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 Госатомрегулированием Украины