Каністра і контейнер для транспортування, зберігання та/або утримання відходів ядерного палива
Формула / Реферат
1. Багатоцільова каністра для зберігання та/або транспортування радіоактивних матеріалів, що включає:
першу камеру високого тиску, що містить першу оболонку, яка формує першу порожнину для приймання радіоактивних матеріалів, першу пластинку, з'єднану з першою оболонкою таким чином, щоб охоплювати перший кінець першої порожнини, та першу кришку, з'єднану з першою оболонкою таким чином, щоб охоплювати другий кінець першої порожнини;
другу камеру високого тиску, що охоплює другу оболонку, яка формує другу порожнину, другу пластинку, з'єднану з другою оболонкою таким чином, щоб охоплювати перший кінець другої порожнини, та другу кришку, з'єднану з другою оболонкою таким чином, щоб охоплювати другий кінець другої порожнини; і
де перша камера високого тиску розміщена в межах другої порожнини та фіксовано з'єднана з другою камерою високого тиску таким чином, що внутрішня поверхня другої оболонки знаходиться в переважно конформному поверхневому контакті із переважною цілісною частиною зовнішньої поверхні першої оболонки.
2. Багатоцільова каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить паливний контейнер, розміщений в межах першої порожнини для обслуговування множини відпрацьованих стержневих ТВЕЛ.
3. Багатоцільова каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що перша оболонка і друга оболонка виконані з металу.
4. Багатоцільова каністра за п. 3, яка відрізняється тим, що перша камера високого тиску фіксовано з'єднана з другою камерою високого тиску за допомогою вибухового з'єднання, способом футерування, способом роликового з'єднання, способом механічної компресії або їх комбінацією.
5. Багатоцільова каністра за п. 3, яка відрізняється тим, що першу оболонку виконано з металу, що має перший коефіцієнт теплового розширення, а другу оболонку виконано з металу, що має другий коефіцієнт теплового розширення, де перший коефіцієнт теплового розширення дорівнює або більший за другий коефіцієнт теплового розширення.
6. Багатоцільова каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить:
внутрішню поверхню другої пластинки, що знаходиться в переважно конформному поверхневому контакті із зовнішньою поверхнею першої пластинки;
та
внутрішню поверхню другої кришки, що знаходиться в переважно конформному поверхневому контакті із зовнішньою поверхнею першої кришки.
7. Багатоцільова каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить:
першу оболонку, першу пластинку, першу кришку, другу оболонку, другу пластинку і другу кришку, виконані з металу; і
всі з'єднання між першою оболонкою, першою пластинкою і першою кришкою здійснені зварюванням по всій товщині; і
всі з'єднання між другою оболонкою, другою пластинкою і другою кришкою здійснені зварюванням по всій товщині.
8. Багатоцільова каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить:
першу камеру високого тиску, що має зовнішню поверхню, і другу камеру високого тиску, що має внутрішню поверхню; та
де вся зовнішня поверхня першої камери високого тиску знаходиться в переважно конформному поверхневому контакті з внутрішньою поверхнею другої камери високого тиску.
9. Багатоцільова каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить:
першу оболонку, що має перший край, другий край і першу осьову довжину;
другу оболонку, що має перший край, другий край і другу осьову довжину, що перевищує першу осьову довжину; і
першу камеру високого тиску, розміщену в межах другої порожнини таким чином, що перші і другі краї другої оболонки виходять за межі першого і другого країв першої оболонки відповідно.
10. Багатоцільова каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить:
множину видовжених трубок, розміщених в межах першої порожнини; і кожна з видовжених трубок містить трубчастий корпус, що формує простір для приймання радіоактивних матеріалів, та вентильований ковпачок, що має щонайменше один отвір, який формує прохід із першої порожнини до простору.
11. Багатоцільова каністра за п. 10, яка відрізняється тим, що додатково містить множину стержнів з поглиначем нейтронів, розміщених в межах першої порожнини між видовженими трубками.
12. Багатоцільова каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що перша і друга оболонки є циліндричними і виконані з металу.
13. Багатоцільова каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що перша порожнина містить атмосферу інертного газу.
14. Багатоцільова каністра для зберігання та/або транспортування радіоактивних матеріалів, що містить:
багатоцільову каністру, що має корпус, який включає першу металеву камеру високого тиску і другу металеву камеру високого тиску
де перша металева камера високого тиску має зовнішню поверхню і формує порожнину для приймання радіоактивних матеріалів;
друга металева камера високого тиску має внутрішню поверхню; та
перша металева камера високого тиску розміщена в межах та фіксовано з'єднана із другою металевою камерою високого тиску таким чином, що вся зовнішня поверхня першої металевої камери високого тиску знаходиться в переважно конформному поверхневому контакті з внутрішньою поверхнею другої металевої камери високого тиску; та
де перша металева камера високого тиску формується першим набором структурних компонентів та друга металева камера високого тиску формується другим набором структурних компонентів, причому структурні компоненти першого та другого набору є взаємовиключними.
15. Багатоцільова каністра для зберігання та/або транспортування радіоактивних матеріалів, що містить:
перший конструктивний вузол, що формує порожнину для приймання радіоактивних матеріалів, де перший конструктивний вузол формує перший газонепроникний бар'єр, що оточує порожнину;
другий конструктивний вузол, що оточує перший конструктивний вузол, де другий конструктивний вузол формує другий газонепроникний бар'єр, що оточує порожнину; та
де перший конструктивний вузол і другий конструктивний вузол знаходяться в переважно конформному поверхневому контакті та фіксовано з'єднані один з одним; та
де перший конструктивний вузол формується першим набором структурних компонентів та другий структурний вузол формується другим набором конструктивних компонентів, причому структурні компоненти першого та другого набору є взаємовиключними.
16. Контейнер для підтримання множини відпрацьованих стержневих ТВЕЛ в межах захисної конструкції, що містить:
множину дископодібних решіток, де кожна дископодібна решітка має множину комірок, сформованих решітками променів; і
засоби для підтримання дископодібних решіток, роздільно розташованих одна по відношенню одної таким чином, що комірки дископодібних решіток вирівняні.
17. Контейнер за п. 16, який відрізняється тим, що множина комірок кожної дископодібної решітки містить паливні комірки і комірки стержнів з поглиначем нейтронів, де паливні комірки більші за комірки стержнів з поглиначем нейтронів.
18. Контейнер за п. 17, який відрізняється тим, що додатково містить множину стержнів з поглиначем нейтронів, що виходять за межі комірок стержнів з поглиначем нейтронів дископодібних решіток.
19. Контейнер за п. 16, який відрізняється тим, що додатково містить:
дископодібні решітки, що містять кільцеподібну конструкцію, що містить решітку променів;
решітки променів, що містять першу групу паралельних променів, другу групу паралельних променів і третю групу паралельних променів; та
де перша, друга і третя групи паралельних променів розташовані в кільцеподібних конструкціях таким чином, щоб перетинатися і формувати множину комірок.
20. Контейнер за п. 16, який відрізняється тим, що додатково містить:
дископодібні решітки, що містять кільцеподібну конструкцію, що містить решітки променів; і
решітки променів, що містять першу групу паралельних променів, другу групу паралельних променів і третю групу паралельних променів; та
де решітки променів, що містять першу, другу і третю групи паралельних променів розташовані в кільцеподібних конструкціях таким чином, щоб перетинатися і формувати множину шестикутних комірок і множину трикутних комірок.
21. Контейнер за п. 20, який відрізняється тим, що додатково містить:
множину стержнів з поглиначем нейтронів, що простягаються через трикутні комірки; і
множину паливних трубок, що простягаються через шестикутні комірки.
22. Контейнер за п. 16, який відрізняється тим, що засіб для утримання дископодібних решіток в роздільному розташуванні містить множину стягувань, які мають трубчасті розділювачі.
23. Контейнер за п. 16, який відрізняється тим, що промені є прямокутними смугами металу, що мають виїмки, де виїмки розташовані на прямокутних смугах таким чином, що, коли смуги розташовані в бажаних ґратах, виїмки смуг вирівняні та смуги, ковзаючи, зчіпляються одна з одною.
24. Контейнер для обслуговування множини відпрацьованих стержневих ТВЕЛ в межах захисної конструкції, що містить:
дископодібні решітки, що мають кільцеподібну конструкцію, яка містить решітки променів;
решітки променів, що містять першу групу паралельних променів, другу групу паралельних променів і третю групу паралельних променів; і
де перша, друга і третя групи паралельних променів розташовані в кільцеподібних конструкціях, щоб перетинатися і формувати множину комірок.
25. Контейнер за п. 24, який відрізняється тим, що перша, друга і третя серія паралельних променів розташовані в кільцеподібних конструкціях таким чином, щоб перетинатися і формувати перший набір комірок, що мають першу форму, і другий набір комірок, що мають другу форму.
26. Контейнер за п. 25, який відрізняється тим, що перший набір комірок має шестикутну формута другий набір комірок має трикутну форму.
27. Контейнер за п. 24, який відрізняється тим, що перша, друга і третя групи паралельних променів розташовані в кільцеподібних конструкціях таким чином, що: (і) перша і друга групи паралельних променів перетинаються одна з одною; (іі) перша і третя групи паралельних променів перетинаються одна з одною; і (ііі) третя і друга групи паралельних променів перетинаються одна з одною.
28. Контейнер за п. 24, який відрізняється тим, що додатково містить:
множину дископодібних решіток, розташованих пошарово та в роздільній орієнтації;
розділювачі, розміщені між дископодібними решітками, де розділювачі підтримують розділення між дископодібними конструкціями.
29. Контейнер для обслуговування множини відпрацьованих стержнів ТВЕЛ в межах захисної конструкції, що містить:
дископодібні решітки, що мають кільцеподібну конструкцію, яка містить решітки променів; і
решітки променів, що формують перший набір комірок, які мають першу форму, і другий набір комірок, що мають другу форму.
30. Контейнер за п. 29, який відрізняється тим, що перший набір комірок має шестикутну форму, а другий набір комірок має трикутну форму.
31. Пристрій для зберігання та/або транспортування радіоактивних матеріалів, що містить:
багатоцільову каністру, яка має корпус із подвійними стінками, що включає:
внутрішню стінку, що містить першу оболонку, що формує порожнину для приймання радіоактивних матеріалів, першу пластинку, з'єднану з першою оболонкою, щоб формувати дно порожнини, першу кришку, що містить порожнину, де перша оболонка, перша пластинка і перша кришка формують перший радіологічний бар'єр навколо порожнини;
зовнішню стінку, що містить другу оболонку, що оточує першу оболонку таким чином, що внутрішня поверхня другої оболонки фіксовано з'єднана і знаходиться в переважно конформному поверхневому контакті із переважною цілісною частиною зовнішньої поверхні першої оболонки, другу пластинку, сполучену з другою оболонкою, другу кришку, де друга оболонка, друга пластинка і друга кришка формують другий радіологічний бар'єр, який оточує перший радіологічний бар'єр; та
контейнер для підтримання радіоактивних матеріалів, де контейнер розташований в межах порожнини.
32. Пристрій за п. 31, який відрізняється тим, що переважно конформний поверхневий контакт отримують за допомогою футерувального способу, способу зв'язування або їх комбінацією.
33. Пристрій за п. 31, який відрізняється тим, що першу оболонку виконують з матеріалу, що має перший коефіцієнт теплового розширення, а другу оболонку виконують з матеріалу, що має другий коефіцієнт теплового розширення, де перший коефіцієнт теплового розширення дорівнює або більший ніж другий коефіцієнт теплового розширення.
34. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що першу оболонку та/або другу оболонку конструюють з металу або металевого сплаву.
35. Пристрій за п. 31, який відрізняється тим, що перша оболонка має перший верхній край, перший нижній край і першу осьову довжину; а друга оболонка має другий верхній край, другий нижній край і другу осьову довжину, яка є більшою за першу осьову довжину таким чином, що другий верхній край і другий нижній край другої оболонки виходять за межі першого верхнього краю і першого нижнього краю першої оболонки відповідно.
36. Пристрій за п. 35, який відрізняється тим, що перший нижній край першої оболонки з'єднаний з верхньою поверхнею першої пластинки, де зовнішня поверхня першої оболонки знаходиться переважно на одному рівні із зовнішнім бічним краєм першої пластинки.
37. Пристрій за п. 36, який відрізняється тим, що внутрішня поверхня другої оболонки з'єднана як із зовнішнім бічним краєм першої пластинки, так і з зовнішнім бічним краєм другої пластинки, та де другий нижній край другої оболонки знаходиться переважно на одному рівні з нижньою поверхнею другої пластинки.
38. Пристрій за п. 37, який відрізняється тим, що внутрішня поверхня другої оболонки з'єднана із зовнішнім бічним краєм другої кришки, де другий верхній край другої оболонки знаходиться переважно на одному рівні з верхньою поверхнею другої кришки.
39. Пристрій за п. 38, який відрізняється тим, що внутрішня поверхня першої оболонки з'єднана із зовнішнім бічним краєм першої кришки, де верхня поверхня першої кришки знаходиться переважно на одному рівні з першим верхнім краєм першої оболонки.
40. Пристрій за п. 39, який відрізняється тим, що додатково містить множину тримачів для підтримання першої кришки, тримачі розміщені у порожнині і сполучені з внутрішньою поверхнею першої оболонки.
41. Пристрій за п. 39, який відрізняється тим, що друга кришка спирається на перший верхній край першої оболонки; а зовнішній бічний край другої кришки з'єднаний з внутрішньою поверхнею другої оболонки.
42. Пристрій за п. 31, який відрізняється тим, що верхня поверхня другої пластинки знаходиться в переважно конформному поверхневому контакті з нижньою поверхнею першої пластинки.
43. Каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що друга камера високого тиску є єдиною структурою, яка продовжується від другої пластинки до другої кришки.
44. Пристрій за п. 31, який відрізняється тим, що зовнішня стінка є єдиною структурою, яка продовжується від другої пластинки до другої кришки.
Текст
Реферат: Каністра, контейнер та їх поєднання для транспортування та/або зберігання високоактивних відходів, наприклад відпрацьованого ядерного палива. Каністра містить порожнину для приймання відпрацьованого ядерного палива, що містить два незалежні газонепроникні бар'єри. Конструкції, які формують два незалежні газонепроникні бар'єри, знаходяться в переважно постійному поверхневому контакті одна з одною, таким чином, полегшуючи достатнє видалення тепла з порожнини. В іншому втіленні винахід являє собою контейнер, що має множину дископодібних решіток, розташованих пошарове і роздільно таким чином, що комірки дископодібних решіток вирівняні. Ще в одному втіленні винахід може являти собою контейнер, що має дископодібні решітки, які містять кільцеподібну конструкцію, що містить решітки променів, розташовані спеціальним чином, щоб досягти унікальної конфігурації комірок. UA 104989 C2 (12) UA 104989 C2 UA 104989 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Перехресне посилання на споріднені заявки [0001] Даний винахід претендує на пріоритет попередньої патентної заявки США № 60/842.868, поданої 06 вересня, 2006 р., що цілком включена до цієї заявки шляхом посилання. Галузь винаходу [0002] Даний винахід стосується загалом галузі зберігання та/або транспортування високоактивних відходів, як, наприклад, відходи стержневих ТВЕЛ, і особливо пристрою і способів зберігання та/або транспортування відпрацьованих ядерних стрижнів (ТВЕЛ) в сухому і герметичному стані. Рівень техніки [0003] При експлуатації ядерних реакторів порожнисті циркалоєві трубки заповнюють збагаченим ураном, відомим як паливний збір, згорають усередині активної зони ядерного реактора. Необхідно видалити ці паливні збори з реактора після того, як їх енергія буде вичерпана до попередньо встановленого рівня. Після вичерпання і подальшого видалення з реактора це відпрацьоване ядерне паливо ("SNF") все ще надзвичайно радіоактивне і виробляє значну кількість тепла, що вимагає особливої обережності дбайливості при його подальшій упаковці, перевезенні і збереженні. Зокрема, SNF випромінює надзвичайно небезпечні нейтрони і гамма фотони. Ці нейтрони і гамма фотони обов'язково мають бути локалізовані завжди після видалення з активної зони реактору. [0004] При розвантаженні ядерного реактора SNF видаляють з реактору і розміщують під водою, у загальновідомому резервуарі для зберігання відпрацьованого ядерного палива у басейні-сховищі. Накопичувана вода полегшує охолоджування SNF і забезпечує належне радіаційне екранування. SNF зберігають в накопичувачі протягом періоду часу, за який тепло та випромінювання зменшуються до настільки низького рівня, що SNF може бути безпечно перевезене. Проте з міркувань безпеки, площі та економічних проблем, використання одного лише накопичувача не є задовільним, коли SNF потрібно зберігати протягом будь-якого значного періоду часу. Тому, коли потрібне тривале зберігання SNF, стандартною практикою в ядерній промисловості є зберігання SNF в сухому стані після періоду зберігання у резервуарі для зберігання відпрацьованого ядерного палива. Сухе зберігання SNF зазвичай включає зберігання SNF в сухій інертній атмосфері газу, що знаходиться у корпусі, який забезпечує адекватне радіаційне екранування. [0005] У системах, які застосовують, щоб зберігати SNF протягом довгих періодів часу в сухому стані, зазвичай використовують герметично закриті і транспортабельні каністри або подібні конструкції, які служать резервуарами для передачі і зберігання SNF. Одна така каністра, відома як багатоцільова каністра ("МРС"), описана в Патенті США 5,898,747, виданому Krishna Р. Sіngh, 27 квітня 1999р., що повністю включений до цієї заявки шляхом посилання. Зазвичай SNF завантажують у відкриту каністру, яку занурюють у воду в паливному накопичувачі. Після завантаження SNF каністру видаляють з накопичувача, розміщують на ділянці підготовки, зневоднюють, висушують, герметично закривають і транспортують в складську споруду. Приклад способу висушування каністри може бути знайдений у Патенті США 7,096,600, виданому Krishna Р. Sіngh 29 серпня 2006 р., що повністю включений до цієї заявки шляхом посилання. Оскільки типова каністра сама по собі не забезпечує необхідні радіаційні екрануючі властивості, каністри часто поміщають у великі корпуси для зберігання, відомі як захисні контейнери/герметичні контейнери для аварійних боєприпасів, протягом всіх стадій перевезення та/або зберігання. Приклад операції передачі і зберігання каністри може бути знайдений в Патенті США 6,625,246, виданому Krishna Р. Sіngh, 23 вересня 2003 р., що повністю включений до цієї заявки шляхом посилання. [0006] Каністра для сухого зберігання ("DSC") забезпечує бар'єр герметизації для зберігання SNF. Тому структурна цілісність і герметичність DSC надзвичайно важливі. Сучасні DSC продають в Сполучених Штатах Transnuclear, Іnc. of Сolumbia, Мaryland під торгівельною назвою NUHOMS. NUHOMS DSC є одностінним резервуаром з двома верхніми кришками, включаючи внутрішню верхню кришку і зовнішня верхню кришку. Кришки для закривання приварюють до корпусу каністри після того, як SNF був завантажений в каністру. У Сполучених Штатах, практику використання двох кришок для закриття, щоб створити подвійний бар'єр обмеження тільки в полі розташування зварного закриття мотивують тим фактом, що монтажне зварювання загалом є менш глибоким, ніж виконане у фабричних умовах. [0007] Проте, в інших країнах, створення подвійного бар'єру обмеження тільки при закритті монтажним зварюванням, не відповідає регуляторним вимогам щодо ядерного палива. Наприклад, Українські регуляторні норми вимагають подвійного бар'єру обмеження навколо усього SNF. Щоб відповідати цій вимозі подвійного обмеження, NUHOMS DSC містить герметично закриту паливну трубку, в якій розміщені паливні елементи SNF у формі пучків 1 UA 104989 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ТВЕЛ (половина паливного вузла). Ці паливні трубки поміщають в межах основної порожнини NUHOMS DSC. Проте корпус NUHOMS DSC зберігається у вигляді одностінного циліндричного резервуару. Така паливна трубка NUHOMS DSC відповідає основному Українському нормативному положенню, де вимагається подвійного обмеження навколо усього SNF. Проте, як буде обговорено більш детально нижче, виявлено, що цей проект має ряд значних недоліків і дефектів інженерного проектування. Опис винаходу [0008] Об'єктом даного винаходу є забезпечення пристрою для транспортування, зберігання та/або обслуговування високоактивних відходів. [0009] Іншим об'єктом даного винаходу є забезпечення пристрою для транспортування зберігання та/або обслуговування відпрацьованого ядерного палива. [0010] Додатковим об'єктом даного винаходу є забезпечення пристрою для зберігання відпрацьованого ядерного палива, що убезпечить від можливості радіологічного витоку у навколишнє середовище. [0011] Ще одним додатковим об'єктом даного винаходу є забезпечення пристрою для зберігання, перевезення та/або обслуговування відпрацьованого ядерного палива в сухому стані. [0012] Іншим об'єктом даного винаходу є створення системи зберігання відпрацьованого ядерного палива з двома незалежними протиаварійними бар'єрами навколо всього відпрацьованого ядерного палива, що зберігається у цій системі, та містить радіоактивну речовину, як наприклад, гази та/або частки. [0013] Додатковим об'єктом даного винаходу є забезпечення пристрою для зберігання відпрацьованого ядерного палива з двома незалежними радіологічними протиаварійними бар'єрами, які полегшують тепловиділення через конформний контакт між ними. [0014] Ще одним додатковим об'єктом даного винаходу є забезпечення каністри для зберігання відпрацьованого ядерного палива, що має два незалежні радіологічні протиаварійні бар'єри, що оточують порожнину. [0015] Іншим об'єктом даного винаходу є забезпечення вдосконаленого паливного контейнера для обслуговування відпрацьованого ядерного палива. [0016] Ще одним додатковим об'єктом даного винаходу є забезпечення паливної трубки з вентиляцією для зберігання високоактивних відходів. [0017] Ще одним додатковим об'єктом даного винаходу є забезпечення паливного контейнера, у якому можна ефективно розмістити обидва стержні, що поглинають нейтрони, та відпрацьоване ядерне паливо. [0018] Ці та інші об'єкти описані у даному винаході, де одне втілення може бути каністрою для зберігання та/або транспортування відпрацьованих стержневих ТВЕЛ, що містить: першу оболонку, що формує порожнину для приймання відпрацьованих ТВЕЛ; першу пластинку, сполучену з першою оболонкою для формування поверхні порожнини; першу пластинку, що закриває порожнину; перша оболонка, перша пластинка і перша кришка формують перший герметичний протиаварійний бар'єр навколо порожнини; контейнер кріплення багатьох відпрацьованих ТВЕЛ, розташованих в межах порожнини; друга оболонка оточує першу оболонку таким чином, що внутрішня поверхня другої оболонки контактує з усією зовнішньою поверхнею першої оболонки; другу пластинку, сполучену з другою оболонкою; другу кришку; і другу оболонку, другу пластинку і другу кришку, що формують другий герметичний протиаварійний бар'єр, що оточує перший радіаційний протиаварійний бар'єр. [0019] У іншому втіленні об'єктом винаходу може бути пристрій, що є каністрою для зберігання та/або транспортування відпрацьованих стержневих ТВЕЛ, яка містить: перший герметичний корпус, що містить першу оболонку, яка формує першу порожнину для приймання відпрацьованих стержневих ТВЕЛ, першу пластинку, з'єднану з першою оболонкою, щоб охоплювати перший кінець першої порожнини, і першу кришку, з'єднану з першою оболонкою, щоб охоплювати другий кінець першої порожнини; другий герметичний корпус, що містить другу оболонку, яка формує другу порожнину, друга пластинка з'єднана з другою оболонкою, щоб охоплювати перший кінець другої порожнини, і друга кришка з'єднана з другою оболонкою, щоб охоплювати другий кінець другої порожнини; і перший герметичний корпус розміщений в межах другої порожнини таким чином, що внутрішня поверхня другої оболонки знаходиться в повному зовнішньому контакті із зовнішньою поверхнею першої оболонки. [0020] Ще в одному втіленні винахід може являти собою каністру для зберігання та/або транспортування відпрацьованих стержневих ТВЕЛ, що включає: перший металевий герметичний корпус, що має зовнішню поверхню і формує порожнину для приймання відпрацьованих стержневих ТВЕЛ; другий металевий герметичний корпус, що має внутрішню 2 UA 104989 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 поверхню; і перший металевий герметичний корпус розміщений в межах другого герметичного корпусу таким чином, що вся повна зовнішня поверхня першого металевого герметичного корпусу знаходиться в повному зовнішньому контакті з внутрішньою поверхнею другого металевого герметичного корпусу. [0021] Ще в одному аспекті, винахід може являти собою пристрій каністри для зберігання та/або транспортування відпрацьованих стержневих ТВЕЛ, що містить: перший конструктивний вузол, що формує порожнину для приймання відпрацьованих стержневих ТВЕЛ, де перший конструктивний вузол формує перший газонепроникний протиаварійний бар'єр, що оточує порожнину; другий конструктивний вузол, що оточує перший конструктивний вузол, де другий конструктивний вузол формує другий газонепроникний протиаварійний бар'єр, що оточує порожнину; де перший конструктивний вузол і другий конструктивний вузол знаходяться в повному зовнішньому контакті один з одним. [0022] Ще в одному втіленні винахід може являти собою контейнер для підтримки певної кількості відпрацьованих стержневих ТВЕЛ в межах протиаварійної конструкції, що містить: певну кількість дископодібних решіток, де кожна дископодібна решітка має багато комірок, сформованих як колосниковою решіткою для променів; і засоби для підтримання дископодібних решіток, розділених одна від одної таким чином, що комірки дископодібних решіток вирівняні. [0023] У додатковому втіленні винахід може являти собою контейнер для підтримання певної кількості відпрацьованих стержневих ТВЕЛ в межах протиаварійної конструкції, що містить: дископодібну решітку, що містить кільцеподібну структуру, яка включає колосникову решітку променів; решітка променів, що містить першу серію паралельних променів, другу серію паралельних променів і третю серію паралельних променів; де перша, друга і третя серії паралельних променів розташовані в кільцеподібних структурах, щоб перетнутися і сформувати множину комірок. [0024] У іншому втіленні винахід може являти собою контейнер для підтримання певної кількості відпрацьованих стержневих ТВЕЛ у межах протиаварійної конструкції, що містить: дископодібну решітку, що має кільцеподібну структуру, яка включає решітку променів; і решітку променів, що формують перший набір комірок, що мають першу форму і другий набір комірок, що мають другу форму. СТИСЛИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ [0025] Фігура 1 - перспективний вид зверху DSC з подвійними стінками згідно з одним втіленням даного винаходу, що має переріз. [0026] Фігура 2 - об'ємне деталізоване зображення DSC з подвійними стінками, зображеного на Фіг. 1, де показані внутрішні і зовнішні верхні кришки, зняті з внутрішніх і зовнішніх оболонок. [0027] Фігура 3 - вид зблизька області Іll-llІ на Фіг. 1 [0028] Фігура 4 - вид зблизька області lV-ІV на Фіг. 2. [0029] Фігура 5 - перспективний вид DSC з подвійними стінками на Фіг. 1, що має секційний переріз і містить паливний контейнер, розміщений в межах порожнини зберігання згідно з одним втіленням даного винаходу. [0030] Фігура 6 - вид зблизька області VI-VI, наведеної на Фіг. 5. [0031] Фігура 7 - вид зверху частини DSC з подвійними стінками на Фіг. 5 із видаленим модулем кришок і розміщеним там паливним контейнером. [0032] Фігура 8 - перспективний вид зверху компонентів дископодібної решітки паливного контейнера на Фіг. 7 згідно з одним втіленням даного винаходу. [0033] Фігура 9 - перспективний вид вентильованої паливної трубки і стержня з поглиначем нейронів паливного контейнера на Фіг. 7, переміщеного звідти згідно з одним втіленням даного винаходу. ДЕТАЛЬНИЙ ОПИС ВИНАХОДУ [0034] Посилаючись на Фіг. 1, описано DSC з подвійними стінками 100 згідно з одним втіленням даного винаходу. DSC з подвійними стінками 100 і його компоненти проілюстровані і описані як структури МРС типу. Проте, має бути зрозуміло, що поняття та ідеї, описані у цій заявці, можуть бути застосовані до інших областей зберігання високоактивних відходів, їх перевезення і обслуговування. Додатково, оскільки DSC з подвійними стінками 100 описаний у комбінації із спеціально розробленим паливним контейнером 90 (який є об'єктом даного винаходу), DSC з подвійними стінками 100 може бути використаний з будь-яким типом паливного контейнера, як, наприклад, описано у Патенті США 5,898,747, виданому Krishna Р. Singh, 27 квітня 1999 р. Фактично, в деяких випадках, можливо використовувати DSC з подвійними стінками 100 без паливного контейнера, залежно від призначення. До того ж, DSC з подвійними стінками 100 може бути використаний, щоб зберігати та/або перевозити будь-який вид високоактивних відходів, а не лише SNF. 3 UA 104989 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 [0035] Як буде очевидним зі структурного опису, наведеного нижче, DSC з подвійними стінками 100 містить два незалежні протиаварійні бар'єри навколо порожнини зберігання 30, які функціонують, щоб збирати як рідкі (газ і рідина), так і тверді радіологічні частинки в межах порожнини 30. В результаті, якщо один протиаварійний бар'єр вийде з ладу, інший протиаварійний бар'єр залишиться непошкодженим. У ході теоретичних досліджень, протиаварійні бар'єри, сформовані DSC з подвійними стінками 100 навколо порожнини 30 можуть бути названі багатьма способами, включаючи, без обмежень, газонепроникне протиаварійне обмеження, герметичну конструкцію, герметичне протиаварійне обмеження, радіологічне протиаварійне обмеження, і протиаварійне обмеження для рідкої і сипкої речовини. Ці терміни використовують синонімічно у всій заявці. В одному випадку, ці терміни загалом посилаються на вид бар'єру, що оточує простір і перешкоджає всім рідким і сипким речовинам вихід та/або потрапляння до простору, за умов потрібного робочого режиму, наприклад, тиску, температури тощо. [0036] Нарешті, оскільки DSC з подвійними стінками 100 проілюстровано і описано у вертикальній орієнтації, має розумітися, що DSC з подвійними стінками 100 може бути використаний для зберігання та/або перевезення його вантажу у будь-якій бажаній орієнтації, а саме під кутом чи горизонтально. Тому використання усіх відносних термінів у даному описі, включаючи, без обмежень, "верх", "низ", "внутрішній" і "зовнішній", наведено тільки для зручності і не призначено для обмеження винаходу таким чином. [0037] Для DSC з подвійними стінками 100 не використовується концепція одностінного корпусу DSC, наведеного у попередньому рівні техніки. Більш конкретно, DSC 100 з подвійними стінками містить першу оболонку, яка служить внутрішньою оболонкою 10, і другу оболонку, яка служить зовнішньою оболонкою 20. Внутрішні і зовнішні оболонки 10, 20 є переважно циліндровими трубками і виконані з металу. Звичайно, за бажанням можуть бути використані інші форми. Внутрішня оболонка 10 є трубчастою порожнистою оболонкою, яка містить внутрішню поверхню 11, зовнішню поверхню 12, верхній край 13 і нижній край 14. Внутрішня поверхня 11 внутрішньої оболонки 10 формує порожнину/простір 30 для приймання і зберігання SNF. Порожнина 30 - циліндрова порожнина, сформована навколо центральної осі. [0038] Зовнішня оболонка 20 є також трубчастою порожнистою оболонкою, яка містить внутрішню поверхню 21, зовнішню поверхню 22, верхній край 23 і нижній край 24. Зовнішня оболонка 20 як кільце оточує внутрішню оболонку 10. Внутрішня оболонка 10 і зовнішня оболонка 20 сконструйовані таким чином, що внутрішня поверхня 21 із зовнішньою оболонкою 20 знаходяться в повному безперервному зовнішньому контакті із зовнішньою поверхнею 12 внутрішньої оболонки 10. Іншими словами, поверхня розділу між внутрішньою оболонкою 10 і зовнішньою оболонкою 20 суттєво вільна від отворів/порожнеч і знаходиться в конформному контакті. Це може бути досягнуто через розривне з'єднання, за допомогою футерувального способу, способу зв'язування роликами та/або способу механічної компресії, який зв'язує внутрішню оболонку 10 із зовнішньою оболонкою 20. Безперервний контакт поверхонь на межі між внутрішньою оболонкою 10 і зовнішньою оболонкою 20 зменшує опір передачі тепла через внутрішні і зовнішні оболонки 10, 20 до незначної величини. Тому, випромінювання тепла назовні з SNF, завантаженого у порожнину, 30 може ефективно відбуватися через оболонки 10, 20, де воно видаляється із зовнішньої поверхні 22 зовнішньої оболонки шляхом конвекції. [0039] Обидві внутрішні і зовнішні оболонки 10,20 переважно виконані з металу. Як використовується у цій заявці, термін "метал" означає як чисті метали, так і металеві сплави. Відповідні метали включають без обмежень аустенітну неіржавіючу сталь та інші сплави, включаючи Наstelloy™ і Іnconel™. Звичайно, можуть бути використані інші матеріали. Товщина кожної з внутрішніх і зовнішніх оболонок 10, 20 знаходиться переважно в діапазоні 5 мм - 25 мм. Зовнішній діаметр зовнішньої оболонки 20 знаходиться переважно в діапазоні 1700 мм - 2000 мм. Внутрішній діаметр внутрішньої оболонки 10 знаходиться переважно в діапазоні 1700 мм 1900 мм. Винахід, проте, не обмежений будь-яким конкретним розміром та/або товщиною оболонок 10, 20. [0040] У деяких втіленнях може бути переважним те, що внутрішня оболонка 10 буде створена з металу, який має коефіцієнт теплового розширення, рівний або більший, ніж коефіцієнт теплового розширення металу, з якого сконструйована зовнішня оболонка 20. Тому, коли SNF зберігається в порожнині 30 і випромінює тепло, зовнішня оболонка 20 не буде розтягуватися далеко від внутрішньої оболонки 10. Це гарантує, що безперервний зовнішній контакт між зовнішньою поверхнею 12 внутрішньої оболонки 10 і зовнішньою поверхнею 21 зовнішньої оболонки 20 підтримуватиметься і проміжки не будуть сформовані під дією умов теплового навантаження. 4 UA 104989 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 [0041] DSC з подвійними стінками 100 додатково містить першу кришку, яка служить внутрішньою верхньою кришкою 60 для внутрішньої оболонки 10, і другу кришку, яка служить зовнішньою верхньою кришкою 70 для другої оболонки 20. Внутрішні і зовнішні верхні кришки 60,70 мають структуру, подібну пластинкам, які переважно сконструйовані з тих самих матеріалів, що обговорені вище стосовно оболонок 10, 20. Переважно товщина внутрішньої верхньої кришки 60 знаходиться в діапазоні 100 мм - 300 мм. Товщина зовнішньої верхньої кришки знаходиться переважно в діапазоні 50 мм - 150 мм. Винахід, проте, не обмежений будьякими конкретними розмірами, що визначатимуться одноразово, і рівнями радіоактивності SNF, який зберігають в порожнині 30. [0042] Як показано на Фіг. 2, внутрішня верхня кришка 60 містить верхню поверхню 61, нижню поверхню 62 і зовнішню бічну поверхню/край 63. Зовнішня верхня кришка 70 містить верхню поверхню 71, нижню поверхню 72 і зовнішню бічну поверхню/край 73. У разі повної зборки зовнішню кришку 70 розміщують зверху внутрішньої кришки 60 таким чином, що нижня поверхня 72 зовнішньої кришки 70 знаходилася в повному безперервному зовнішньому контакті з верхнею поверхнею 61 внутрішньої кришки 60. [0043] Протягом завантаження 8№ під воду, внутрішні і зовнішні кришки 60,70 переміщають. Після завантаження порожнини 30 SNF, внутрішню верхню кришку 60 розміщують таким чином, щоб охопити верхній кінець порожнини 30 і спиратися на верхню частину тримачів 15. Коли внутрішня верхня кришка 60 встановлена на місце і герметично приварена до внутрішньої оболонки 10, порожнину 30 вакуумують/висушують відповідним способом і знов заповнюють азотом, гелієм або іншим інертним газом. Процес висихання і повторного заповнення порожнини 30 проводять через отвори 64 внутрішньої кришки 60, які формують проходи в порожнині 30. Після завершення висихання і повторного заповнення, отвори 61 заповнюють металом або закривають іншим чином, щоб герметично закрити порожнину 30. [0044] Як одночасно можна побачити на Фіг. 1 і 3, зовнішня оболонка 20 має осьову довжину L2, яка більша, ніж осьова довжина L1 внутрішньої оболонки 10. Так, верхній край 13 внутрішньої оболонки 10 розтягують за верхній край 23 зовнішньої оболонки 20. Аналогічно, нижній край 24 зовнішньої оболонки 20 розтягують за нижній край 13 внутрішньої оболонки 10. [0045] Зсув між верхніми краями 13, 23 оболонок 10, 20 дозволяє верхньому краю 13 внутрішньої оболонки 10, слугувати виступом для приймання і підтримання зовнішньої верхньої кришки 70. Коли внутрішня кришка 60 встановлена на місці, внутрішню поверхню 11 внутрішньої оболонки 10 розтягують над зовнішніми бічними краями 63. Коли зовнішню кришку 70 потім встановлюють зверху внутрішньої кришки 60, внутрішню поверхню 21 зовнішньої оболонки 20 розтягують над зовнішнім бічним краєм 73 зовнішньої вищої кришки 70. Верхній край 23 зовнішньої оболонки 20 повністю контактує з верхньою поверхнею 71 зовнішньої верхньої кришки 70. Внутрішні і зовнішні верхні кришки 60,70 приварюють до внутрішніх і зовнішніх оболонок 10,20 відповідно після того, як паливо завантажують у порожнину 30. Можуть бути використані традиційні зварні шви. Проте вважають за краще, щоб всі з'єднання між компонентами DSC з подвійними стінками 100 були зварені по всій товщині. [0046] DSC з подвійними стінками 100 додатково містить першу пластинку, яка служить внутрішньою базовою пластинкою 40, і другу пластину, яка служить зовнішньою базовою пластинкою 50. Внутрішні і зовнішні базові пластинки 40, 50 є жорсткими подібними до пластинок конструкціями, що мають кругові горизонтальні поперечні перерізи. Винахід не обмежений таким чином, проте, і форма і розмір базових пластинок 40,50 залежать від форми внутрішніх і зовнішніх оболонок 10,20. Внутрішня базова пластинка 40 містить верхню поверхню 41, нижню поверхню 42 і зовнішню бічну поверхню/край 43. Аналогічно, зовнішня базова пластинка 50 містить верхню поверхню 51, нижню поверхню 52 і зовнішню бічну поверхню/край 53. [0047] Верхня поверхня 41 внутрішньої базової пластинки 40 формує поверхню порожнини 30. Внутрішня базова пластинка 40 спирається на верхню частину зовнішньої базової пластинки 50. Аналогічно іншим відповідним компонентам DSC з подвійними стінками 100, нижня поверхня 42 внутрішньої базової пластинки 40 знаходиться в постійному міцному зовнішньому контакті з верхнею поверхнею 51 зовнішньої базової пластинки 50. В результаті, поверхня розділу між внутрішньою базовою пластинкою 40 і зовнішньою базовою пластинкою 50 вільна від газоподібних проміжків/порожнеч для оптимізації теплопровідності. Можуть бути використані вибухові (розривні) з'єднання, спосіб футерування, спосіб зв'язування роликами та/або спосіб механічної компресії для здійснення ефективного контакту між базовими пластинками 40,50. Переважно, товщина внутрішньої базової пластинки 40 знаходиться в діапазоні 50 мм 150 мм. Товщина зовнішньої базової пластинки 50 знаходиться переважно в діапазоні 100 мм - 200 мм. Переважно, довжина від верхньої поверхні зовнішньої верхньої кришки 70 до нижньої поверхні 5 UA 104989 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 зовнішньої базової пластинки 50 знаходиться в діапазоні 4000 мм - 5000 мм, але винахід жодним чином не обмежений будь-якими конкретними розмірами. [0048] Зовнішня базова пластинка 50 може бути обладнана на її нижній поверхні захватним кільцем (не показано) з метою підтримки. Товщина захватного кільця становить переважно від 50 мм до 150 мм. Зовнішній діаметр захватного кільця становить переважно від 350 мм до 450 мм. [0049] Як видно одночасно на Фіг. 2 і 4, внутрішня оболонка 10 спирається на верхню частину внутрішньої базової пластинки 40 у істотно вертикальній орієнтації. Нижній край 14 внутрішньої оболонки 10 з'єднано з верхнею поверхнею 41 внутрішньої базової пластинки 40 одношовною зваркою по всій товщині (форма V або J). Зовнішня поверхня 12 внутрішньої оболонки 10 істотно контактує із зовнішнім бічним краєм 43 внутрішньої базової пластинки 40. Зовнішню оболонку 20, яка як кільце оточує внутрішню оболонку 10, розтягують над зовнішніми бічними краями 43, 53 внутрішніх і зовнішніх базових пластинок 40, 50 таким чином, що нижній край 24 зовнішньої оболонки 20 істотно контактує з нижньою поверхнею 52 зовнішньої базової пластинки 50. Внутрішня поверхня 21 зовнішньої оболонки 20 також з'єднана із зовнішньою базовою пластинкою 50, із використанням торцевої зварки по всій товщині. В альтернативному втіленні, нижній край 24 зовнішньої оболонки 20 спирається на верхню частину верхньої поверхні 51 зовнішньої базової пластинки 50 (замість проходження над зовнішнім бічним краєм базової пластинки 50). У цьому втіленні нижній край 24 зовнішньої оболонки 20 може бути приварений до верхньої поверхні 51 зовнішньої базової пластинки 50. [0050] Коли всі герметичні зварювання, обговорені вище, завершені, комбінація внутрішньої оболонки 10, внутрішньої базової пластинки 40 і внутрішньої вищої кришки 60 формує першу герметичну форму, що оточує порожнину 30, таким чином створюючи першу герметичну конструкцію. Аналогічно, комбінація зовнішньої оболонки 20, зовнішньої базової пластинки 50 і зовнішньої верхньої кришки 70 формують другу герметичну форму навколо першої герметичної конструкції, таким чином, створюючи другу герметичну конструкцію навколо першої герметичної конструкції і порожнини 30. Теоретично, перша герметична конструкція розміщена в межах внутрішньої порожнини другої герметичної конструкції. Кожна герметична конструкція розроблена, щоб автономно відповідати межам тиску коду АSМЕ із значними відхиленнями. [0051] На відміну від DSC, відомого з рівня техніки, усі SNF, що зберігаються в порожнині 30 DSC з подвійними стінками 100, мають загальний простір обмеження. Загальний простір (тобто, порожнина 30) обмеження захищено двома незалежними газонепроникними бар'єрами утримування тиску. Кожний з цих бар'єрів може витримати тиск, як нижчий, так і вищий атмосферного, за необхідності, навіть при дією теплового навантаження, що виділяють SNF в межах порожнини 30. [0052] Як видно з Фіг. 5, показано DSC з подвійними стінками 100, що має паливний контейнер 90, розміщений в межах порожнини 30 у вільній орієнтації. Паливний контейнер 90 призначений для того, щоб тримати і бути опорою певній кількості стержнів SNF (які розміщені в межах паливних трубок 91) в бажаному розташуванні, і формує бажане окреме місцеположення. Паливний контейнер 90 містить певну кількість дископодібних решіток 92, розташованих в пошаровій та роздільній орієнтації. Розділення між дископодібними решітками 92 виконують за допомогою багатьох вертикально орієнтованих стягувань, які проходять через комірки дископодібних решіток 92. Після встановлення стягувань на місце, одна з дископодібних решіток 92 ковзає у позицію. Трубчасті муфти, які не можуть пройти через комірки, потім розміщують над стягуваннями і над дископодібними решітками 92 на місце. Наступні дископодібні решітки 92 потім рухаються під стягуваннями. Проте, оскільки трубчасті муфти не можуть пройти через дископодібні решітки 92, дві дископодібні решітки 92 сформовані окремо одна від одної. [0053] Решітки 92 є дископодібними рамками, що містять кільце 185 та певну кількість груп променів 182,183,184. Зовнішня поверхня 186 кільця 185 знаходиться в зовнішньому контакті з внутрішньою поверхнею 11 внутрішньої оболонки 10. Зовнішній діаметр дископодібної решітки 92 становить переважно від 1700 мм до 1900 мм. Зовнішній діаметр, проте, залежить від розмірів порожнини 30. [0054] В проілюстрованому втіленні кількість решіток 92 становить дев'ять, і товщина кожної решітки 92 становить переважно від 1 мм до 10 мм. Проте, винахід не обмежений таким чином, оскільки стержні SNF співрозмірно підтримуються в межах порожнини 30. [0055] Як показано на Фіг. 5 і 6 одночасно, паливний контейнер 90 додатково містить певну кількість вентильованих паливних трубок 91. Як буде обговорено детальніше нижче, при складанні паливні трубки 91 вставляють через комірки 180 множини решіток 92, які вирівняні. Вентильовані паливні трубки 91 формують циліндрові порожнини 193 (Фіг. 9), в яких будуть 6 UA 104989 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розташовані стержні SNF. Переважно, паливні комірки 180 навколо зовнішнього периметра решітки 92 (тобто, прорізи 180, найближчі до внутрішньої поверхні 11 внутрішньої оболонки 10) залишатимуться вільними від стержнів SNF. [0056] Як показано на Фіг. 7, решітки 92 також містять множину менших комірок 181 для приймання шляхом ковзання стержнів з поглиначем нейронів 93. Стержні з поглиначем нейтронів 93 вставляють між завантаженими паливними трубками 91, щоб управляти реакційною здатністю у разі потреби. Кількість стержнів з поглиначем нейронів 93 обирають так, щоб гарантувати, що розрахований ККД стержнів SNF при максимальному розробленому основному початковому збагаченні, без впливу вигорання ядерного палива, і з урахуванням усіх невизначеностей і погрішностей вимірювання, складає менш ніж 0,95. Проте в деяких втіленнях стержні з поглиначем нейтронів 93, можливо, не потрібні взагалі. [0057] Крок Р між кожною з вентильованих паливних трубок 91 становить від 100 мм до 150 мм. Винахід проте не обмежений таким чином, і на крок між вентильованими паливними трубками 91 впливають як розміри порожнини 30, так і кількість і розташування стержнів з поглиначем нейронів 93, і радіоактивність закладених відходів, що мають бути збережені. [0058] На Фіг. 8 показано вид зверху решітки 92. Решітка 92 є стільниковою конструкцією. Решітки 92 містять кільцеву конструкцію 185, першу групу істотно паралельних променів 182, другу групу істотно паралельних променів 183 і третю групу істотно паралельних променів 184. Кільцева конструкція 185 містить першу, другу і третю групи істотно паралельних променів 182184. Вся решітка 92 може бути виконана з металу, наприклад, сталі або алюмінію, або будьякого з матеріалів, що обговорені вище. [0059] Перша, друга і третя групи істотно паралельних променів 182-184 розташовані в межах кільцевої структури 185 таким чином, що кожен з групи променів 182-184 перетинається з іншими двома групами променів 182-184. Перетин послідовних променів 182-184 формує решітку, що приводить до формування масиву паливних комірок 180 і масиву комірок стержня з поглиначем нейронів 181. Більш конкретно, загальний контур паливних комірок 180 формують шляхом перетину першої і другої груп променів 182,183, тоді як комірки стержня з поглиначем нейронів 181 створюють перетин третьої групи променів 184 з першою і другою групами променів 182, 183. При складанні паливні комірки 180 приймають паливні трубки 91, тоді як комірки стержня з поглиначем нейронів 181 приймають стержні з поглиначем нейтронів 93. Як можна побачити, комірки стержня з поглиначем нейронів 181 є меншими і мають форми, відмінні від форми паливних комірок 180. [0060] Відносне розташування першої, другої і третьої груп істотно паралельних променів 182-184 по відношенню одна до одної більш точно обирається для створення паливних комірок гексагональної форми 180 та трикутної форми з поглиначем нейронів 181. Звичайно, додаткові групи променів та/або розташування можуть бути використані, щоб сформувати комірки різної форми, зокрема восьмикутні, п'ятикутні, кільцеві, квадратні тощо. Бажана форма, можливо, обумовлена формою паливної трубки і складанням паливних SNF, які мають бути збережені. [0061] Групи променів 182,183,184 є прямокутними смугами (тобто, розтягнутими пластинками), що мають виїмки (невидимі), стратегічно розміщені уздовж їх довжини, щоб полегшити складання. Більш конкретно, забезпечені виїмки, які розтягуються в краях променів на як мінімум 1/2 висоти променів. Виїмки розташовані на променях 182-184 таким чином, що, коли промені 182-184 розташовані в бажаних решітках, виїмки нижнього краю деяких променів 182-184 вирівнюють з виїмками на верхньому краї променів 182-184, що залишилися. Промені 182-184 можуть потім ковзанням зчіплятися один з одним шляхом взаємодії між виїмками. [0062] Промені 182, 183, 184 потім приварюють один до одного в точках їх перетину за допомогою способу зварювання вольфрамовим електродом в інертному газі. Тоді як промені 182-184 ілюструють як смуги, винахід не обмежений таким чином можуть бути використані інші конструкції, щоб формувати решітки, наприклад стержні. [0063] 3 посиланням на Фіг. 9 буде описано конструкцію стержнів з поглиначем нейронів 93 і вентильовані паливні трубки 91. В проілюстрованому втіленні стержні з поглиначем нейтронів 93 є порожнистими трубчастими елементами, що мають порожнину 196 для приймання нейтронного абсорбуючого матеріалу. Наприклад, порожнистий трубчастий елемент може бути виконаний з неіржавіючої сталі і наповнений порошком карбіду бору. В іншому втіленні, стержні з поглиначем нейтронів 93 можуть бути сконструйовані з монолітного матеріалу, наприклад металевого матричного матеріалу, наприклад метаміку. [0064] Зовнішній діаметр стержнів з поглиначем нейронів 93 становить від 20 мм до 40 мм, а внутрішній діаметр - від 10 мм до 40 мм. Винахід, проте, не обмежений таким чином. При складанні у DSC 100, стержні з поглиначем нейтронів 93 мають достатню довжину, щоб розтягнутися уздовж усієї висоти стержнів SNF, що зберігають в межах паливних трубок 91. 7 UA 104989 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 [0065] Розглянувши тепер паливні трубки 91, видно, що вентильовані паливні трубки 91 розроблені так, щоб дозволити вентиляцію тепла, виділеного стержнями SNF 200, що зберігаються у них. Вентильована паливна трубка 91 містить частину трубчастого корпусу 191 і вентильовану частину ковпачка 192. Частина трубчастого корпусу 191 формує порожнину 193 для приймання стержнів SNF 200, наприклад, у формі пучків ТВЕЛ (блоки половина палива). Переважно, вентильовані паливні трубки 91 мають горизонтальний профіль поперечного перетину, такий, що порожнина 193 приймає не більше ніж один пучок ТВЕЛ. Проте, це не обмежує винаходу. Зовнішній і внутрішній діаметр частини трубчастого корпусу 191 вентильованої паливної трубки 91 становить переважно від 75 мм до 125 мм, але винахід не обмежений таким чином. [0066] Частина трубчастого корпусу 191 містить закритий нижній кінець 194 і відкритий верхній кінець 197. Закритий нижній кінець 197 являє собою загострену і плоску нижню частину. Як буде обговорено детальніше нижче, звуження закритого нижнього кінця 197 дозволяє створити кращий повітряний потік через DSC з подвійними стінками 100. В альтернативному втіленні, закритий нижній кінець 197 може додатково містити отвори та/або клапани для покращеного повітряного потоку і видалення тепла. Вентильований ковпачок 192 з'єднано з відкритим верхнім кінцем частини корпусу 191 після заповнення порожнини 193 стержнями SNF 200. Частина ковпачка 192 не є унітарною конструкцією по відношенню до трубчастого тіла 191 і може бути видалена звідти. Ковпачки 192 перешкоджають проливанню будь-якого твердого вмісту протягом обслуговування у технологічному обладнанні. [0067] Ковпачки 192 трубок 91 містять один або більше отворів 195, які забезпечують проходи в порожнини 193 з порожнин 30. Отвори 195 покриті сіткою з дрібними комірками (не видима), щоб запобігти будь-якому підвищенню тиску в паливній трубці 191, що має будь-які невеликі залишки органічних речовин в межах порожнини 193 трубки 91. Виявлено, що одним притаманним дефектом у конструкції NUHGMC DSC є те, що герметично закрита паливна трубка створює герметичну міні-конструкцію навколо стержнів SNF, що зберігають у ній. Через наявність невеликого обмежуючого простору/об'єму в герметично закритій паливній трубці NUHOMS DSC, навіть невелика кількість води або вивільнення заповненого газу з внутрішньої частини стержнів SNF може надмірно підняти внутрішній тиск в паливній трубці, роблячи її чутливою до розриву. В результаті при використанні з високим рівнем упевненості не може бути забезпечена монолітність паливної трубки NUHOMS DSC не може бути забезпечена, щоб зберегти заздалегідь напівзатоплені стержні SNF, які містять мікротріщини. Вентильовані паливні трубки 91 згідно з даним винаходом, з іншого боку, запобігають підвищенню тиску, дозволяючи вентиляцію з більшої порожнини 30 через отвір 195 в ковпачку 192. Отвори 195 загалом трикутні по формі, але можуть бути круглі, прямокутні або будь-якої іншої форми, для досягнення належної вентиляції. [0068] Як показано на Фіг. 5, коли вентильовані паливні трубки 92 поміщають в DSC з подвійними стінками 100, існує заповнений простір між верхньою частиною вентильованих паливних трубок 91 і нижньою поверхнею 62 внутрішньої верхньої кришки 60. Як показано раніше, також переважним є, щоб периметр пластини решітки 92 залишався вільним від паливних трубок 91. [0069] Тоді як даний винахід був описаний детально у цій заявці, необхідно розуміти, що інші та подальші модифікації, незалежно від показаних або запропонованих у цій заявці, можливо, можуть бути здійснені по суті та в межах обсягу даного винаходу. Також слід зазначити, що усі речовини у наведеному вище описі, або показані в будь-яких супутніх кресленнях, були вказані як ілюстративні, а не обмежуючі. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 1. Багатоцільова каністра для зберігання та/або транспортування радіоактивних матеріалів, що включає: першу камеру високого тиску, що містить першу оболонку, яка формує першу порожнину для приймання радіоактивних матеріалів, першу пластинку, з'єднану з першою оболонкою таким чином, щоб охоплювати перший кінець першої порожнини, та першу кришку, з'єднану з першою оболонкою таким чином, щоб охоплювати другий кінець першої порожнини; другу камеру високого тиску, що охоплює другу оболонку, яка формує другу порожнину, другу пластинку, з'єднану з другою оболонкою таким чином, щоб охоплювати перший кінець другої порожнини, та другу кришку, з'єднану з другою оболонкою таким чином, щоб охоплювати другий кінець другої порожнини; і 8 UA 104989 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 де перша камера високого тиску розміщена в межах другої порожнини та фіксовано з'єднана з другою камерою високого тиску таким чином, що внутрішня поверхня другої оболонки знаходиться в переважно конформному поверхневому контакті із переважною цілісною частиною зовнішньої поверхні першої оболонки. 2. Багатоцільова каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить паливний контейнер, розміщений в межах першої порожнини для обслуговування множини відпрацьованих стержневих ТВЕЛ. 3. Багатоцільова каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що перша оболонка і друга оболонка виконані з металу. 4. Багатоцільова каністра за п. 3, яка відрізняється тим, що перша камера високого тиску фіксовано з'єднана з другою камерою високого тиску за допомогою вибухового з'єднання, способом футерування, способом роликового з'єднання, способом механічної компресії або їх комбінацією. 5. Багатоцільова каністра за п. 3, яка відрізняється тим, що першу оболонку виконано з металу, що має перший коефіцієнт теплового розширення, а другу оболонку виконано з металу, що має другий коефіцієнт теплового розширення, де перший коефіцієнт теплового розширення дорівнює або більший за другий коефіцієнт теплового розширення. 6. Багатоцільова каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить: внутрішню поверхню другої пластинки, що знаходиться в переважно конформному поверхневому контакті із зовнішньою поверхнею першої пластинки; та внутрішню поверхню другої кришки, що знаходиться в переважно конформному поверхневому контакті із зовнішньою поверхнею першої кришки. 7. Багатоцільова каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить: першу оболонку, першу пластинку, першу кришку, другу оболонку, другу пластинку і другу кришку, виконані з металу; і всі з'єднання між першою оболонкою, першою пластинкою і першою кришкою здійснені зварюванням по всій товщині; і всі з'єднання між другою оболонкою, другою пластинкою і другою кришкою здійснені зварюванням по всій товщині. 8. Багатоцільова каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить: першу камеру високого тиску, що має зовнішню поверхню, і другу камеру високого тиску, що має внутрішню поверхню; та де вся зовнішня поверхня першої камери високого тиску знаходиться в переважно конформному поверхневому контакті з внутрішньою поверхнею другої камери високого тиску. 9. Багатоцільова каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить: першу оболонку, що має перший край, другий край і першу осьову довжину; другу оболонку, що має перший край, другий край і другу осьову довжину, що перевищує першу осьову довжину; і першу камеру високого тиску, розміщену в межах другої порожнини таким чином, що перші і другі краї другої оболонки виходять за межі першого і другого країв першої оболонки відповідно. 10. Багатоцільова каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить: множину видовжених трубок, розміщених в межах першої порожнини; і кожна з видовжених трубок містить трубчастий корпус, що формує простір для приймання радіоактивних матеріалів, та вентильований ковпачок, що має щонайменше один отвір, який формує прохід із першої порожнини до простору. 11. Багатоцільова каністра за п. 10, яка відрізняється тим, що додатково містить множину стержнів з поглиначем нейтронів, розміщених в межах першої порожнини між видовженими трубками. 12. Багатоцільова каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що перша і друга оболонки є циліндричними і виконані з металу. 13. Багатоцільова каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що перша порожнина містить атмосферу інертного газу. 14. Багатоцільова каністра для зберігання та/або транспортування радіоактивних матеріалів, що містить: багатоцільову каністру, що має корпус, який включає першу металеву камеру високого тиску і другу металеву камеру високого тиску, де перша металева камера високого тиску має зовнішню поверхню і формує порожнину для приймання радіоактивних матеріалів; друга металева камера високого тиску має внутрішню поверхню; та 9 UA 104989 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 перша металева камера високого тиску розміщена в межах та фіксовано з'єднана із другою металевою камерою високого тиску таким чином, що вся зовнішня поверхня першої металевої камери високого тиску знаходиться в переважно конформному поверхневому контакті з внутрішньою поверхнею другої металевої камери високого тиску; та де перша металева камера високого тиску формується першим набором структурних компонентів та друга металева камера високого тиску формується другим набором структурних компонентів, причому структурні компоненти першого та другого набору є взаємовиключними. 15. Багатоцільова каністра для зберігання та/або транспортування радіоактивних матеріалів, що містить: перший конструктивний вузол, що формує порожнину для приймання радіоактивних матеріалів, де перший конструктивний вузол формує перший газонепроникний бар'єр, що оточує порожнину; другий конструктивний вузол, що оточує перший конструктивний вузол, де другий конструктивний вузол формує другий газонепроникний бар'єр, що оточує порожнину; та де перший конструктивний вузол і другий конструктивний вузол знаходяться в переважно конформному поверхневому контакті та фіксовано з'єднані один з одним; та де перший конструктивний вузол формується першим набором структурних компонентів та другий структурний вузол формується другим набором конструктивних компонентів, причому структурні компоненти першого та другого набору є взаємовиключними. 16. Контейнер для підтримання множини відпрацьованих стержневих ТВЕЛ в межах захисної конструкції, що містить: множину дископодібних решіток, де кожна дископодібна решітка має множину комірок, сформованих решітками променів; і засоби для підтримання дископодібних решіток, роздільно розташованих одна по відношенню одної таким чином, що комірки дископодібних решіток вирівняні. 17. Контейнер за п. 16, який відрізняється тим, що множина комірок кожної дископодібної решітки містить паливні комірки і комірки стержнів з поглиначем нейтронів, де паливні комірки більші за комірки стержнів з поглиначем нейтронів. 18. Контейнер за п. 17, який відрізняється тим, що додатково містить множину стержнів з поглиначем нейтронів, що виходять за межі комірок стержнів з поглиначем нейтронів дископодібних решіток. 19. Контейнер за п. 16, який відрізняється тим, що додатково містить: дископодібні решітки, що містять кільцеподібну конструкцію, що містить решітку променів; решітки променів, що містять першу групу паралельних променів, другу групу паралельних променів і третю групу паралельних променів; та де перша, друга і третя групи паралельних променів розташовані в кільцеподібних конструкціях таким чином, щоб перетинатися і формувати множину комірок. 20. Контейнер за п. 16, який відрізняється тим, що додатково містить: дископодібні решітки, що містять кільцеподібну конструкцію, що містить решітки променів; і решітки променів, що містять першу групу паралельних променів, другу групу паралельних променів і третю групу паралельних променів; та де решітки променів, що містять першу, другу і третю групи паралельних променів розташовані в кільцеподібних конструкціях таким чином, щоб перетинатися і формувати множину шестикутних комірок і множину трикутних комірок. 21. Контейнер за п. 20, який відрізняється тим, що додатково містить: множину стержнів з поглиначем нейтронів, що простягаються через трикутні комірки; і множину паливних трубок, що простягаються через шестикутні комірки. 22. Контейнер за п. 16, який відрізняється тим, що засіб для утримання дископодібних решіток в роздільному розташуванні містить множину стягувань, які мають трубчасті розділювачі. 23. Контейнер за п. 16, який відрізняється тим, що промені є прямокутними смугами металу, що мають виїмки, де виїмки розташовані на прямокутних смугах таким чином, що, коли смуги розташовані в бажаних решітках, виїмки смуг вирівняні та смуги, ковзаючи, зчіпляються одна з одною. 24. Контейнер для обслуговування множини відпрацьованих стержневих ТВЕЛ в межах захисної конструкції, що містить: дископодібні решітки, що мають кільцеподібну конструкцію, яка містить решітки променів; решітки променів, що містять першу групу паралельних променів, другу групу паралельних променів і третю групу паралельних променів; і де перша, друга і третя групи паралельних променів розташовані в кільцеподібних конструкціях, щоб перетинатися і формувати множину комірок. 10 UA 104989 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 25. Контейнер за п. 24, який відрізняється тим, що перша, друга і третя серія паралельних променів розташовані в кільцеподібних конструкціях таким чином, щоб перетинатися і формувати перший набір комірок, що мають першу форму, і другий набір комірок, що мають другу форму. 26. Контейнер за п. 25, який відрізняється тим, що перший набір комірок має шестикутну форму та другий набір комірок має трикутну форму. 27. Контейнер за п. 24, який відрізняється тим, що перша, друга і третя групи паралельних променів розташовані в кільцеподібних конструкціях таким чином, що: (і) перша і друга групи паралельних променів перетинаються одна з одною; (іі) перша і третя групи паралельних променів перетинаються одна з одною; і (ііі) третя і друга групи паралельних променів перетинаються одна з одною. 28. Контейнер за п. 24, який відрізняється тим, що додатково містить: множину дископодібних решіток, розташованих пошарово та в роздільній орієнтації; розділювачі, розміщені між дископодібними решітками, де розділювачі підтримують розділення між дископодібними конструкціями. 29. Контейнер для обслуговування множини відпрацьованих стержнів ТВЕЛ в межах захисної конструкції, що містить: дископодібні решітки, що мають кільцеподібну конструкцію, яка містить решітки променів; і решітки променів, що формують перший набір комірок, які мають першу форму, і другий набір комірок, що мають другу форму. 30. Контейнер за п. 29, який відрізняється тим, що перший набір комірок має шестикутну форму, а другий набір комірок має трикутну форму. 31. Пристрій для зберігання та/або транспортування радіоактивних матеріалів, що містить: багатоцільову каністру, яка має корпус із подвійними стінками, що включає: внутрішню стінку, що містить першу оболонку, що формує порожнину для приймання радіоактивних матеріалів, першу пластинку, з'єднану з першою оболонкою, щоб формувати дно порожнини, першу кришку, що містить порожнину, де перша оболонка, перша пластинка і перша кришка формують перший радіологічний бар'єр навколо порожнини; зовнішню стінку, що містить другу оболонку, що оточує першу оболонку таким чином, що внутрішня поверхня другої оболонки фіксовано з'єднана і знаходиться в переважно конформному поверхневому контакті із переважною цілісною частиною зовнішньої поверхні першої оболонки, другу пластинку, сполучену з другою оболонкою, другу кришку, де друга оболонка, друга пластинка і друга кришка формують другий радіологічний бар'єр, який оточує перший радіологічний бар'єр; та контейнер для підтримання радіоактивних матеріалів, де контейнер розташований в межах порожнини. 32. Пристрій за п. 31, який відрізняється тим, що переважно конформний поверхневий контакт отримують за допомогою футерувального способу, способу зв'язування або їх комбінацією. 33. Пристрій за п. 31, який відрізняється тим, що першу оболонку виконують з матеріалу, що має перший коефіцієнт теплового розширення, а другу оболонку виконують з матеріалу, що має другий коефіцієнт теплового розширення, де перший коефіцієнт теплового розширення дорівнює або більший ніж другий коефіцієнт теплового розширення. 34. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що першу оболонку та/або другу оболонку конструюють з металу або металевого сплаву. 35. Пристрій за п. 31, який відрізняється тим, що перша оболонка має перший верхній край, перший нижній край і першу осьову довжину; а друга оболонка має другий верхній край, другий нижній край і другу осьову довжину, яка є більшою за першу осьову довжину таким чином, що другий верхній край і другий нижній край другої оболонки виходять за межі першого верхнього краю і першого нижнього краю першої оболонки відповідно. 36. Пристрій за п. 35, який відрізняється тим, що перший нижній край першої оболонки з'єднаний з верхньою поверхнею першої пластинки, де зовнішня поверхня першої оболонки знаходиться переважно на одному рівні із зовнішнім бічним краєм першої пластинки. 37. Пристрій за п. 36, який відрізняється тим, що внутрішня поверхня другої оболонки з'єднана як із зовнішнім бічним краєм першої пластинки, так і з зовнішнім бічним краєм другої пластинки, та де другий нижній край другої оболонки знаходиться переважно на одному рівні з нижньою поверхнею другої пластинки. 38. Пристрій за п. 37, який відрізняється тим, що внутрішня поверхня другої оболонки з'єднана із зовнішнім бічним краєм другої кришки, де другий верхній край другої оболонки знаходиться переважно на одному рівні з верхньою поверхнею другої кришки. 11 UA 104989 C2 5 10 15 39. Пристрій за п. 38, який відрізняється тим, що внутрішня поверхня першої оболонки з'єднана із зовнішнім бічним краєм першої кришки, де верхня поверхня першої кришки знаходиться переважно на одному рівні з першим верхнім краєм першої оболонки. 40. Пристрій за п. 39, який відрізняється тим, що додатково містить множину тримачів для підтримання першої кришки, тримачі розміщені у порожнині і сполучені з внутрішньою поверхнею першої оболонки. 41. Пристрій за п. 39, який відрізняється тим, що друга кришка спирається на перший верхній край першої оболонки; а зовнішній бічний край другої кришки з'єднаний з внутрішньою поверхнею другої оболонки. 42. Пристрій за п. 31, який відрізняється тим, що верхня поверхня другої пластинки знаходиться в переважно конформному поверхневому контакті з нижньою поверхнею першої пластинки. 43. Каністра за п. 1, яка відрізняється тим, що друга камера високого тиску є єдиною структурою, яка продовжується від другої пластинки до другої кришки. 44. Пристрій за п. 31, який відрізняється тим, що зовнішня стінка є єдиною структурою, яка продовжується від другої пластинки до другої кришки. 12 UA 104989 C2 13 UA 104989 C2 14 UA 104989 C2 15 UA 104989 C2 16 UA 104989 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 17
ДивитисяДодаткова інформація
Автори російськоюSingh, Krishna, Agace, Stephen, J.
МПК / Мітки
МПК: G21F 5/012, G21F 5/008, G21F 5/005, G21C 19/00
Мітки: каністра, утримання, ядерного, палива, транспортування, контейнер, відходів, зберігання
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/19-104989-kanistra-i-kontejjner-dlya-transportuvannya-zberigannya-ta-abo-utrimannya-vidkhodiv-yadernogo-paliva.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Каністра і контейнер для транспортування, зберігання та/або утримання відходів ядерного палива</a>
Попередній патент: Похідні піроніндолу та спосіб їх отримання
Наступний патент: Рослина пшениці з підвищеною резистентністю до імідазолінонових гербіцидів
Випадковий патент: Спосіб визначення розмірів щитовидної залози за о.в.камінським