Обращение с ОЯТ исследовательских реакторов
Обращение с топливом на исследовательском ядерном реакторе ВВР-М Киевского Института ядерных исследований Национальной академии наук Украины
Обращение со «свежим» ядерным топливом
Хранилище «свежего» ядерного топлива исследовательского реактора ВВР-М принадлежит хранилищам 2-го класса, что предусматривает:
- исключение затопления хранилища водой;
- размещение хранилища выше нулевой отметки;
- отсутствие в хранилище трубопроводов с водой, маслом, водородом;
- наличие в хранилище сигнализатора выявления воды и дренажной системы.
Тепловыделяющие сборки (ТВС) в хранилище хранятся в заводской упаковке – транспортном упаковочном комплекте ТК-С14. Упаковочный комплект (контейнер) сертифицирован для транспортировки свежих ТВС типа ВВР-М. ТВС в контейнере твердо закреплены и не перемещаются в нем при транспортировке любым видом транспорта.
Стеллажи и контейнеры с ТВС твердо закреплены, что исключает их произвольное перемещение.
Хранилище оборудовано системой физической защиты, которая отвечает требованиям Конвенции о физической защите ядерного материала, и системами (оборудованием) для обеспечения безопасного хранения ядерного топлива:
- системой сигнализации возникновения самоподдерживающейся цепной ядерной реакции;
- системой радиационного контроля;
- системой контроля наличия воды;
- дренажной системой;
- системой пожарной сигнализации;
- первичными средствами пожаротушения;
- средствами освещения, обеспечения надежным источником питания;
- системой вентиляции.
В хранилище контролируется также температура и влажность.
Обращение с отработавшим ядерным топливом
В состав системы хранения отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) реактора ВВР-М Киевского института ядерных исследований НАНУ входят два бассейна выдержки ОЯТ реактора БВ-1 и БВ-2, и устройства с оборудованием для перегрузки.
Бассейн хранения ОТВС БВ-1. Краткая характеристика.
Бассейн БВ-1 был построен и введен в эксплуатацию в 1960 году для безопасной выгрузки отработавших топливных сборок из активной зоны реактора.
Отработавшие ТВС транспортируются из-под крышки бака реактора в бассейн БВ-1 через наклонный кран, который находится внутри биологической защиты реактора.
Узел хранения ОТВС имеет 2 яруса: 1-й ярус – проектный, 2-й ярус – достроенный.
Бассейн БВ-1 заполнен обессоленной водой, которая обеспечивает биологическую защиту и отвод тепла от ТВС путем конвекции. Периметр бассейна окружен бетоном толщиной 1,26 м.
Необходимое качество воды в бассейне поддерживается подвижным ионообменным фильтром.
Система транспортировки отработавших ТВС из активной зоны в бассейн БВ-1 и назад обеспечивает одновременную транспортировку только одной ТВС.
Модернизация системы обращения с ОЯТ исследовательского реактора ВВР-М.
Для повышения безопасности эксплуатации реактора в Киевском институте ядерных исследований была проведена модернизация системы обращения с ОЯТ, которая включала новые элементы: бассейн временной выдержки ОЯТ (БВ-2), система транспортировки ОТВС из БВ-1 в БВ-2 и наоборот, помещение с мостовым краном грузоподъемностью 15,0 т, средства дистанционного обслуживания ОТВС (штанги, электрофонари, малогабаритные видеокамеры, оптический прибор), подвижный фильтровальный блок очистки воды бассейна выдержки.
В модернизированной системе главным элементом является дополнительный бассейн выдержки ОТВС (БВ-2). Его основные составляющие: железобетонный короб, бак бассейна с рабочей камерой, узел хранения ОТВС, верхняя биологическая защита (металлическая разборная крышка), а также система пополнения дистиллятом, система спецвентиляции, система контроля параметров (уровень и температура воды, разрежение в пространстве над зеркалом воды) и система радиационного контроля и контроля возможного появления самоподдерживающейся цепной реакции деления.
Узел хранения ОЯТ представляет собой четыре отдельные секции из листов алюминиевого сплава АМ-4 толщиной 20мм. В листах имеются отверстия для размещения ОТВС и для размещения стержней-поглотителей нейтронов. Сдвиг ТВС и поглотителей в пределах ячейки невозможен благодаря конструкции решетки, в которой они надежно фиксируются. Поглотители являются стационарными и не могут быть случайно удалены.
БВ-2 находится в помещении, которое примыкает к реакторному залу.
Контейнер VPVR/M, который используется на исследовательском реакторе, разработан и изготовлен специально для транспортировки и хранения отработавших ТВС российского производства. Разработчик (SKODA, Чехия) осуществил аттестацию контейнера.
Срок эксплуатации системы обращения с ОЯТ – 20 лет.
Система транспортировки, перегрузки и хранения топлива на исследовательском реакторе ИР-100 Севастопольского национального университета ядерной энергии и промышленности
Хранилище «свежего» топлива
Хранилище «свежего» ядерного топлива исследовательского реактора ИР-100, как и хранилище Киевского института ядерных исследований НАНУ, принадлежит к хранилищам 2-го класса.
Хранилище представляет собой железобетонный бокс устойчивый к землетрясениям (до 7-ми баллов) и падению на него конструкционных элементов строения ИР-100, в котором отсутствуют материалы – эффективные замедлители нейтронов.
«Свежее» ядерное топливо в хранилище хранится в Виле тепловыделяющих элементов (твэлов) и тепловыделяющих сборок (ТВС), которые размещаются в специальных термозащитных сейфах (4-сейфа, твердо закреплены на полу хранилища). Твэлы хранятся в транспортных упаковках, ТВС – индивидуально и устанавливаются в специальные ячейки.
Хранилище облученного (отработавшего) ядерного топлива (шахта-хранилище)
Облученное (отработавшее) ядерное топливо хранится в специальном бассейне (шахте-хранилище) «мокрого типа», находящемся в массиве биологическрй защиты исследовательского реактора ИР-100.
Диаметр хранилища – 1200 мм.
Высота хранилища – 4500 мм.
Объем воды, которая заливается – 4 м3.
Рабочий уровень дистиллированной воды в хранилище – 4020 мм.
В шахте-хранилище в качестве биологической защиты приняты:
- в верхнем направлении – дистиллированная вода;
- в радиальном направлении – бетон;
- при загрузке, выгрузке и транспортировке ТВС – защитный контейнер.
Перегрузка ТВС из бака реактора в шахту-хранилище и назад осуществляется по одной ТВС в защитном контейнере. Загрузка и выгрузка контейнера осуществляется специальным ведерком с установленной в нем ТВС. Ведерко закреплено тросом и перемещается при помощи лебедки, установленной на контейнере. Перемещение самой ТВС в шахте-хранилище осуществляется вручную штангой с цанговым захватом.
Корпус шахты-хранилища представляет собой сварной цилиндрический сосуд из алюминиевого сплава АД1 с внутренним диаметром 1200 мм и высотой 4270 мм.
Решетка для установки ТВС изготовлена из 2-х листов, соединенных между собой трубками, вваренными в отверстия листов. При загрузке хранилища хвостовик ТВС входит в трубку решетки, обеспечивая дистанционирование ТВС при хранении и исключает их сдвиг.
Согласно проведенным расчетам для бесконечного числа ТВС реактора ИР-100, размещенных в воде с шагом 100 мм по треугольной решетке, Кø (эффективный коэффициент размножения) не превышает 0,423 +/- 0,007.
На всех этапах обращения с ядерным топливом обеспечивается учет и контроль за размещением и перемещением твэлов и ТВС.
Подготовлено согласно информации, предоставленной Госатомрегулирования Украины