від приблизно 10 до 20 футів і більш переважно становить приблизно 15 футів. Однак, точна відстань між оболонками буде визначатися від випадку до випадку і не обмежує представлений винахід. Оболонки 10А, 10В переважно виконуються з в'язкого металу, такого як низько вуглецева сталь. Однак, можуть використовуватися інші матеріали, включаючи без обмеження, метали, сплави і пластмаси. Приклади включають нержавіючу сталь, алюміній, алюмінієві сплави, свинець і подібне. Товщина оболонок 10А, 10В переважно знаходиться в інтервалі від 0,5 до 4 дюймів і найбільш 13 переважно становить приблизно 1 дюйм. Однак, точна товщина оболонок 10А, 10В буде визначатися від випадку до випадку, беручи до уваги такі фактори як матеріал конструкції, теплове навантаження відпрацьованого палива, що зберігається, та рівень радіації відпрацьованого палива, що зберігається. Трубопровідна система зберігання 100 додатково має знімну кришку 12, встановлену зверху на кожну з оболонок 10А, 10В. Кришки 12 встановлюються зверху на оболонки 10А, 10В, таким чином закриваючи відкриті верхні кінці порожнин, утворені оболонками 10А, 10В. Кришки 12 забезпечують необхідне екранування випромінювання для запобігання виходу випромінювання наверх з порожнин, сформованих зберігаючими оболонками 10В, коли завантажені каністри розташовані в них. Кришки кріпляться до оболонок 10А, 10В болтами або іншими з'єднувальними засобами. Кришки 12 придатні до виймання з оболонок 10А, 10В без порушення цілісності і/або, інакше кажучи, ушкодження кожної з кришок 12 або оболонок 10А, 10В. Іншими словами, кожна кришка 12 формує несуцільну конструкцію із своєю відповідною оболонкою 10А, 10В. Кожна з кришок 12 має один або більшу кількість впускних каналів що формують канал від навколишнього повітря в порожнину, утворену оболонками 10А, 10В. Конструкційні деталі кришок 12 будуть обговорюватися більш детально нижче з посиланням на Фіг.6А та 6В. Взаємодія кришок 12 з оболонками 10А, 10В буде описуватися більш детально нижче з посиланням на Фіг.7. Посилаючись все ще на Фіг.2, трубопровідна система зберігання 100 додатково має мережу 50 трубопроводів/каналів, що сполучають потоком текучої субстанції усі зберігаючі оболонки 10В з оболонкою 10А для впускання повітря. Мережа 50 має два колектори 51, певну кількість прямих труб 52 і певну кількість колін 53. Колектори 51 використовуються як трубопроводи для сполучення потоком текучої субстанції усіх зберігаючих оболонок 10В з оболонкою 10А для впускання повітря для більш рівномірного розподілу, в разі потреби, потоку холодного повітря, що надходить, у зберігаючi оболонки 10В. Коліна 53, в разі потреби, забезпечують теплове розширення/скорочення мережі. Прямі труби утворюють остаточну мережу 50 так, що усі оболонки 10А, 10В герметично сполучені потоком текучої субстанції. Трубопровідна мережа 50 з'єднується на або біля дна оболонок 10А, 10В з формуванням мережі проточних каналів між внутрішніми порожнинами усіх оболонок 10А 10В. Більш точно, трубопровідна мережа 50 надає канали від внутрішньої порожнини оболонки 10А для впускання повітря до усіх внутрішніх порожнин зберігаючих оболонок 10В через колектори 51. В результаті, холодне повітря, яке надходить в оболонку 10А для впускання повітря, може розподілятися по всіх зберігаючих оболонках 10В через трубопровідну мережу 50. Бажано, щоб холодне повітря, що надходить, подавалося в або біля дна внутрішніх порожнин зберігаючих оболонок 10В для охолодження розміщених в них каністр. Трубопровідна 88188 14 мережа 50 сконструйована так, що між будь-якими двома внутрішніми порожнинами зберігаючих оболонок 10В не існує прямої видимості. Хоча зображено один варіант виконання плану/схеми для трубопровідної мережі 50, винахід не обмежується будь-якою спеціальною схемою. Фахівцям у цій галузі буде зрозуміло, що для трубопровідної мережі 50 може існувати нескінченна кількість схем прокладки. Більше того, в залежності від потреб у вентиляції та протіканні повітря по будь-якій наданій трубопровідній системі зберігання, трубопровідна мережа може мати або може не мати колектори ι/або коліна. Потреби в точному укладанні та компонентах будь-якої трубопровідної мережі будуть визначатися від випадку до випадку в залежності від конструкції. Внутрішні поверхні трубопровідної мережі 50 та оболонок 10А, 10В є переважно гладкими для мінімізації втрати тиску. Подібним чином, забезпечуючи криволінійність усіх кутових ділянок трубопровідної мережі, буде надалі мінімізуватися втрата тиску. Розмір труб/каналів, використовуваних в трубопровідній мережі 50, може бути будь-яким. Точний розмір каналів буде визначатися від випадку до випадку, беручи до уваги такі фактори як необхідна інтенсивність повітряного потоку, необхідного для ефективного охолодження каністр. В одному варіанті виконання використовується комбінація стальних труб, які мають в зовнішньому діаметрі 24 та 36 дюйми. Компоненти 51, 52, 53 трубопровідної мережі 50 герметично з'єднані між собою в усіх точках з'єднання. Більше того, трубопровідна мережа 50 герметично з'єднана з усіма оболонками 10А, 10В з формуванням суцільної/монолітної конструкції, що загерметизована для запобігання потраплянню води та інших текучих субстанцій. У випадку зварюваних металів, це герметичне з'єднання може включати зварювання або застосування прокладок. У випадку зварювання, трубопровідна мережа 50 та оболонки 10А, 10В будуть формувати монолітну конструкцію. Більше того, як зображено на ФІГ.7, кожна з оболонок 10А, 10В додатково має приєднане дно 11. Таким чином, вода або інші текучі субстанції можуть потрапляти в будь-яку з внутрішніх порожнин оболонок 10А, 10В або трубопровідну мережу 50 тільки через їх відкритий верхній кінець. На відкриті поверхні оболонок 10А, 10В та трубопровідну мережу 50 наносять захисне покриття, таке як вугільна епоксидна смола або подібне, для забезпечення герметизації, для послаблення руйнування матеріалів та для захисту від вогню. Придатна вугільна епоксидна смола виготовляється компанією Carboline з Сент-Луїсу, штат Міссурі, під торгівельною назвою Bitumastic 300M. Посилаючись тепер на Фіг.2 та 3, можна побачити, що шар ізоляційного матеріалу 20 по периметру охоплює кожну із зберігаючих порожнин 10В. Придатні форми ізоляції включають, без обмеження, поверхневі шари шамотної глини, до складу якої входять оксид алюмінію та діоксид кремнію (Kaowool Blanket), оксиди алюмінію та кремнію (Kaowool S Blanket), волокно з оксиду алюмінію, діоксиду кремнію та цирконію 15 (Cerablanket), і суміш оксиду алюмінію, діоксиду кремнію та хрому (Cerachrome Blanket) Ізоляція 20 перешкоджає надмірній передачі теплоти від каністр з відпрацьованим паливом в зберігаючих оболонках 10В до оточуючої конструкції/матеріалу, такої як бетонний моноліт 40 (Фіг.7), до оболонки 10А для впускання повітря та трубопровідної мережі 50. Ізоляція зберігаючих оболонок 10В служить для мінімізації нагрівання охолоджувального повітря, що надходить, перед тим як воно потрапить в їх порожнини. Це дуже важливо для полегшення та збереження адекватної вентиляції/охолодження каністр з відпрацьованим паливом, що зберігаються в них. Ізоляція може здійснюватися різними способами, жоден з яких не обмежує представлений винахід. Наприклад, окрім нанесення шару ізоляційного матеріалу 20 на внутрішню частину зберігаючих оболонок 10В, ізоляційний матеріал може також наноситися для охоплення компонентів трубопровідної мережі 50 і/або оболонки 10А для впускання повітря. Окрім того, на додаток до або замість ізоляційного матеріалу, може бути можливим забезпечувати необхідну ізоляцію холодного повітря, що надходить, шляхом виконання у відповідних місцях зазорів в бетонному моноліті 60 (Фіг.7). Ці зазори можуть заповнюватися інертним газом або, якщо бажано, повітрям. Посилаючись тепер на Фіг.4, трубопровідна система зберігання 100 зображена з кришками 12, знятими з оболонок 10А, 10В. Як можна бачити, кожна з оболонок 10А, 10В має контейнерне кільце 13 на або біля їх верхньої частини. Контейнерні кільця 13 є кільцеподібними конструкціями з в'язкої сталі. Контейнерні кільця 13 по периметру охоплюють периферію оболонок 10А, 10В і кріпляться до неї приварюванням або іншим способом з'єднання. На додаток до надання конструкційної цілісності оболонкам 10А, 10В, контейнерні кільця 13 також з'єднуються з кільцевими зрізними запобіжниками 23 (Фіг.6А, 6В) на кришках 12 для забезпечення протидії бічним зусиллям. Посилаючись на Фіг.6А та 6В, кришка 12 зображена в деталях згідно з варіантом виконання представленого винаходу. Для забезпечення потрібного екранування каністр з відпрацьованим паливом від випромінювання, які зберігаються в зберігаючих оболонках 10В, кришка 12 виготовляється з низьковуглецевої сталі та бетону. Більш точно, в одному варіанті виконання кришки 12, виконують стальний каркас і заливають бетоном (або іншим матеріалом, який поглинає випромінювання). В інших варіантах виконання, кришка 12 може виготовлятися з різних матеріалів, включаючи без обмеження метали, нержавіючу сталь, алюміній, алюмінієві сплави, пластмаси і подібне. У деяких варіантах виконання, кришка може виготовлятися з одного матеріалу, такого як бетон або, наприклад, сталь. Кришка 12 має фланець 21 та заглушку 22. Заглушка 22 простягається вниз від фланця 21. Фланець 21 охоплює заглушку 22, яка простягається від нього в радіальному напрямам. На кришці 12 виконано певну кількість випускних отворів 28. Кожен випускний отвір 28 утворює канал від отво 88188 16 ру 29 на нижній поверхні 30 заглушки 22 до отвору 31 на верхній поверхні 32 кришки 12. На отвір 31 встановлено кришку 33 для перешкоджання потраплянню і/або блокуванню випускних отворів 28 дощовою водою або іншим обломковим матеріалом. Кришка 33 кріпиться до кришки 12 за допомогою болтів або будь-якими іншими придатними з'єднувальними засобами, включаючи без обмеження зварювання, затискання, щільну посадку, кріплення гвинтами і подібне. Кришка 33 виконується для запобігання потраплянню дощової води та іншого обломкового матеріалу в отвір 31, у той же час надаючи нагріте повітря, що надходить в отвори 28 через отвір 29 для виходу з нього. В одному варіанті виконання, це може здійснюватися виконанням певної кількості малих отворів (не зображені) в стінці 34 кришки 33 безпосередньо під виступом її верхньої частини 35. В інших варіантах виконання, це може здійснюватися негерметичним кріпленням верхньої частини 35 кришки 33 до стінки 34 і/або виготовленням кришки 33 (або її ділянок) з матеріалу, який пропускає тільки гази. Отвір 31 знаходиться в центрі кришки 12. Для подальшого захисту від дощової води або іншого обломкового матеріалу, який потрапляє в отвір 31, верхня поверхня 32 кришки 12 виконується похилою від отвору 31 (тобто, вниз і назовні). Верхня поверхня 32 кришки 12 (яка діє як дах) звисає за бічною стінкою 35 фланця 21. Випускні отвори 28 є криволінійними так, що вони не забезпечують прямої видимості. Це перешкоджає прямому контакту між навколишнім середовищем та каністрою, яка встановлена в зберігаючу оболонку 10В, таким чином усуваючи опромінювання навколишнього середовища В інших варіантах виконання, випускні отвори можуть бути похилими або достатньо повернутими так, що вони не забезпечують прямої видимості. Кришка 30 додатково має кільцевий зрізний запобіжник 23, прикріплений до нижньої поверхні 37 фланця 31. Кільцевий зрізний запобіжник 23 може приварюватися, кріпитися болтами або іншим чином кріпитися до нижньої поверхні 37. Кільцевий зрізний запобіжник 23 виконаний для проходження донизу від нижньої поверхні 37 і для охоплення по периферії та з'єднання з контейнерним кільцем 13 оболонок 10А, 10В, як зображено на Фіг.7. Хоча й не зображено, бажано, щоб в усі отвори 28 кришок 12 для зберігаючих оболонок 10В та оболонки 10А для впускання повітря, незалежно від форми і/або розміру, вставлялися канальні фотонні атенюатори. Придатний канальний фотонний атенюатор описаний в американському патенті №6,519,307, виданий Бонграціо, на опис якого тут робиться посилання. Слід зазначити, що в деяких варіантах виконання, оболонка 10А для впускання повітря може не мати кришки 12. Посилаючись тепер на Фіг.7, буде описуватися зв'язок елементів кришки 12 та елементів оболонок 10А, 10В. Щоб не бути багатослівним, детально буде описуватися тільки взаємодія кришки 12 з єдиною зберігаючою оболонкою 10В з розумінням того, що фахівцям у цій галузі буде очевидно, що 17 нижченаведене обговорення стосується усіх зберігаючих оболонок 10В та оболонки 10А для впускання повітря. Коли кришку 12 встановлюють зверху на зберігаючій оболонці 10В трубопровідної системи зберігання 100 (наприклад, під час зберігання каністри, завантаженої відпрацьованим паливом), заглушку 22 кришки 12 опускають в порожнину 24, утворену зберігаючою оболонкою 10В, доки фланець 21 кришки 12 не увійде в контакт і не упреться в зберігаючу оболонку 10В, таким чином формуючи проміжний простір між кришкою та оболонкою. Більш точно, нижня поверхня 37 (Фіг.6В) фланця 21 кришки 12 контактує і лежить на верхніх поверхнях зберігаючих оболонок 10В з утворенням проміжного простору між кришкою та оболонкою. Кришка 12 та зберігаюча оболонка 10В формують немонолітну конструкцію. З цієї точки зору, кільцевий зрізний запобіжник 23 кришки 12 з'єднується і охоплює по периферії зовнішню поверхню контейнерного кільця 13. Взаємодія кільцевого зрізного запобіжника 23 та контейнерного кільця 13 забезпечує сильну протидію бічним зусиллям від землетрусів, ракетних ударів або інших бойових снарядів. Кришка 12 кріпиться на місці болтами (або іншими кріпильними засобами), що можуть або входити в отвори в бетонному моноліті 60 або в саму зберігаючу оболонку 10В. Коли кришка 12 кріпиться до зберігаючої оболонки 10В і/або бетонного моноліту 60, то вона залишається немонолітною і знімною. Хоча й не зображено, в проміжному просторі між кришкою та оболонкою в певному місці можуть встановлюватися одна або більша кількість прокладок для формування герметично закритого простору. Коли кришка 12 належним чином встановлена зверху на зберігаючій оболонці 10В, як зображено на Фіг.7, то отвори 28 сполучені з порожниною 24, утвореною зберігаючою оболонкою 10В. Іншими словами, кожен отвір 28 утворює канал від навколишньої атмосфери до порожнини 24. Отвори у кришці встановленої зверху на оболонці 10А для впускання повітря, надають подібний канал. Що стосується оболонки 10А для впускання повітря, то отвори 28 функціонують як канал, що дозволяє потраплянню холодного навколишнього повітря в порожнину 24 оболонки 10А для впускання повітря крізь трубопровідну мережу 50 в нижню частину порожнин 24 зберігаючих оболонок 10В. Коли каністра, яка містить відпрацьоване паливо (або інші високоактивні відходи), яке має теплове навантаження, встановлена в порожнинах 24 однієї або більшої кількості зберігаючих оболонок 10В, то це холодне повітря, що надходить, нагрівається каністрою, піднімається в порожнині 24 і виходить з неї крізь отвори 28 в кришках 12 зверху на зберігаючих оболонках 10В. Це саме той ефект витяжної труби, що створює ефект впускання в оболонці 10А для впускання повітря. Посилаючись тепер на Фіг.7 та 8 оболонки 10А, 10В утворюють вертикально орієнтовані циліндричні порожнини 24. Хоча порожнини 24 циліндричні по формі, вони не обмежуються будь-якою спеціальною формою, проте можуть конструюватися для вміщення і зберігання каністри майже 88188 18 будь-якої форми, не виходячи за межі винаходу. Розмір та форма горизонтального перерізу порожнин 24 зберігаючих оболонок 10В головним чином відповідають розміру та формі горизонтального перерізу каністр 80 (Фіг.8) з відпрацьованим паливом, яке повинно зберігатися в них. Горизонтальний переріз порожнин 24 зберігаючих оболонок 10В підходить для не більш ніж однієї каністри 80 з відпрацьованим паливом. Горизонтальні перерізи порожнин 24 зберігаючих оболонок 10В мають такі розміри та форму, щоб при встановленні в них каністр 80 з відпрацьованим паливом для зберігання між зовнішніми бічним стінками каністр 80 та бічними стінками порожнин 24 існував малий зазор/кліренс 25. Коли оболонки 10В та каністри 80 є циліндричними по формі, то зазори 25 є кільцевими зазорами. В одному варіанті виконання, діаметр порожнин 24 зберігаючих оболонок 10В знаходиться в інтервалі від 5 до 7 футів і більш переважно становить приблизно 6 футів. Виконуючи порожнини 24 зберігаючих оболонок 10В так, що між бічними стінками зберігаючих каністр 80 та бічними стінками порожнин 24 формується малий зазор 25, обмежують ступінь рухомості каністр 80 в порожнинах 24 під час катастрофічної події, таким чином мінімізуючи пошкодження каністр 80 та стінок порожнин і запобігаючи їх перекиданню в порожнинах 24. Цей малий зазор 25 також полегшує потік нагрітого повітря під час охолодження відпрацьованого ядерного палива. Точний розмір зазору 25 може регулюватися/виконуватися для досягання бажаних динамічних характеристик потоку текучої субстанції та теплопередачі для будь-якої ситуації. В одному варіанті виконання, зазор 25 має ширину від приблизно 1 до 3 дюймів. Роблячи ширину зазору 25 малою, також знижують вихід випромінювання. Опорні блоки 42 встановлені на дно 11 порожнин 24 зберігаючих оболонок 10В так, щоб на них можна було встановлювати каністри 80. Опорні блоки 42 розташовані на дні 11 по периметру один біля іншого. Коли каністри 80 поміщають в порожнини 24 зберігаючих оболонок 10В, нижні поверхні 81 каністр 80 лягають на опорні блоки 42, формуючи простір 27 для впускання повітря між нижніми поверхнями 81 каністр 80 та дном 11 порожнин 24. Опорні блоки 42 виготовлені з низьковуглецевої сталі і переважно приварюються до дна 11 порожнин 26 зберігаючих оболонок 10В. Інші придатні матеріали конструкції включають, без обмеження, залізобетон, нержавіючу сталь та інші металеві сплави. Опорні блоки 42 також виконують функцію поглинання енергії/удару. Опорні блоки 42 переважно мають форму ґрат з лунками у формі медяного стільника, як ті, що виготовляються компанією Hexcel Corp., штат Каліфорнія, США. Коли каністри 80 встановлені зверху на опорних блоках 42 в зберігаючих оболонках 10В, то між верхніми поверхнями 82 каністр 80 та нижніми поверхнями 30 кришок 12 формується простір 26 для випускання повітря. Простори 26 для випускання повітря переважно мають висоту мінімум 3 дюйми, проте можуть мати будь-яку бажану висо 19 ту. Точна висота буде диктуватися конструкцією, як наприклад бажаними динамічними характеристиками потоку текучої субстанції, висотою каністри, висотою оболонки, глибиною порожнини, тепловим навантаженням каністри і подібним. Порожнина 24 оболонки 10А для впускання повітря глибша за порожнини 24 зберігаючих оболонок 10В і служить відстійником для ґрунтових вод або дощової води (якщо має місце протікання і/або присутній обломковий матеріал). Порожнина 24 оболонки 24 для впускання повітря типово порожня і, тому, може легко очищатися від обломкового матеріалу. Окрім того, трубопровідна мережа 50 переважно спускається до оболонки 10А для впускання повітря в напрямі від зберігаючих оболонок 10В так, що будь-яка вода збирається на дні порожнини 24 оболонки 10А для впускання повітря. Якщо це бажано, дренаж може виконуватися на дні порожнини 24 оболонки 10В для впускання повітря. На Фіг.7 та 8, зображений варіант виконання трубопровідної системи зберігання 100 додатково має бетонний моноліт 60, який оточує оболонки 10А, 10В та трубопровідну мережу 50. Бетонний моноліт 60 забезпечує необхідне екранування випромінювання для каністр 80 з відпрацьованим паливом, що зберігаються в зберігаючих оболонках 10В. Бетонний моноліт 60 надає неконструкційний захист для оболонок 10А, 10В і трубопровідної мережі 50. Уся висота оболонок 10А, 10В охоплена бетонним монолітом 60, з якого виступають тільки кришки 12 і лежать зверху на його верхній поверхні. Хоча отвори 28, що дозволяють нагрітому повітрю виходити із зберігаючих оболонок 10В зображені розташованими в кришках 12, представлений винахід не обмежується цим. Наприклад, отвори 28 можуть знаходитися в бетонному моноліті 60. У такому варіанті виконання, отвори каналів до навколишнього повітря можуть знаходитися у верхній поверхні моноліту 60 і крізь них прямим поглядом не повинно бути видним навколишнє середовище. Подібно до випадку, коли випускні отвори розташовані в кришці, вони можуть мати різні форми і/або конфігурації, такі як S-подібна форма або L-подібна форма. В усіх варіантах виконання представленого винаходу, бажано, щоб випускні отвори каналів 28 із зберігаючих оболонок 10В були по азимуту та по периметру відокремлені від впускних отворів каналів 28 в оболонку 10А для впускання повітря для мінімізації взаємодії між вхідними та вихідними струменями повітря. Як зазначено вище, шар ізоляційного матеріалу 20 поміщається в проміжний простір між зберігаючими оболонками 10В та бетонним монолітом 60 і необов'язково в проміжний простір між бетонним монолітом 60 та трубопровідною мережею 50 і оболонкою 10А для впускання повітря. Ізоляція 20 передбачається для перешкоджання надмірній передачі виділеної теплоти від каністр 80 з відпрацьованим паливом до бетонного моноліту 60, таким чином зберігаючи об'ємну температуру бетонного моноліту в межах норм FSAR (Аналітичний Звіт про дотримання Заходів Безпеки). Ізоляція 20 також служить для мінімізації нагрівання охоло 88188 20 джувального повітря, що надходить, перед тим як воно потрапить в порожнини 24 зберігаючих оболонок 10В. Як зазначено вище, трубопровідна система зберігання 100 особливо придатна для зберігання відпрацьованого ядерного палива та інших високоактивних відходів під землею Посилаючись на Фіг.8, трубопровідна система зберігання 100 прокладена так, що увесь бетонний моноліт 60 (включаючи усю висоту зберігаючих оболонок 10В) повністю знаходиться під землею 73 згідно з положеннями ISFSI (Міжнародна Рада Інструкторів по Боротьбі з Вогнем). Уся трубопровідна мережа 50 також розташована глибоко під землею. Розміщуючи трубопровідну систему зберігання 100 під землею 73, система 100 є на погляд непомітною і відсутня небезпека перекидання. Нижній профіль підземної трубопровідної системи зберігання 100 не представляє мішені для ракети або інших атак. Окрім того, підземна трубопровідна система зберігання 100 не повинна конфліктувати з ефектами взаємодії ґрунту та конструкції що підвищують вільне прискорення області і потенційно погіршують стійкість наземної вільностоячої захисної тари. Хоча уся висота зберігаючих оболонок 10В зображена під землею 73, в альтернативних варіантах виконання частина зберігаючих оболонок 10В може виступати над землею 73. У таких варіантах виконання, принаймні основна частина висоти зберігарьних оболонок 10В розташована під землею 73. Будь-яка частина зберіганнях оболонок 10В, що виступає над землею 73, повинна охоплюватися необхідною конструкцією для екранування випромінювання. В усіх варіантах виконання, зберігаючі оболонки 10В знаходяться достатньо глибоко під землею так, що коли каністри 80 з відпрацьованим паливом поміщаються в порожнинах 24 для зберігання, то уся висота каністр знаходиться під землею 73. Це надає повну перевагу ефекту екранування оточуючого ґрунту згідно з положеннями ISFSI. Таким чином, ґрунт забезпечує ступінь екранування випромінювання для відпрацьованого палива, яке зберігається що не може досягатися в наземній захисній тарі. Посилаючись на трубопровідну систему зберігання 100, буде обговорюватися спосіб конструювання підземної трубопровідної системи зберігання з Фіг.7 згідно з положеннями ISFSI або в іншому місці. Спершу в землі копають яму в бажаному місці згідно з положеннями ISFSI, яка має бажану глибину. Після закінчення копання ями та надання дну відповідної глибини, на дно ями поміщають фундамент. Фундамент може бути залізобетонною плитою виконаною для задоволення загальноприйнятих промислових стандартів щодо навантажень, таких як АСІ-349. Однак, у деяких випадках в залежності від навантаження яке повинно витримуватися, і/або характеристик ґрунту, застосування фундаменту може бути непотрібним. Після належного встановлення фундаменту/основи в ямі, цілісну конструкцію з Фіг.2 (яка складається із зберігаючих оболонок 10В оболонки 10А для впускання повітря та трубопровідної 21 мережі 50) опускають вертикально в яму, доки вона не ляже на верхню частину основи. Потім цілісна конструкція входить в контакт і лягає зверху на верхню поверхню основи. Якщо це бажано, то цілісна конструкція може кріпитися болтами або іншим чином кріпитися до основи у цій точці для перешкоджання подальшому руху цілісної конструкції відносно основи. Після встановлення цілісної конструкції зверху на основу у вертикальному положенні, яма заповнюється бетоном для формування бетонного моноліту 60 навколо цілісної конструкції. Бетонний моноліт також діє як бар'єр від потрапляння вологи до підземних компонентів. Альтернативно, замість бетону для заповнення ями може використовуватися ґрунт або інженерне наповнення. Придатні елементи для інженерного наповнення включають, без обмеження, гравій, щебінь, бетон, пісок і подібне. Бажане інженерне наповнення може подаватися в яму будь-яким придатними засобами, включаючи ручні засоби, скидувальні засоби і подібне. Бетон подають в яму, доки він не оточить цілісну конструкцію і не заповнить яму до рівня, на якому він сягає рівня, що приблизно дорівнює рівню землі 73. Після заповнення ями формується бетонний моноліт 60. Оболонки 10А, 10В трохи виступають з верхньої поверхні бетонного моноліту 60 так, що порожнини 24 оболонок 10А, 10В доступні зверху. Окрім того, кришки 12 можуть встановлюватися зверху на оболонки 10А, 10В, як описано вище. Через те, що цілісна конструкція герметизується в підземних стиках, підземні рідини не можуть потрапляти в порожнини 24 оболонок 10А, 10В або трубопровідну мережу 50. Тепер буде описуватися варіант способу застосування підземної трубопровідної системи 100 з Фіг.7 та 8 для зберігання каністри 80 з відпрацьованим ядерним паливом. Під час виймання з басейну для відпрацьованого палива і обробки для зберігання в сухому стані, каністри 80 з відпрацьованим паливом герметично закриваються і поміщаються в транспортувальний контейнер. Потім транспортувальний контейнер перевозиться гусеничним трактором для перевезення контейнерів до порожньої зберігаючої оболонки 10В для зберігання. Можуть використовуватися будь-які придатні засоби транспортування транспортувальних контейнерів для розміщення над зберігаючою оболонкою 10В. Наприклад, може використовуватися будь-який придатний тип пристрою для маніпулювання вантажем, такий як без обмеження, козловий кран, мостовий кран або інший крановий пристрій. Під час приготування бажаної оболонки 10В для приймання каністри 80, кришка 12 виймається так, що порожнина 24 зберігаючої оболонки 10В відкривається і стає доступною зверху. Гусеничний трактор для перевезення контейнерів поміщає транспортувальний контейнер зверху на зберігаючій оболонці 10В. Після належного кріплення транспортувального контейнера зверху на збері 88188 22 гаючій оболонці 10В, виймають плиту основи транспортувального контейнера. Якщо необхідно, може застосовуватися придатний зчленовуваний пристрій для кріплення транспортувального контейнера на зберігаючій оболонці 10В та для перенесення плити основи транспортувального контейнера у малопомітне положення. Такі зчленовувані пристрої добре відомі в рівні техніки і часто використовуються в процедурах по перевезенню каністр. Потім каністру 80 опускають гусеничним трактором для перевезення контейнерів з транспортувального контейнера в порожнину 24 зберігаючої оболонки 10В, доки нижня поверхня 81 каністри 80 не увійде в контакт і не ляже зверху на опорні блоки 42 на нижній частині 11 порожнини 24. Каністра 80 вільно стоїть в порожнині 24, не маючи анкерного кріплення або інших кріпильних засобів. При розташуванні на опорних блоках 42 в порожнині 24 зберігаючої оболонки 10В уся висота каністри 80 знаходиться під землею 73. Після розміщення каністри 80 в порожнині 24, кришка 12 встановлюється зверху на зберігаючій оболонці 10В, по суті закриваючи порожнину 24. Кришка 12 потім кріпиться до бетонного моноліту 60 за допомогою болтів або інших засобів. Коли каністра 80 розміщена в порожнині 24 зберігаючої оболонки 10В, то між дном 11 та нижньою поверхнею 81 каністри 80 існує простір 27 для впускання повітря. Між нижньою поверхнею 30 кришки 12 та верхньою поверхнею 82 каністри 80 знаходиться простір 26 для випускання повітря. Між бічними стінками каністри 80 та стінкою зберігаючої оболонки 10В також існує малий кільцевий зазор 25. В результаті ефекту витяжної труби, спричиненого теплом, яке виділяється з каністри 80, холодне повітря з навколишнього середовища впускається в порожнину 24 оболонки 10А для впускання повітря через отвори 28 в її кришці 12. Потім це холодне повітря пропускається крізь трубопровідну мережу 50 в простір 27 для впускання повітря на дні порожнини 24 зберігаючих оболонок 10В. Потім це холодне повітря нагрівається теплотою, яка виділяється з каністри 80 з відпрацьованим паливом, піднімається в порожнину 24 через кільцевий зазор 25 навколо каністри 80 в простір 26 для випускання повітря над каністрою 80. Це нагріте повітря продовжує підніматися, доки не вийде з порожнини 24 як нагріте повітря крізь отвори 28 в кришці 12, встановленій зверху на зберігаючій оболонці 10В. Хоча винахід описаний і досить детально проілюстрований, фахівець у цій галузі може легко виконати та використати його, при цьому різні альтернативи, модифікації і вдосконалення повинні стати очевидними без виходу за рамки винаходу. Більш точно, в одному варіанті виконання можна не включати оболонки 10А, 10В і/або трубопровідну мережу 50. У цьому варіанті виконання, порожнини оболонок і канали трубопровідної мережі можуть формуватися безпосередньо в бетонному моноліті, якщо необхідно. 23 88188 24 25 88188 26 27 Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 88188 Підписне 28 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Collector system for ventilated storage of high-active wastes (variants) and method for its use for storage of high-active wastes under ground

Автори англійською

Sing Krishna P.

Назва патенту російською

Коллекторная система для вентилируемого хранения высокоактивных отходов (варианты) и способ ее использования для хранения высокоактивных отходов под землей

Автори російською

Синг Кришна П.

МПК / Мітки

МПК: G21F 5/005

Мітки: система, вентильованого, землею, відходів, використання, спосіб, варіанти, колекторна, зберігання, високоактивних

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/14-88188-kolektorna-sistema-dlya-ventilovanogo-zberigannya-visokoaktivnikh-vidkhodiv-varianti-i-sposib-vikoristannya-dlya-zberigannya-visokoaktivnikh-vidkhodiv-pid-zemleyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Колекторна система для вентильованого зберігання високоактивних відходів (варіанти) і спосіб її використання для зберігання високоактивних відходів під землею</a>

Подібні патенти