Поводження з паливом на дослідному ядерному реакторі ВВР-М Київського інституту ядерних досліджень Національної академії наук України

Поводження зі «свіжим» ядерним паливом

Сховище «свіжого» ядерного палива дослідного реактора ВВР-М належить до сховищ 2-го класу, що передбачає:

  • виключення затоплення сховища водою;
  • розташування сховища вище нульової позначки;
  • відсутність у сховищі трубопроводів з водою, маслом, воднем;
  • наявністю в сховищі сигналізатора виявлення води і дренажної системи.

Тепловиділяючі збірки (ТВЗ) у сховищі зберігаються у заводській упаковці – транспортному пакувальному комплекті ТК-С14. Пакувальний комплект (контейнер) сертифікований для транспортування свіжих ТВЗ типу ВВР-М. ТВЗ у контейнері твердо закріплені і не пересуваються в ньому при транспортуванні будь-яким видом транспорту.

Стелажі та контейнери із ТВЗ твердо закріплені, що унеможливлює їх довільне переміщення.

Сховище обладнане системою фізичного захисту, що відповідає вимогам Конвенції про фізичний захист ядерного матеріалу, та системами (обладнанням) для забезпечення безпечного зберігання ядерного палива:

  • системою сигналізації виникнення самопідтримуваної ланцюгової ядерної реакції;
  • системою радіаційного контролю;
  • системою контролю наявності води;
  • дренажною системою;
  • системою пожежної сигналізації;
  • первинними засобами пожежогасіння;
  • засобами освітлення, забезпечення надійним джерелом живлення;
  • системою вентиляції.

У сховищі контролюється також температура й вологість.

Поводження з відпрацьованим ядерним паливом

До складу системи зберігання відпрацьованого ядерного палива (ВЯП) реактора ВВР-М Київського інституту ядерних досліджень НАНУ входять два басейни витримки ВЯП реактора БВ-1 та БВ-2, та пристрої з обладнанням для перевантаження.

Басейн зберігання ВТВЗ БВ-1. Стисла характеристика.

Басейн БВ-1 було збудовано і введено в експлуатацію у 1960 році для безпечного вивантаження відпрацьованих паливних збірок із активної зони реактора.

Відпрацьовані ТВЗ транспортуються з-під кришки бака реактора в басейн БВ-1 через похилий канал, який знаходиться всередині біологічного захисту реактора.

Вузол зберігання ВТВЗ має два яруси: 1-й ярус – проектний, 2-й ярус – добудований.

Басейн БВ-1 заповнений знесоленою водою, яка забезпечує біологічний захист і відвід тепла від ТВЗ шляхом конвекції. Периметр басейну оточений важким бетоном товщиною 1,26 м.

Необхідна якість води у басейні підтримується рухомим іонообмінним фільтром.

Система транспортування відпрацьованих ТВЗ із активної зони в басейн БВ-1 і назад забезпечує одночасне транспортування тільки однієї ТВЗ.

Модернізація системи поводження з ВЯП ДЯР ВВР-М.

Для підвищення безпеки експлуатації реактора в Київському інституті ядерних досліджень НАНУ була проведена модернізація системи поводження з ВЯП, якою було передбачені нові елементи: басейн тимчасового витримування ВЯП (БВ-2), система транспортування ВТВЗ із БВ-1 до БВ-2 і навпаки, приміщення з мостовим краном вантажопідйомністю 15,0 т, засоби дистанційного обслуговування ВТВЗ (штанги, електроліхтарі, малогабаритні відеокамери, оптичний пристрій), рухомий фільтрувальний блок очищення води басейну витримки.

У модернізованій системі головним елементом є додатковий басейн витримування ВТВЗ (БВ-2). Його основні частини: залізобетонний короб, бак басейну з робочою камерою, вузол зберігання ВТВЗ, верхній біологічний захист (металева розбірна кришка), а також система поповнення дистилятом, система спецвентиляції, система контролю параметрів (рівень і температура води, розрідження у просторі над дзеркалом води) та система радіаційного контролю і контролю можливої появи самопідтримуваної ланцюгової реакції поділу.

Вузол зберігання ВЯП являє собою чотири окремі секції із листів алюмінієвого сплаву АМ-4 товщиною 20мм. У листах є отвори для розміщення ВТВЗ та для розміщення стержнів-поглиначів нейтронів. Зміщення ТВЗ і поглиначів в межах комірки неможливе завдяки конструкції решітки, в якій вони надійно фіксуються. Поглиначі є стаціонарними і не можуть бути випадково вилучені.

БВ-2 розміщується у приміщенні, яке примикає до реакторного залу.

Контейнер VPVR/M, який використовується на дослідному реакторі, розроблене і виготовлене спеціально для транспортування і зберігання відпрацьованих ТВЗ російського виробництва. Розробник (SKODA, Чехія) провів атестацію контейнера.

Строк експлуатації системи поводження з ВЯП – 20 років.

Система транспортування, перевантаження та зберігання палива на дослідному ядерному реакторі ДР-100 Севастопольського національного університету ядерної енергії та промисловості

Сховище «свіжого» палива

Сховище «свіжого» ядерного палива дослідного ядерного реактора ДР-100, як і сховище Київського інституту ядерних досліджень НАНУ, належить до сховищ 2-го класу.

Сховище являє собою залізобетонний бокс стійкий до землетрусів (до 7-ми балів) і падіння на нього конструкційних елементів будівлі ДР-100, в якому відсутні матеріали, які є ефективними сповільнювачами нейтронів.

«Свіже» ядерне паливо у сховищі зберігається у вигляді тепловиділяючих елементів (твелів) і тепловиділяючих збірок (ТВЗ), що розміщені в спеціальних термозахисних сейфах (4-сейфи, жорстко закріплених на підлозі сховища). Тепловиділяючі елементи зберігаються в транспортних упаковках, тепловиділяючі збірки зберігаються індивідуально і встановлюються у спеціальні клітинки.

Сховище опроміненого (відпрацьованого) ядерного палива (шахта – сховище)

Зберігання опроміненого (відпрацьованого) ядерного палива здійснюється в спеціальному басейні (шахті – сховищі) «мокрого типу», розташованому у масиві біологічного захисту дослідного реактора ДР-100.

Діаметр сховища – 1200 мм.

Висота сховища – 4500 мм.

Обсяг води, що заливається – 4 м3.

Робочий рівень дистильованої води в сховищі – 4020 мм.

У шахті-сховищі в якості біологічного захисту прийняті:

  • у верхньому напрямку – дистильована вода;
  • в радіальному напрямку – бетон;
  • при завантаженні, вивантаженні і транспортуванні ТВЗ – захисний контейнер.

Перевантаження ТВЗ з бака реактора до шахти-сховища і назад здійснюється по одній ТВЗ в захисному контейнері. Завантаження та вивантаження контейнера здійснюється спеціальним відерцем з установленою в ньому ТВЗ. Відерце закріплюється тросом і переміщається за допомогою лебідки, розміщеної на контейнері. Переміщення самої ТВЗ в шахті-сховищі здійснюється вручну штангою з цанговим захватом.

Корпус шахти-сховища являє собою зварну циліндричну посудину з алюмінієвого сплаву марки АД1 з внутрішнім діаметром 1200 мм і висотою 4270 мм.

Решітка для установки ТВЗ виготовлена з 2-х листів, з’єднаних між собою трубками, ввареними в отвори листів. При завантаженні сховища хвостовик ТВЗ входить в трубку решітки, таким чином забезпечуючи дистанціювання ТВЗ при зберіганні і виключаючи їх зміщення.

Згідно з проведеними розрахунками для нескінченного числа ТВЗ реактора ДР-100, розташованих у воді з кроком 100 мм по трикутної решітці, Кø (ефективний коефіцієнт розмноження) не перевищує 0,423 +/- 0,007.

На всіх етапах поводження з ядерним паливом забезпечений облік і контроль за розташуванням, кількістю і переміщенням твелів та тепловиділяючих збірок.

Джерело:

  1. Матеріали Держатомрегулювання