Система та спосіб зберігання високоактивних відходів

Номер патенту: 93675

Опубліковано: 10.03.2011

Автор: Крішна Сінг П.

Є ще 6 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Вентильована вертикальна система для зберігання високоактивних відходів, яка має:

внутрішню оболонку, яка утворює порожнину, що має верхню частину, дно і по суті вертикальну вісь;

зовнішню оболонку, яка охоплює внутрішню оболонку для формування простору між нею та внутрішньою оболонкою, при цьому зовнішня оболонка має герметично закритий нижній кінець;

принаймні один отвір у внутрішній оболонці на або біля дна порожнини, який утворює канал між простором та порожниною; і

знімну кришку, встановлену зверху на внутрішній оболонці та зовнішній оболонці, при цьому кришка має принаймні один впускний отвір, який утворює канал між навколишньою атмосферою та простором, і принаймні один випускний отвір, який утворює канал між порожниною та навколишньою атмосферою.

2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково має герметично закриту вміщувальну каністру, пристосовану для зберігання в сухому стані високоактивних відходів, при цьому вона розміщена в порожнині у по суті вертикальному положенні і має горизонтальний переріз, що відповідає не більш ніж одній каністрі.

3. Система за п. 2, яка відрізняється тим, що додатково має шар ізоляційного матеріалу, який оточує порожнину і простягається від верхньої частини або від ділянки біля верхньої частини порожнини до дна або до ділянки біля дна порожнини.

4. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що внутрішня оболонка та зовнішня оболонка по суті циліндричні по формі, а простір між внутрішньою оболонкою та зовнішньою оболонкою є кільцевим простором.

5. Система за п. 1, яка додатково має:

матеріал, який поглинає випромінювання і оточує зовнішню оболонку;

у якій принаймні основна частина внутрішньої оболонки та зовнішньої оболонки знаходиться під землею; і

у якій матеріал, який поглинає випромінювання, є природним ґрунтом або інженерним наповненням, що утворює шар ґрунту.

6. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що внутрішня та зовнішня оболонки виготовлені з металу, при цьому вона додатково має металеву плиту настилу, причому внутрішня оболонка розташована зверху на металевій плиті настилу, при цьому зовнішня оболонка з'єднана з металевою плитою настилу для формування герметичного з'єднання між дном зовнішньої оболонки та металевою плитою настилу.

7. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що знімна кришка встановлена зверху на внутрішній оболонці та зовнішній оболонці для формування проміжного простору між кришкою та внутрішньою оболонкою та проміжного простору між кришкою та зовнішньою оболонкою, і у якій проміжний простір між кришкою та внутрішньою оболонкою пристосований до блокування повітряного потоку.

8. Система за п. 7, яка відрізняється тим, що додатково має перше ущільнення, розташоване в проміжному просторі між кришкою та внутрішньою оболонкою.

9. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково має:

герметично закриту вміщувальну каністру, пристосовану для зберігання в сухому стані високоактивних радіоактивних відходів;

при цьому вміщувальна каністра розміщена в порожнині у по суті вертикальному положенні так, що між каністрою та кришкою існує верхній простір, а між каністрою та дном порожнини існує нижній простір;

принаймні один отвір в оболонці, який утворює канал між простором та нижнім простором; і

принаймні один випускний отвір, який утворює канал між верхнім простором та навколишньою атмосферою.

10. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що кришка має заглушку та фланець, який охоплює заглушку, яка виконана з можливістю входження у порожнину, а фланець лежить на внутрішній та зовнішній оболонці з формуванням проміжного простору між кришкою та внутрішньою оболонкою і проміжного простору між кришкою та зовнішньою оболонкою.

11. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що принаймні один впускний отвір є каналом, що проходить від отвору в бічній стінці кришки до простору, і у якій принаймні один випускний отвір є каналом, що проходить від отвору в нижній поверхні кришки до отвору у верхній поверхні кришки.

12. Система за п. 1, яка додатково має:

герметично закриту вміщувальну каністру, пристосовану для зберігання в сухому стані високоактивних радіоактивних відходів;

при цьому вміщувальна каністра розміщена в порожнині у по суті вертикальному положенні так, що між вміщувальною каністрою та внутрішньою оболонкою існує зазор; і

у якій простір має ширину в інтервалі від приблизно 1 до 6 дюймів.

13. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що кришка має певну кількість впускних отворів, кожен з яких проходить від отвору в її бічній стінці до простору, при цьому отвори впускних каналів розташовані осесиметрично навколо бічної стінки кришки, і у якій внутрішня оболонка має певну кількість отворів на або біля дна порожнини, кожен з яких розташований осесиметрично навколо внутрішньої стінки.

14. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що кришка має першу криву пластину, яка має опуклу верхню поверхню та увігнуту нижню поверхню, при цьому кришка додатково має другу криву пластину, розташовану під першою кривою пластиною, при цьому між першою кривою пластиною та другою кривою пластиною утворено принаймні один випускний отвір.

15. Система за п. 1, яка додатково має:

герметично закриту вміщувальну каністру, пристосовану для зберігання в сухому стані високоактивних відходів, при цьому вміщувальна каністра розміщена в порожнині у по суті вертикальному положенні так, що між вміщувальною каністрою та кришкою існує верхній простір, і між вміщувальною каністрою та дном порожнини існує нижній простір;

порожнину, яка має горизонтальний переріз, що відповідає не більш ніж одній каністрі;

шар ізоляційного матеріалу, який оточує порожнину і проходить від верхньої частини або ділянки біля верхньої частини порожнини до дна або ділянки біля дна порожнини;

у якій знімна кришка встановлена на внутрішню та зовнішню оболонки з формуванням проміжного простору між кришкою та внутрішньою оболонкою і проміжного простору між кришкою та зовнішньою оболонкою, і у якій проміжний простір між кришкою та внутрішньою оболонкою пристосований до блокування повітряного потоку;

принаймні один отвір в оболонці, який утворює канал між простором та нижнім простором; і

принаймні один випускний отвір, який утворює канал між верхнім простором та навколишньою атмосферою.

16. Спосіб зберігання високоактивних відходів, у якому:

(a) надають зберігальний контейнер, який має внутрішню оболонку, яка утворює порожнину, яка має верхню частину та дно, зовнішню оболонку, яка має герметично закритий нижній кінець та охоплює внутрішню оболонку з формуванням простору між ними, і принаймні один отвір у внутрішній оболонці на або біля дна порожнини, який утворює канал від простору в порожнину;

(b) поміщають герметично закриту каністру, яка містить високоактивні відходи, в порожнину;

(c) надають знімну кришку, яка має принаймні один впускний отвір і принаймні один випускний отвір;

(d) встановлюють знімну кришку зверху на внутрішню та зовнішню оболонки так, що принаймні один впускний отвір формує канал від навколишньої атмосфери до простору і принаймні один випускний отвір формує канал від порожнини до навколишньої атмосфери, при цьому кришка закриває верхню частини порожнини; і

(e) холодне повітря, яке надходить в порожнину крізь принаймні впускний отвір і простір, нагрівають в порожнині теплом, яке виділяється каністрою з високоактивними відходами, при цьому тепле повітря піднімається в порожнині і виходить з неї крізь принаймні один випускний отвір в кришці.

17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що на етапі а) додатково надають зберігальний контейнер так, що принаймні основна частина внутрішньої оболонки та зовнішньої оболонки знаходиться під землею, при цьому зберігальний контейнер знаходиться у по суті вертикальному положенні і герметично закритий для запобігання потраплянню підземних текучих субстанцій; і у якому кришка розташована над рівнем ґрунту.

18. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що на етапі b) каністру опускають в порожнину так, що вона уся знаходиться під землею.

19. Спосіб за п. 18, який відрізняється тим, що кришка має певну кількість впускних отворів, кожен з яких проходить від отвору в її бічній стінці до простору, при цьому отвори впускних каналів осесиметрично розташовані навколо бічної стінки кришки; і у якому внутрішня оболонка має певну кількість отворів на або біля дна порожнини, кожен з яких осесиметрично розташований навколо внутрішньої оболонки.

20. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що етап e) є етапом виключно пасивного охолодження, при цьому зберігальний контейнер не має якого-небудь обладнання, що створює потік текучої субстанції.

21. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що внутрішня оболонка та зовнішня оболонка циліндричні по формі і виготовлені з металу, при цьому простір є кільцевим простором; у якому порожнина має горизонтальний переріз, що здатен вміщувати не більш ніж одну каністру; і у якому зберігальний контейнер додатково має шар ізоляційного матеріалу, який оточує порожнину і проходить від верхньої частини або ділянки біля верхньої частини порожнини до дна або ділянки біля дна порожнини.

Текст

1. Вентильована вертикальна система для зберігання високоактивних відходів, яка має: внутрішню оболонку, яка утворює порожнину, що має верхню частину, дно і по суті вертикальну вісь; зовнішню оболонку, яка охоплює внутрішню оболонку для формування простору між нею та внутрішньою оболонкою, при цьому зовнішня оболонка має герметично закритий нижній кінець; принаймні один отвір у внутрішній оболонці на або біля дна порожнини, який утворює канал між простором та порожниною; і знімну кришку, встановлену зверху на внутрішній оболонці та зовнішній оболонці, при цьому кришка має принаймні один впускний отвір, який утворює канал між навколишньою атмосферою та простором, і принаймні один випускний отвір, який утворює канал між порожниною та навколишньою атмосферою. 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково має герметично закриту вміщувальну каністру, пристосовану для зберігання в сухому стані високоактивних відходів, при цьому вона розміщена в порожнині у по суті вертикальному положенні і має горизонтальний переріз, що відповідає не більш ніж одній каністрі. 2 (19) 1 3 при цьому вміщувальна каністра розміщена в порожнині у по суті вертикальному положенні так, що між каністрою та кришкою існує верхній простір, а між каністрою та дном порожнини існує нижній простір; принаймні один отвір в оболонці, який утворює канал між простором та нижнім простором; і принаймні один випускний отвір, який утворює канал між верхнім простором та навколишньою атмосферою. 10. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що кришка має заглушку та фланець, який охоплює заглушку, яка виконана з можливістю входження у порожнину, а фланець лежить на внутрішній та зовнішній оболонці з формуванням проміжного простору між кришкою та внутрішньою оболонкою і проміжного простору між кришкою та зовнішньою оболонкою. 11. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що принаймні один впускний отвір є каналом, що проходить від отвору в бічній стінці кришки до простору, і у якій принаймні один випускний отвір є каналом, що проходить від отвору в нижній поверхні кришки до отвору у верхній поверхні кришки. 12. Система за п. 1, яка додатково має: герметично закриту вміщувальну каністру, пристосовану для зберігання в сухому стані високоактивних радіоактивних відходів; при цьому вміщувальна каністра розміщена в порожнині у по суті вертикальному положенні так, що між вміщувальною каністрою та внутрішньою оболонкою існує зазор; і у якій простір має ширину в інтервалі від приблизно 1 до 6 дюймів. 13. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що кришка має певну кількість впускних отворів, кожен з яких проходить від отвору в її бічній стінці до простору, при цьому отвори впускних каналів розташовані осесиметрично навколо бічної стінки кришки, і у якій внутрішня оболонка має певну кількість отворів на або біля дна порожнини, кожен з яких розташований осесиметрично навколо внутрішньої стінки. 14. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що кришка має першу криву пластину, яка має опуклу верхню поверхню та увігнуту нижню поверхню, при цьому кришка додатково має другу криву пластину, розташовану під першою кривою пластиною, при цьому між першою кривою пластиною та другою кривою пластиною утворено принаймні один випускний отвір. 15. Система за п. 1, яка додатково має: герметично закриту вміщувальну каністру, пристосовану для зберігання в сухому стані високоактивних відходів, при цьому вміщувальна каністра розміщена в порожнині у по суті вертикальному положенні так, що між вміщувальною каністрою та кришкою існує верхній простір, і між вміщувальною каністрою та дном порожнини існує нижній простір; порожнину, яка має горизонтальний переріз, що відповідає не більш ніж одній каністрі; шар ізоляційного матеріалу, який оточує порожнину і проходить від верхньої частини або ділянки біля верхньої частини порожнини до дна або ділянки біля дна порожнини; 93675 4 у якій знімна кришка встановлена на внутрішню та зовнішню оболонки з формуванням проміжного простору між кришкою та внутрішньою оболонкою і проміжного простору між кришкою та зовнішньою оболонкою, і у якій проміжний простір між кришкою та внутрішньою оболонкою пристосований до блокування повітряного потоку; принаймні один отвір в оболонці, який утворює канал між простором та нижнім простором; і принаймні один випускний отвір, який утворює канал між верхнім простором та навколишньою атмосферою. 16. Спосіб зберігання високоактивних відходів, у якому: (a) надають зберігальний контейнер, який має внутрішню оболонку, яка утворює порожнину, яка має верхню частину та дно, зовнішню оболонку, яка має герметично закритий нижній кінець та охоплює внутрішню оболонку з формуванням простору між ними, і принаймні один отвір у внутрішній оболонці на або біля дна порожнини, який утворює канал від простору в порожнину; (b) поміщають герметично закриту каністру, яка містить високоактивні відходи, в порожнину; (c) надають знімну кришку, яка має принаймні один впускний отвір і принаймні один випускний отвір; (d) встановлюють знімну кришку зверху на внутрішню та зовнішню оболонки так, що принаймні один впускний отвір формує канал від навколишньої атмосфери до простору і принаймні один випускний отвір формує канал від порожнини до навколишньої атмосфери, при цьому кришка закриває верхню частини порожнини; і (e) холодне повітря, яке надходить в порожнину крізь принаймні впускний отвір і простір, нагрівають в порожнині теплом, яке виділяється каністрою з високоактивними відходами, при цьому тепле повітря піднімається в порожнині і виходить з неї крізь принаймні один випускний отвір в кришці. 17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що на етапі а) додатково надають зберігальний контейнер так, що принаймні основна частина внутрішньої оболонки та зовнішньої оболонки знаходиться під землею, при цьому зберігальний контейнер знаходиться у по суті вертикальному положенні і герметично закритий для запобігання потраплянню підземних текучих субстанцій; і у якому кришка розташована над рівнем ґрунту. 18. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що на етапі b) каністру опускають в порожнину так, що вона уся знаходиться під землею. 19. Спосіб за п. 18, який відрізняється тим, що кришка має певну кількість впускних отворів, кожен з яких проходить від отвору в її бічній стінці до простору, при цьому отвори впускних каналів осесиметрично розташовані навколо бічної стінки кришки; і у якому внутрішня оболонка має певну кількість отворів на або біля дна порожнини, кожен з яких осесиметрично розташований навколо внутрішньої оболонки. 20. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що етап e) є етапом виключно пасивного охолодження, при цьому зберігальний контейнер не має яко 5 93675 6 го-небудь обладнання, що створює потік текучої субстанції. 21. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що внутрішня оболонка та зовнішня оболонка циліндричні по формі і виготовлені з металу, при цьому простір є кільцевим простором; у якому порожнина має горизонтальний переріз, що здатен вміщувати не більш ніж одну каністру; і у якому зберігальний контейнер додатково має шар ізоляційного матеріалу, який оточує порожнину і проходить від верхньої частини або ділянки біля верхньої частини порожнини до дна або ділянки біля дна порожнини. Представлений винахід відноситься головним чином до області зберігання високоактивних відходів ("HLW"), і, зокрема, до систем та способів зберігання високоактивних відходів (HLW), таких як відпрацьоване ядерне паливо, у вентильованих вертикальних модулях. Зберігання, маніпулювання та транспортування високоактивних відходів (HLW), таких як відпрацьоване ядерне паливо, вимагає спеціального поводження та процедурних заходів безпеки. Наприклад, під час роботи ядерних реакторів традиційно потрібно видаляти паливні блоки, після того як їх енергетичний рівень знизився нижче наперед визначеного рівня. Під час видалення, це відпрацьоване ядерне паливо все ще високорадіоактивне і виробляє значну кількість теплоти, вимагаючи бережного поводження при пакуванні, транспортуванні та зберіганні. Для захисту навколишнього середовища від впливу радіації, відпрацьоване ядерне паливо спершу поміщають в каністру. Потім завантажену каністру транспортують та зберігають у великих циліндричних контейнерах, названих захисними транспортними контейнерами. Транспортувальний контейнер використовують для транспортування відпрацьованого ядерного палива з місця на місце, у той час, коли зберігальний контейнер використовують 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 у басейн з водою. Відпрацьоване ядерне паливо завантажують в каністру, у той час, коли каністра та транспортувальний контейнер залишаються зануреними у басейні з водою. Після повного завантаження відпрацьованим ядерним паливом, кришку типово встановлюють зверху на каністру в басейні. Потім транспортувальний контейнер та каністру виймають з басейну, кришку каністри приварюють до останньої і встановлюють кришку на транспортувальний контейнер. Потім каністру належним чином зневоднюють, знову заповнюють інертним газом і герметично закривають. Потім транспортувальний контейнер (який зберігає завантажену каністру) транспортують до місця, де знаходиться зберігальна каністра. Потім завантажену каністру переносять від транспортувального контейнера до зберігального контейнера для довготривалого зберігання. Під час перенесення від транспортувального контейнера до зберігального контейнера, необхідно, щоб завантажена каністра не контактувала з навколишнім середовищем. Одним типом зберігального 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 (або іншими високоактивними відходами (HLW)). Вентильована вертикальна транспортна тара (VVOs) стоїть на землі і типово має циліндричну форму та є надзвичайно важкою, важачи понад 150 тон і часто маючи висоту, більшу за 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, каністру, завантажену ним, поміщають в порожнину циліндричного корпуса вентильованої вертикальної транспортної тари (VVO). Через те, що відпрацьоване ядерне паливо все ще виробляє значну кількість тепла, коли вона поміщається у вентильовану вертикальну транспортну тару (VVO) для зберігання, необхідно, щоб для цієї теплової енергії існували засоби для відведення її з порожнини вентильованої вертикальної транспортної тари (VVO). Ця теплова енергія виводиться із зовнішньої поверхні каністри шляхом вентилювання порожнини вентильованої вертикальної транспортної тари (VVO). Під час вентиляції порожнини вентильованої вертикальної транспортної тари (VVO), холодне повітря надходить в її камеру крізь нижні вентиляційні канали, протікає вгору 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 верхньої частини циліндричного корпуса вентильованої вертикальної транспортної тари (VVO's), як зображено на Фіг.1. Хоча й необхідно, щоб порожнина вентильованої вертикальної транспортної тари (VVO) вентилювалась так, щоб тепло могло покидати каністру, також потрібно, щоб вентильована вертикальна транспортна тара (VVO) надавала адекватний захист від радіації і щоб відпрацьоване ядерне паливо не входило в прямий контакт із зовнішнім середовищем. Впускний канал, розташований біля дна транспортної тари, є особливо небезпечним джерелом контакту обслуговуючого персоналу з радіацією, який, для контролю заван 7 таженої транспортної тари, повинен знаходитися досить близько біля каналів протягом коротких періодів часу. Окрім того, коли каністру, завантажену відпрацьованим ядерним паливом, переносять від транспортувального контейнера до вентильованої вертикальної зберігальної тари (VVO), транспортувальний контейнер встановлюють в стос зверху на вентильовану вертикальну зберігальну тару (VVO) так, що каністра може опускатися в її порожнину. Більшість транспортувальних контейнерів є дуже великими конструкціями і можуть важити до 250000 фунтів та мати висоту 16 футів або більше. Встановлення транспортувального контейнера у стос зверху на вентильованій вертикальній транспортній тарі (VVO)/контейнері вимагає багато простору, великого мостового крану і можливо кріпильної системи для стабілізації. Часто, такого простору немає всередині атомної електростанції. Нарешті, наземна вентильована вертикальна зберігальна тара (VVOs) вивищується на принаймні 16 футів над землею, таким чином представляючи велику мішень для атаки терористів. Фіг.1 зображає традиційну вентильовану вертикальну транспортну тару (VVO 2) попереднього рівня техніки Вентильована вертикальна транспортна тара (VVO 2) попереднього рівня техніки має плоске дно 17, циліндричний корпус 12 та кришку 14. Кришка 14 кріпиться до циліндричного корпуса 12 болтами 18. Болти 18 служать для перешкоджання від'єднанню кришки 14 від корпуса 12, якщо вентильована вертикальна транспортна тара (VVO 2) попереднього рівня техніки повинна перевертатися. Циліндричний корпус 12 має верхні вентиляційні канали 15 і нижні вентиляційні канали 16. Верхні вентиляційні канали 15 знаходяться на або біля верхньої частини циліндричного корпуса 12, у той час, коли нижні вентиляційні канали 16 знаходяться на або біля дна циліндричного корпуса 12. Нижні вентиляційні канали 16 та верхні вентиляційні канали 15 розташовані по периметру циліндричного корпуса 12. Уся вентильована вертикальна транспортна тара (VVO 2) попереднього рівня техніки знаходиться на землі. Як це зрозуміло фахівцям у цій галузі, існування верхніх вентиляційних каналів 15 і/або нижніх вентиляційних каналів 16 в корпусі 12 вентильованої вертикальної транспортної тари (VVO 2) попереднього рівня техніки вимагає під час процедур завантаження додаткових заходів безпеки для уникнення опромінення. Задачею представленого винаходу є надання системи та способу зберігання високоактивних відходів (HLW), що зменшують висоту стосу, коли транспортувальний контейнер ставиться в стос зверху на вентильованій вертикальній зберігальній тарі (WO). Іншою задачею представленого винаходу є надання системи та способу зберігання високоактивних відходів (HLW), що потребують меншого простору по вертикалі. Ще іншою задачею представленого винаходу є надання системи та способу зберігання високоа 93675 8 ктивних відходів (HLW), що використовують властивості поверхні ґрунту стосовно екранування випромінювання під час зберігання з одночасним забезпеченням адекватної вентиляції високоактивних відходів (HLW). Подальшою задачею представленого винаходу є надання системи та способу зберігання високоактивних відходів (HLW), що забезпечують той же або вищий рівень заходів безпеки, які доступні всередині повністю сертифікованої атомної електростанції. Ще додатковою задачею представленого винаходу є надання системи і способу зберігання високоактивних відходів (HLW), що зменшують небезпеку, представлену землетрусами та іншими катастрофічними подіями, і віртуально усувають потенційну небезпеку ушкодження каністри, що зберігається, подібного до того, що отримано в результаті атаки на Всесвітній Торговий Центр або Пентагон. Також задачею представленого винаходу є надання системи та способу зберігання високоактивних відходів (HLW) що дозволяють ергономічне перенесення високоактивних відходів (HLW) від транспортувального контейнера до зберігального контейнера. Іншою задачею представленого винаходу є надання системи і способу зберігання високоактивних відходів (HLW) під землею або на землі Ще іншою задачею представленого винаходу є надання системи і способу зберігання високоактивних відходів (HLW), що зменшують кількість радіації, випущеної в навколишнє середовище. Ще іншою задачею представленого винаходу є надання системи та способу зберігання високоактивних відходів (HLW), що усувають небезпеку опромінення під час процедур завантаження і/або наступного зберігання. Ще додатковою задачею представленого винаходу є надання системи і способу зберігання високоактивних відходів (HLW), що має у знімній кришці отвори для впускних та випускних каналів. Ще додатковою задачею представленого винаходу є надання системи і способу зберігання високоактивних відходів (HLW), що призводить до зручного виготовлення і збирання на місці. Ці та інші задачі вирішуються представленим винаходом, який, у деяких варіантах виконання, є системою зберігання високоактивних відходів, яка має: внутрішню оболонку, яка утворює порожнину для вміщення високоактивних відходів, яка має верхню частину і дно; зовнішню оболонку, яка оточує внутрішню оболонку з формуванням простору між ними; принаймні один отвір у внутрішній оболонці на або біля дна порожнини, який утворює канал від простору в порожнину; кришку, встановлену зверху на внутрішній та зовнішній оболонках, яка має принаймні один впускний отвір, який утворює канал від навколишньої атмосфери до простору, і принаймні один випускний отвір, який утворює канал від порожнини до навколишньої атмосфери. В залежності від конкретних потреб для зберігання, пристрій може пристосовуватися або для наземного або підземного зберігання високоактивних відходів. 9 В одному варіанті виконання, винахід є вентильованою вертикальною системою для зберігання і пасивного охолодження високоактивних відходів, яка має: внутрішню оболонку, яка утворює порожнину, яка має верхню частину, дно та по суті вертикально орієнтовану вісь; зовнішню оболонку, яка оточує внутрішню оболонку з утворенням проміжку між ними; принаймні один отвір у внутрішній оболонці на або біля дна порожнини, який утворює канал між простором та порожниною; вміщувальну каністру для зберігання високоактивних відходів, які випромінюють тепло та радіацію, встановлену в порожнині у по суті вертикальному положенні, при цьому порожнина має горизонтальний переріз, що відповідає не більш ніж одній каністрі; кришку, встановлену зверху на внутрішній оболонці і зовнішній оболонці з формуванням проміжного простору між кришкою та внутрішньою оболонкою та проміжного простору між кришкою та зовнішньою оболонкою, при цьому проміжний простір між кришкою та внутрішньою оболонкою, пристосований до перешкоджання проходженню повітряного потоку, верхній повітряний простір, який існує в порожнині між каністрою та кришкою, яка має принаймні один впускний отвір, який утворює канал між навколишньою атмосферою та простором, і принаймні один випускний отвір, який утворює канал між верхнім повітряним простором порожнини та навколишньою атмосферою; і засоби для теплоізоляції принаймні частини простору в порожнині. В інших варіантах виконання, винахід може бути способом зберігання високоактивних відходів, у якому: (а) надають пристрій, який має внутрішню оболонку, яка утворює порожнину, яка має верхню частину та дно, зовнішню оболонку, концентричну з внутрішньою оболонкою, для формування простору між ними і принаймні один отвір у внутрішній оболонці на або біля дна порожнини, який утворює канал від простору в порожнину; (b) поміщають каністру з високоактивними відходами в порожнину; (с) надають кришку, яка має принаймні один впускний отвір і принаймні один випускний отвір; (d) встановлюють кришку зверху на внутрішній та зовнішній оболонках так, що принаймні один впускний отвір формує канал від навколишньої атмосфери до простору і принаймні один випускний отвір формує канал від порожнини до навколишньої атмосфери; і (e) холодне повітря, яке надходить в порожнину через принаймні впускний отвір та простір, нагрівається каністрою з високоактивними відходами і виходить з порожнини через принаймні один випускний отвір в кришці. В ще інших варіантах виконання, винахід є кришкою для застосування з системою для зберігання високоактивних відходів, при цьому кришка має: корпус, який має заглушку та фланець; принаймні один впускний отвір, який утворює канал від отвору в бічній стінці фланця до отвору у нижній поверхні фланця; і принаймні один випускний вентиляційний канал, який утворює прохід від отвору в нижній поверхні заглушки до отвору у верхній поверхні корпуса; у якій принаймні один вентиляційний канал сформований так, що не існує прямої видимості з отвору у нижній поверхні 93675 10 заглушки до отвору у верхній поверхні корпуса кришки. Інші варіанти виконання винаходу стануть зрозумілими для фахівців у цій галузі після прочитання наступного детального опису креслень. Фігура 1 є видом перспективи вентильованої вертикальної транспортної тари (VVO) попереднього рівня техніки. Фігура 2 є видом перспективи контейнера для зберігання високоактивних відходів (HLW) згідно з варіантом виконання представленого винаходу. Фігура 3 є видом вирізу контейнера для зберігання високоактивних відходів (HLW) з Фіг. 2. Фігура 4 є видом вирізу кришки згідно з варіантом виконання представленого винаходу, знятої з контейнера для зберігання високоактивних відходів (HLW) з Фіг. 2. Фіг. 5 є видом перспективи знизу кришки з Фіг. 4. Фігура 6 є видом вирізу контейнера для зберігання високоактивних відходів (HLW) з Фіг. 2, встановленого для зберігання під землею високоактивних відходів (HLW). Фігура 7 є видом зверху контейнера для зберігання високоактивних відходів (HLW) з Фіг. 6. Фігура 8 є видом вирізу контейнера для зберігання високоактивних відходів (HLW) з Фіг. 6, який має каністру з високоактивними відходами (HLW), встановлену в нього для зберігання. Фігура 9 є видом перспективи незалежної установки для зберігання відпрацьованого палива (ISFSI), яка використовує масив контейнерів для зберігання високоактивних відходів (HLW) згідно з варіантом виконання представленого винаходу. Фіг. 2 ілюструє контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів ("HLW"), виконаний згідно з варіантом виконання представленого винаходу. Хоча контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) буде описуватися для зберігання каністри з відпрацьованим ядерним паливом, яка була приготована для зберігання в сухому стані, фахівцям у цій галузі буде зрозуміло, що системи та способи, описані тут, можуть використовуватися для зберігання багатьох видів високоактивних відходів (HLW). Контейнер 100 для зберігання (HLW) виконаний у вигляді вертикальної вентильованої системи для зберігання в сухому стані високоактивних відходів (HLW), таких як відпрацьоване паливо. Контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) повністю сумісний з 100 тонними та 125 тонними транспортувальним контейнерами для процедур транспортування високоактивних відходів (HLW), таких як операції по транспортуванню каністр з відпрацьованим паливом. Усі типи каністр для відпрацьованого палива, розроблені для зберігання у вільно стоячому стані під землею, і/або закріплені моделі транспортної тари можуть зберігатися в контейнері 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW). Придатні каністри включають багатоцільові каністри і теплопровідні контейнери, що герметично закриті і пристосовані для зберігання в сухому стані високоактивних відходів, таких як відпрацьоване ядерне паливо. Типово, такі каністри мають колошникову гратку у 11 вигляді медяного стільника/корзину, або іншу конструкцію, вмонтовану безпосередньо в неї, для приймання певної кількості стрижнів відпрацьованого палива окремо один від іншого. Приклад каністри, що придатна до застосування у представленому винаході, описується в американському патенті № 5,898,747, виданому Сінгу Крішні 27.04.1999, на який тут робиться посилання. Контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) може модифікуватися/проектуватися для сумісності з будь-яким розміром або типом транспортувального контейнера. Контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) може також розроблятися для приймання каністр з відпрацьованим паливом для зберігання в Незалежних Установках для Зберігання Відпрацьованого Палива ("ISFSI"). Незалежні Установки для Зберігання Відпрацьованого Палива (ISFSIs), які використовують контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW), можуть, в разі потреби, розроблятися для приймання будьякої кількості контейнерів 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW). В ISFSIs, які використовують певну кількість каністр 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW), кожен з яких функціонує цілком незалежно від будь-якого іншого контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) в ISFSI. Контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) має корпус 20 та кришку 30. Корпус 20 має плиту 50 настилу. Плита 50 настилу має певну кількість анкерних кріпильних засобів 51, встановлених в ній для кріплення контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) до основи, настилу або іншої фіксувальної конструкції/фундаменту. Кришка 30 лежить зверху і здатна зніматися/від'єднуватися від корпуса 20 (тобто, комбінація є несуцільною конструкцією). Як буде обговорено більш детально нижче, контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) може пристосовуватися для застосування як наземна або підземна система зберігання. Посилаючись тепер на Фіг. 3, бачимо, що корпус 20 має зовнішню оболонку 21 та внутрішню оболонку 22. Зовнішня оболонка 21 охоплює внутрішню оболонку 22, формуючи малий простір 23 між собою. Зовнішня оболонка 21 та внутрішня оболонка 22 головним чином циліндричні по формі і розташовані концентрично одна відносно іншої. В результаті цього, простір 23 є кільцевим простором. Хоча в зображеному варіанті виконання форма внутрішньої та зовнішньої оболонок 22, 21 є циліндричною, оболонки можуть мати будь-яку форму, включаючи без обмеження прямокутну, конічну форму, форму шестикутника або неправильну форму. У деяких варіантах виконання, внутрішні та зовнішні оболонки 22, 21 не будуть концентричними. Як буде обговорюватися нижче більш детально, простір 23, утворений між внутрішньою оболонкою 22 та зовнішньою оболонкою 21, діє як канал для холодного повітря. Точна ширина простору 23 для будь-якого контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) визначається від випадку до випадку на основі конструкції, беручи 93675 12 до уваги такі фактори, як теплове навантаження високоактивних відходів (HLW), які зберігаються, температура холодного навколишнього повітря і бажані динамічні характеристики потоку текучої субстанції. У деяких варіантах виконання, ширина простору 23 буде знаходитися в межах від 1 до 6 дюймів. Хоча ширина простору 23 може змінюватися по периметру, може бути бажаним розробити контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) так, що ширина простору 23 буде головним чином сталою для здійснення симетричного охолодження контейнера з високоактивними відходами (HLW) та рівномірного потоку повітря, що надходить. Внутрішня оболонка 22 та зовнішня оболонка 21 кріпляться на плиті 50 настилу. Плита 50 настилу є квадратною по формі, проте може мати будь-яку бажану форму. Певна кількість розпірок 27 кріпиться в просторі 23 на плиті 50 настилу. Розпірки 27 діють як направляючі під час переміщення внутрішньої та зовнішньої оболонок 22, 21 по плиті 50 настилу і забезпечують збереження цілісності простору 23 протягом терміну експлуатації контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW). Розпірки 27 можуть виготовлятися з низьковуглецевої сталі або іншого матеріалу і приварюватися до плити 50 настилу. Переважно, зовнішня оболонка 21 щільно прикріплена до плити 50 настилу в усіх точках контакту, таким чином герметично закриваючи контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) для запобігання потраплянню текучих субстанцій крізь ці з'єднання. У випадку зварюваних матеріалів, це герметичне з'єднання може включати зварювання або застосування прокладок. Найбільш переважно, зовнішня оболонка 21 повністю приварюється до плити 50 настилу. Кільцевий фланець 77 виконують на верхній частині зовнішньої оболонки 21 для підсилення зовнішньої оболонки 21 так, що вона не вигинається або по суті не деформується при навантаженні. Кільцевий фланець 77 може повністю приварюватися до верхньої частини зовнішньої оболонки 21. Зовнішня оболонка 21 закріплена на дні розпірками 27 та опорними блоками 52 з обмеженням руху в поперечному напрямі та при обертанні в горизонтальній площині. Внутрішня оболонка 22 переважно не приварюється або іншим чином довготривало не кріпиться до плити 50 настилу або зовнішньої оболонки 21 для надання можливості зручного виймання для списування і, в разі потреби, для технічного обслуговування. Нижній край внутрішньої оболонки 22 оснащується трубчастою направляючою (не зображена), що також забезпечує гнучкість в наданні можливості внутрішній оболонці 22 розширюватися в результаті контакту з повітрям, нагрітим каністрою, в порожнині 24 без створення надмірного спрямованого догори зусилля, діючого на кришку 30. Внутрішня оболонка 22, зовнішня оболонка 21, плита 50 настилу та кільцевий фланець 77 переважно виготовляються з металу, такого як низьковуглецева сталь, проте можуть виготовлятися з 13 інших матеріалів, таких як нержавіюча сталь, алюміній, алюмінієві сплави, пластмаси і подібне. Придатні низьковуглецеві сталі включають, без обмеження, ASTM A516, Gr. 70, А515, Gr. 70 або рівноцінні матеріали. Бажана товщина внутрішньої та зовнішньої оболонок 22, 21 диктується конструкцією і буде визначатися від випадку до випадку. Однак, в деяких варіантах виконання, внутрішня та зовнішня оболонки 22, 21 будуть мати товщину, що становить від 1/2 до 3 дюймів. Внутрішня оболонка 22 утворює порожнину 24, яка має по суті вертикальну центральну вісь. Розмір та форма порожнини 24 не обмежують представлений винахід. Однак, бажано, щоб внутрішня оболонка 22 підбиралась так, щоб порожнина 24 мала розмір та форму таку, що вона може вміщувати каністру з відпрацьованим ядерним паливом або іншими високоактивними відходами (HLW). Хоча й не обов'язково реалізовувати винахід на практиці, бажано, щоб розмір та форма горизонтального перерізу порожнини 24 головним чином відповідали розміру та формі горизонтального перерізу каністри, що повинна використовуватися з конкретним контейнером 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW). Більш точно, бажано, щоб розмір та форма порожнини 24 були такими, що при розміщенні каністри, яка містить високоактивні відходи (HLW) в порожнині 24 для зберігання (як зображено на Фіг. 8), між зовнішніми бічними стінками каністри та бічними стінками порожнини 24 існував малий зазор. Горизонтальний переріз порожнини 24 переважно відповідає не більш ніж одній каністрі з відпрацьованим паливом. Виконуючи порожнину 24 так, що формується малий зазор між бічними стінками каністри, що зберігається, та бічними стінками порожнини 24, обмежують степінь рухомості каністри в порожнині під час катастрофічної події, таким чином мінімізуючи її ушкодження та стінок порожнини і запобігаючи перекиданню каністри в порожнині. Цей малий зазор також полегшує протікання нагрітого повітря під час охолодження високоактивних відходів (HLW). Точний розмір зазору може контролюватися/регулюватися для одержання бажаних динамічних характеристик потоку текучої субстанції і параметрів теплопередачі для будь-якої взятої ситуації. В деяких варіантах виконання, наприклад, зазор може становити 1-3 дюйми. Малий зазор також зменшує вихід радіоактивного випромінювання. Внутрішня оболонка 22 також має рівномірно розташовані поздовжні ребра (не зображені) на такому рівні, щоб бути співвісною з верхньою частиною каністри з високоактивними відходами (HLW), яка зберігається в порожнині 24. Ці ребра надають засоби для спрямування каністри з відпрацьованими відходами (HLW), що зберігається в порожнині 24, так, що каністра належним чином лягає на опорні блоки 52. Ребра також служать для обмеження поперечного переміщення каністри під час землетрусу або іншої катастрофічної події на дробову частину дюйма Певна кількість отворів 25 виконується на внутрішній оболонці 22 на або біля її дна. Отвори 25 93675 14 надають канал між кільцевим простором 23 та дном порожнини 24. Отвори 25 надають канали, по яким текучі субстанції, такі як повітря, можуть протікати з кільцевого простору 23 в порожнину 24. Отвори 25 використовуються для полегшення впускання холодного навколишнього повітря в порожнину 24 для охолодження високоактивних відходів (HLW), що зберігаються та мають теплове навантаження. В зображеному варіанті виконання, виконуються шість отворів 25. Однак, може виконуватися будь-яка кількість отворів 25. Точна кількість буде визначатися від випадку до випадку і буде диктуватися такою умовою, як теплове навантаження високоактивних відходів (HLW), бажані динамічні характеристики потоку текучої субстанції, і тому подібне. Більше того, хоча отвори 25 зображені розташованими в бічній стінці внутрішньої оболонки 22, вони можуть виконуватися в плиті 50 настилу в певних модифікованих варіантах виконання контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW). В деяких варіантах виконання, отвори 25 будуть симетрично розташовані по периметру на дні внутрішньої оболонки 22 для надання можливості холодному повітрю проходити вниз в кільцевий простір 23 для симетричного потрапляння в порожнину 24. Іншими словами, отвір 25 розташований осесиметрично біля внутрішньої оболонки 22. Шар ізоляції 26 передбачається навколо зовнішньої поверхні внутрішньої оболонки 22 в кільцевому просторі 23. Ізоляція 26 надається для мінімізації нагрівання охолоджувального повітря, що надходить, в просторі 23 перед потраплянням в порожнину 24. Ізоляція 26 допомагає забезпечувати мінімальне попереднє нагрівання низхідного потоку холодного повітря в кільцевому просторі 23 нагрітим повітрям, яке піднімається навколо каністри, розташованої в порожнині 24. Ізоляція 26 переважно вибирається так, щоб бути водонепроникною та непроникною для випромінювання, і не руйнуватися при випадковому зволоженні. 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 (Cerablanket), і суміш оксиду алюмінію, діоксиду кремнію та хрому (Cerachrome Blanket). Бажана товщина шару ізоляції 26 визначається конструкцією і буде диктуватися такими умовами, як теплове навантаження високоактивних відходів (HLW), товщина оболонок та тип використовуваної ізоляції. У деяких варіантах виконання, ізоляція буде мати товщину в межах 1/2 - 6 дюймів. В деяких варіантах виконання, тільки частина висоти порожнини може охоплюватися ізоляцією 26. У таких варіантах виконання, бажано, щоб принаймні верхній повітряний простір був ізольований від кільцевого простору 23. На дні порожнини 24 встановлюють певну кількість опорних блоків 52 (утворених плитою 50 настилу). Опорні блоки 52 встановлюються на дно порожнини 24 так, що на них може встановлюватися каністра, яка містить високоактивні відходи (HLW), такі як відпрацьоване ядерне паливо. Опо 15 рні блоки 52 розташовані по периметру один відносно іншого і знаходяться між кожним з отворів 25 біля шести секторів внутрішньої оболонки 22, що контактує з плитою 50 настилу. При розміщенні каністри, яка містить високоактивні відходи (HLW), в порожнину 24 для зберігання, нижня поверхня каністри лягає на опорні блоки 52, формуючи простір для впускання повітря між нижньою поверхнею каністри для зберігання високоактивних відходів (HLW) та дном порожнини 24. Цей простір для впускання повітря забезпечує протікання текучої субстанції і належне охолодження каністри. Опорні блоки 52 можуть виготовлятися з низьковуглецевої сталі і переважно приварюються до настилу порожнини 24. У деяких варіантах виконання, верхні поверхні опорних блоків 52 будуть мати покривний шар з нержавіючої сталі, щоб каністра з високоактивними відходами (HLW) не лежала на поверхні вуглецевої сталі. Інші придатні матеріали конструкції для опорних блоків 52 включають, без обмеження, залізобетон, нержавіючу сталь, пластмаси та інші металеві сплави. Опорні блоки 52 також виконують функцію поглинання енергії/удару. У деяких варіантах виконання, опорні блоки 52 переважно мають структуру ґратки у вигляді медяного стільника, як та, що виготовляється компанією Hexcel Corp., з штату Каліфорнія, США. Кришка 30 лежить і утримується верхніми краями внутрішніх та зовнішніх оболонок 22, 21. Кришка 30 здатна зніматися з внутрішніх та зовнішніх оболонок 22, 21 і формує з ними немонолітну конструкцію. Кришка 30 закриває верх порожнини 24 і забезпечує необхідний захист від радіоактивного випромінювання так, що воно не може виходити з верхньої частини порожнини 24, коли каністра, завантажена високоактивними відходами (HLW), зберігається в ній. Кришка 30 спеціально розроблена для полегшення введення холодного повітря в простір 23 (для наступного введення в порожнину 24) і випускання нагрітого повітря з порожнини 24. В деяких варіантах виконання, винахід є сам по собі кришкою, незалежно від усіх інших аспектів контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW). Фіг. 4 та 5 зображають кришку 30 в деталях згідно з варіантом виконання представленого винаходу. В деяких варіантах виконання, кришка 30 буде стальною конструкцією, заповненою захисним бетоном. Конструкція кришки 30 переважно розробляється для отримання ряду потрібних робочих характеристик. Посилаючись спершу на Фіг. 4, бачимо вид перспективи кришки 30, знятої з корпуса 20 контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW). Для забезпечення потрібного захисту від радіації, кришка 30 виготовляється з низьковуглецевої сталі та бетону. Більш точно, в одному варіанті виконання кришки 30, виготовляють стальний каркас і заповнюють бетоном (або іншим матеріалом, що поглинає радіоактивне випромінювання). В інших варіантах виконання, кришка 30 може виготовлятися з широкого різновиду матеріалів, включаючи, без обмеження, метали, нержавіючу сталь, алюміній, алюмінієві сплави, пласт 93675 16 маси і подібне. В деяких варіантах виконання, кришка може виготовлятися з одного матеріалу, такого як бетон або, наприклад сталь. Кришка 30 має фланець 31 і заглушку 32. Заглушка 32 проходить донизу від фланця 31. Фланець 31 охоплює заглушку 32, виступаючи з неї в радіальному напрямі. В кришці 30 виконується певна кількість впускних отворів 33. Впускні отвори 33 розташовані по периметру кришки 30. Кожен впускний отвір 30 формує канал від отвору 34 в бічній стінці 35 до отвору 36 в нижній поверхні 37 фланця 31. В кришці 30 виконано певну кількість випускних отворів 38. Кожен випускний отвір 38 формує канал від отвору 39 в нижній поверхні 40 заглушки 32 до отвору 41 у верхній поверхні 42 кришки 30. Кришку 43 встановлюють на отвір 41 для перешкоджання потраплянню дощової води або іншого бруду і/або блокуванню випускних отворів 38. Кришка 43 кріпиться до кришки 30 за допомогою болтів 70 або будь-якими іншими придатними з'єднувальними засобами, включаючи, без обмеження, зварювання, затискання, щільну посадку, кріплення гвинтами, і подібне. Кришка 43 виконується для перешкоджання потраплянню дощової води та іншого бруду в отвір 41 з одночасним забезпеченням надходження нагрітого повітря в отвір 41 для виходу з нього. В одному варіанті виконання, це може досягатися виконанням певної кількості малих отворів (не зображені) в стінці 44 кришки 43 знизу під дашком верхньої частини 45 кришки. В інших варіантах виконання, це може досягатися негерметичним з'єднанням верхньої частини 45 кришки 43 із стінкою 44 і/або виконанням кришки 43 (або її частин) з матеріалу, що пропускає тільки гази. Отвір 41 знаходиться в центрі кришки 30. Виконуючи впускні отвори 33 та випускні отвори 38 в кришці 30, усувають бічний канал випускання радіоактивного випромінювання під час опускання або піднімання каністри з високоактивними відходами (HLW) в порожнину 24 під час операцій завантаження і розвантаження. Таким чином, усувається потреба в блокуванні захисту, яке необхідне в деякій вентильованій вертикальній транспортній тарі (VVOs) попереднього рівня техніки. Впускні отвори 33 та випускні отвори 38 переважно розташовані симетрично (тобто, осесиметрично по периметру кришки) так, що повітряне охолодження системи не здійснюється зміною горизонтального напряму повітряного потоку. Більше того, виконуючи отвори 34 впускних каналів 33 на периферії кришки 30, а отвір 40 для випускних каналів 38 - на верхній центральній вісі кришки, по суті усувають змішування струменя холодного повітря, що надходить, та струменя теплого повітря, що випускається. Для подальшого захисту від потрапляння дощової води або іншого бруду в отвір 41, верхня поверхня 42 кришки 30 є кривою і похилою від отвору 41 (тобто, вниз і назовні). Виконуючи отвір 41 в стороні від отворів 34, сприяють запобіганню засмоктуванню нагрітого повітря, яке виходить крізь випускні отвори 38, назад у впускні отвори 33. Верхня поверхня 42 кришки 30 (яка діє як дах) 17 звисає за бічну стінку 35 фланця 31, таким чином, допомагаючи запобіганню потраплянню дощової води та іншого бруду у впускні отвори 33. Дашок також допомагає запобіганню змішуванню струменів холодного та нагрітого повітря. Криволінійна форма підвищує допустиме навантаження кришки 30 в більшості випадків тим, що крива балка має значно більше допустиме бічне навантаження, а ніж її прямий аналог. Випускні отвори 38 спеціально викривлені так, що в них відсутня пряма видимість. Це перешкоджає існуванню прямої видимості між навколишнім повітрям та каністрою для зберігання високоактивних відходів (HLW), що встановлюється в контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW), таким чином усуваючи випускання радіоактивного випромінювання в навколишнє середовище. В інших варіантах виконання, випускні отвори можуть бути кутовими або достатньо повернутими так, що не існує прямої видимості. Впускні отвори 33 розташовані по суті горизонтально. Однак, форма і орієнтація впускних та випускних отворів 33, 38 можуть змінюватися. Впускні і випускні отвори 33, 38 утворені "сформованими та обтічними" головками (тобто, поверхнями обертання), що досягають трьох головних цілей проектування. По-перше, крива форма впускних та випускних отворів 33, 38 усуває будь-яку пряму видимість з порожнини 24 і служить ефективним засобом для розсіяння фотонів, які випромінюються з високоактивних відходів (HLW). Подруге, криві стальні пластини 78, що формують випускні канали 38, значно збільшують допустиме навантаження кришки 30 в більшості випадків завдяки тому, що крива балка має значно більше допустиме бічне навантаження, а ніж її прямий аналог. Ця ознака конструкції є суттєвою відмітною ознакою, якщо сценарій удару, який не враховано в конструкції, включає потребу оцінки можливості великої та потужної ракети для певної ділянки Незалежної Установки для Зберігання Відпрацьованого Палива (ISFSI). По-третє, криволінійна природа впускних отворів 33 забезпечує мінімальну втрату тиску в струмені охолоджувального повітря, призводячи до більш інтенсивної вентиляції. В деяких варіантах виконання, може бути бажаним надання сит, які покривають усі отвори у впускні та випускні канали 33, 38 для запобігання потраплянню в порожнину 24 або канали 33, 38 бруду, комах і малих тварин. Посилаючись тепер на Фіг. 5, бачимо, що кришка 30 додатково має першу ущільнювальну прокладку 46 та другу ущільнювальну прокладку 47 на нижній поверхні 37 фланця 31. Прокладки 46, 47 переважно виготовлені з матеріалу, який захищає від радіації. При встановленні кришки 30 зверху на корпусі 20 контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) (як зображено на Фіг. 3), перша ущільнювальна прокладка 46 стискається між нижньою поверхнею 37 фланця 31 кришки 30 та верхнім краєм внутрішньої оболонки 22, таким чином формуючи ущільнення. Подібним чином, при встановленні кришки 30 зверху на корпусі 20 контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW), друга ущільнювальна прокладка 93675 18 47 стикається між нижньою поверхнею 37 фланця 31 кришки 30 та верхнім краєм зовнішньої оболонки 21, таким чином формуючи друге ущільнення. Контейнерне кільце 48 встановлюється на нижню поверхню 35 фланця 31. При встановленні кришки 30 зверху на корпусі 20 контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW), як зображено на Фіг. 3, контейнерне кільце 48 проходить донизу від нижньої поверхні 35 і по периферії охоплює і з'єднується із зовнішньою поверхнею верхньої частини зовнішньої оболонки 22. Посилаючись знову на Фіг. 3, тепер буде описуватися взаємодія елементів кришки 30 та елементів корпуса 20. При належному встановленні кришки 30 зверху на корпусі 20 контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) (наприклад, під час зберігання каністри, завантаженої високоактивними відходами (HLW)), заглушка 32 кришки 30 опускається в порожнину 24, доки фланець 31 кришки 30 не ляже зверху на внутрішні оболонки 22 та кільцевий фланець 77. Фланець 31 усуває небезпеку падіння кришки 30 в порожнину 24. При встановленні кришки 30 зверху на корпусі 20, перша та друга ущільнювальні прокладки 46, 47 відповідно стискаються між фланцем 31 кришки 30 та верхніми краями внутрішньої та зовнішньої порожнин 22, 21, таким чином формуючи герметично закриті проміжні простори. Перша прокладка 46 забезпечує гарне ущільнення в проміжному просторі кришки/внутрішньої оболонки, запобігаючи змішуванню струменя холодного повітря, що надходить крізь кільцевий простір 23, із струменем теплого повітря, що виходить у верхній частині порожнини 24. Друга прокладка 47 забезпечує ущільнення в проміжному просторі кришки/зовнішньої оболонки, забезпечуючи захист від повені, що може підніматися над кільцевим фланцем 77. Контейнерне кільце 48 охоплює і по периферії з'єднується з кільцевим фланцем 77. Кільцевий фланець 77 обмежує горизонтальне переміщення кришки 30 навіть під час землетрусів. При такому з'єднанні, кришка 30 обмежує осьове переміщення вбік верхньої частини внутрішньої оболонки 22. Кришка 30 також забезпечує стійкість, форму і належну співвісність/орієнтацію внутрішньої та зовнішньої оболонок 22, 21. Входження заглушки 32 кришки 30 в порожнину 24 допомагає зменшувати загальну висоту контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW). Оскільки заглушка 32 виготовляється із сталі, заповненої захисним бетоном, то вона блокує вихід спрямованого в небо радіоактивного випромінювання, яке виходить з каністри з високоактивними відходами (HLW). Висота заглушки 32 є такою, що при випадковому падінні кришки 30 під час маніпуляції нею, вона не буде контактувати з верхньою частиною каністри з високоактивними відходами (HLW), яка зберігається в порожнині. Це також створює ділянку простору порожнини 24 для випускання повітря між каністрою та нижньою частиною кришки 30, як описано вище. При встановленні кришки 30 зверху на корпусі 20, впускні отвори 33 просторово сполучені з прос 19 тором 23, сформованим між внутрішньою та зовнішньою оболонкою 22, 21. Випускні отвори 38 просторово сполучені з порожниною 24. В результаті чого, холодне навколишнє повітря може потрапляти в контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) крізь впускні отвори 33, протікати в простір 23 та в нижню частину порожнини 24 крізь отвори 25. Коли каністра, яка містить високоактивні відходи (HLW), які мають теплове навантаження, утримується в порожнині 24, то це холодне повітря нагрівається каністрою з високоактивними відходами (HLW), піднімається в порожнині 24 і виходить з неї через випускні канали 38. Оскільки отвори 34 (найкраще видимі на Фіг. 4) впускних каналів 33 проходять по периферії кришки 30, то гідравлічний опір повітряному потоку, що надходить (загальне обмеження у вентильованих модулях), мінімізується. Обмеження по периметру отворів 34 впускних каналів 33 також призводить до того, що впускні канали 33 стають менш схильними до повного блокування згідно з найбільш поширеним екстремальним явищем, яке включає значні кількості бруду. Подібна мінімізація опору повітряному потоку закладається в конструкцію випускних отворів 38 для випускання повітря. Як зазначалось вище, контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) може пристосовуватися для зберігання високоактивних відходів (HLW) або над або під землею. У разі пристосування для наземного зберігання високоактивних відходів (HLW), контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) буде додатково мати конструкцію/тіло, яка поглинає випромінювання та охоплює корпус 20. Конструкція, яка поглинає випромінювання, буде виготовлятися з певного матеріалу і мати достатню товщину так, щоб випромінювання, яке виходить з каністри для зберігання високоактивних відходів (HLW), в достатній мірі поглиналося/утримувалося. В деяких варіантах виконання, конструкція, яка поглинає випромінювання, може бути бетонним монолітом. Більше того, в деяких варіантах виконання, зовнішня оболонка може формуватися внутрішньою стінкою самої конструкції, яка поглинає випромінювання. Посилаючись тепер на Фіг. 6 та 7, пристосування і використання контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) для підземного зберігання високоактивних відходів (HLW) в ISFSI або в іншому місці буде описуватися згідно з одним варіантом виконання представленого винаходу. Посилаючись на Фіг. 6, спершу копають яму в землі в бажаному місці в межах ISFSI та бажаної глибини. Після копання ями та належного вирівнювання дна, на дно ями поміщають основу 61. Основа 61 є залізобетонною плитою, виконаною для задоволення поєднання навантажень загальноприйнятих промислових стандартів, таких як АСІ-349. Однак, в деяких варіантах виконання, в залежності від навантаження, яке повинно витримуватися, і/або характеристик ґрунту, застосування плити може бути непотрібним. Основа 61 виконується для відповідності певним критеріям конструкції і для запобігання від агресивного впли 93675 20 ву матеріалів оточуючого ґрунту на довготривале осідання та фізичне руйнування. Після належного встановлення в ямі основи 61, контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) опускають вертикально в яму, доки він не ляже зверху на основу 61. Плита 50 настилу лежить на верхній поверхні основи 61. Плита 50 настилу потім кріпиться до основи 61 за допомогою анкерних кріпильних засобів 51 для перешкоджання можливому переміщенню контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) відносно основи 61. Яма переважно копається у такий спосіб, що при поміщенні в неї контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) принаймні більша частина внутрішньої та зовнішньої оболонок 22, 21 знаходиться під землею 62. Найбільш переважно, яму копають так, що тільки 1-4 фути внутрішньої та зовнішньої оболонок 22, 21 знаходиться над рівнем землі 62, коли контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) стоїть на основі 61 у вертикальному положенні. В деяких варіантах виконання, яма може копатися значно глибшою так, що верхні краї внутрішньої та зовнішньої оболонок 22, 21 знаходяться на рівні з поверхнею ґрунту 62. В зображеному варіанті виконання, приблизно 32 дюйми внутрішньої та зовнішньої оболонки 22, 21 виступають над поверхнею ґрунту 62. Відповідний захист, такий як вугільна епоксидна смола або подібне, може наноситися на відкриті поверхні зовнішньої оболонки 21 та плити 50 основи для забезпечення герметизації, для зниження втрати матеріалів та для захисту від вогню і потрапляння підземних текучих субстанцій. Придатна вугільна епоксидна смола виробляється компанією Carboline Company з Сент Луїсу, штат Міссурі під торгівельною назвою Bitumastic 300M. В деяких варіантах виконання, може бути також бажаним покрити усі поверхні внутрішньої оболонки 22 та зовнішньої оболонки 21 захисним матеріалом, навіть якщо ці поверхні безпосередньо не контактують з елементами. Після встановлення контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) у вертикальному положенні на основі 61, в яму засипають ґрунт 60 у зовнішню частину від контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW), таким чином заповнюючи яму ґрунтом 60 і вкриваючи основну частину суцільної конструкції 100 з високоактивними відходами (HLW). Хоча ґрунт 60 наведений як приклад для заповнення ями і оточення контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW), може використовуватися будь-яке придатне інженерне заповнення, що відповідає вимогам безпеки навколишнього середовища та захисту. Інші придатні інженерні заповнення включають, без обмеження, гравій, щебінь, бетон, пісок та подібне. Більше того, бажане інженерне заповнення може подаватися в яму будьякими придатними засобами, включаючи ручні засоби, скидальні засоби і подібне. Ґрунт 60 подають в яму, доки він не оточить контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) і не заповнить яму до рівня, на якому ґрунт 60 знаходиться приблизно на рівні поверхні 21 землі 62. Ґрунт 60 входить в прямий контакт із зовнішніми поверхнями контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW), що розташовані під землею. Конструкція, яка поглинає випромінювання, така як бетонна подушка 63, виконується навколо ділянки зовнішньої оболонки 21, що виступає над поверхнею ґрунту 62. Кільцевий фланець 77 зовнішньої оболонки 21 лежить на верхній поверхні бетонної подушки 63. Бетонну подушку 63 виконують з наданням їй властивостей необхідного захисту від радіації для ділянки контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW), що виступає із землі. Верхня поверхня подушки 63 також надає поверхню перекриття для гусеничної машини для перевезення контейнерів (або іншого пристрою для транспортування транспортувальних контейнерів) під час операцій перевезення високоактивних відходів (HLW). Ґрунт 60 забезпечує захист від радіації для ділянки контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW), що розташована під землею 62. Подушка 63 також діє як захисна оболонка від навантаження, індукованого просочуванням дощової води або повеневої води навколо підземної ділянки контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW). Вид зверху бетонної подушки 63 зображено на Фіг. 7. Хоча подушка 63 переважно виготовляється із залізобетону, вона може виготовлятися з будьякого матеріалу, придатного до належного поглинання/утримування випромінювання, яке випускається високоактивними відходами (HLW), що зберігаються в порожнині 24. Посилаючись знову на Фіг. 6, у випадку, коли контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) пристосований для підземного зберігання високоактивних відходів (HLW), а кришка 30 знята, то він є закритою знизу, відкритою зверху, товстостінною циліндричною посудиною, що не має підземних проходів або отворів. Таким чином, ґрунтова вода немає шляху потрапляння в порожнину 24. Подібним чином, будь-яка вода, що може вводитися в порожнину 24 крізь впускні і випускні отвори 33, 38 в кришці 30, не буде дренуватися. Після встановлення бетонної подушки 63 на місце, кришку 30 встановлюють зверху на внутрішній і зовнішній оболонках 22, 21, як описано вище. Через те, що кришка 30, яка має отвори впускних та випускних каналів 33, 38, знаходиться над землею, гаряча каністра з високоактивними відходами (HLW) може зберігатися в порожнині 24 під землею з адекватною вентиляцією для відведення теплоти. Посилаючись тепер на Фіг. 8, буде обговорюватися спосіб зберігання каністри 90, завантаженої гарячими високоактивними відходами (HLW), в підземному контейнері 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW). При вийманні з басейну для відпрацьованого палива, каністру 90 обробляють для зберігання в сухому стані, при цьому обробка включає сушіння внутрішнього об'єму каністри 90 до бажаного рівня сухоти, повторне заповнення каністри 90 інертним газом і після цього герметичне закривання неї. Потім герметично закриту каністру 90 транспортують в транспорту 93675 22 вальному контейнері. Транспортувальний контейнер перевозиться гусеничною машиною для перевезення контейнерів до бажаного контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) для зберігання. Хоча приводиться приклад гусеничної машини для транспортування транспортувальних каністр, можуть використовуватися будь-які придатні засоби транспортування транспортувального контейнера. Наприклад, може використовуватися будь-який придатний тип завантажувального пристрою, такого як, без обмеження, козловий кран, мостовий кран або інший крановий пристрій. При приготуванні бажаного контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) для вміщення каністри 90, кришку 30 знімають так, що порожнина 24 відкрита. Гусенична машина поміщає транспортувальний контейнер зверху на підземний контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW). Після належного кріплення транспортувального контейнера до верхньої частини підземного контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW), виймається нижня плита транспортувального контейнера. В разі потреби, може використовуватися придатний зчленовувальний пристрій для міцного кріплення транспортувального контейнера до контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) та для видалення нижньої плити транспортувального контейнера в непомітне місце. Такі зчленовувальні пристрої добре відомі в рівні техніки і часто використовуються в процедурах по перевезенню каністр. Потім каністру 90 опускають гусеничною машиною для перевезення каністр з транспортувального контейнера в порожнину 24, доки нижня поверхня каністри 90 не ляже на опорні блоки 52, як описано вище. Стоячи на опорних блоках 52, основна частина каністри знаходиться під землею. Найбільш переважно, уся каністра 90 знаходиться під землею у її положенні зберігання. Таким чином, контейнер 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) забезпечує зберігання каністри 90 цілком під землею у вертикальному положенні всередині порожнини 24. В деяких варіантах виконання, верхня поверхня подушки 63 може вважатися рівнем ґрунту в залежності від її розміру, властивостей захисту від радіації та взаємодії з іншими зберігальними модулями в ISFSI. Після розміщення каністри 90 в порожнині 24, кришку 30 встановлюють зверху на корпусі 20 контейнера 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW), як описано вище з посиланням на Фіг. 3, таким чином по суті закриваючи порожнину 24. Під каністрою 90 існує простір для впускання повітря з одночасним існуванням простору для випускання повітря під нею. Простір для випускання повітря функціонує для підсилення ефекту "витяжної труби" нагрітого повітря зовні контейнера для зберігання високоактивних відходів (HLW). Потім кришка 31 кріпиться на місці болтами, що входять в бетонну подушку 63. В результаті теплоти, яка виділяється з каністри 90, холодне повітря з навколишнього середовища засмоктується у впускні отвори 33, проходить крізь простір 23 в нижню частину порожнину 24 крізь отвори 25. 23 Потім це холодне повітря нагрівається теплом від каністри 90, піднімається в порожнині 24 крізь зазор між каністрою 90 та внутрішньою оболонкою 22, а потім виходить з порожнини 24 як нагріте повітря крізь випускні отвори 38 в кришці 30. Підземна система зберігання представленого винаходу є виключно пасивною охолоджувальною системою, без будь-якого обладнання, що змушує текти текучу субстанцію, такою як охолоджувальні системи із замкненим контуром, нагнітальними вентиляторами, і подібним. Велика кількість зберігальних контейнерів 100 може використовуватися на тому ж самому місці в 93675 24 ISFSI і розташовуватися в масивах, як зображено на Фіг. 9. Хоча контейнери 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW) розташовані близько, конструкція дозволяє незалежний доступ та виймання каністри, яка зберігається в кожному контейнері 100 для зберігання високоактивних відходів (HLW). Хоча винахід описаний та проілюстрований досить детально, фахівець у цій галузі може легко виконати та використати його, при цьому різні альтернативи, модифікації та вдосконалення повинні стати легко видимими без виходу за рамки винаходу. 25 93675 26 27 Комп’ютерна верстка В. Мацело 93675 Підписне 28 Тираж 23 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

System and method for storing high level waste

Автори англійською

Krishna Singh P.

Назва патенту російською

Система и способ сохранения высокоактивных отходов

Автори російською

Кришна Синг П.

МПК / Мітки

МПК: G21F 5/00, G21C 19/00

Мітки: високоактивних, відходів, система, зберігання, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/14-93675-sistema-ta-sposib-zberigannya-visokoaktivnikh-vidkhodiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Система та спосіб зберігання високоактивних відходів</a>

Подібні патенти