МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Озерский технологический институт - филиал НИЯУ МИФИ

Кафедра электроники и автоматики

РЕФЕРАТ

Подготовка и растворение ТВС

по курсу

«Системы управления химико-технологическими процессами»

Зав. кафедрой					Е.Г. Изарова
Преподаватель					А.Н. Кононов
Выполнил студент группы	1ХТ-58Д				Р.Н. Хасанов
	(индекс группы)		(дата, подпись)		(Ф.И.О.)

Содержание

Заключение 36

Список использованных источников 37

Введение

В настоящее время повсеместно, в связи с бурным развитием ядерной энергетики, строятся и проектируются новые заводы по химической переработке отработанных твэлов. В течение последних 30 лет проявляется повышенный интерес к работам, связанным с механической разборкой, резкой и выщелачиванием отработанного топлива промышленных энергетических реакторов. В связи с этим требуется повышение эффективности заводов по регенерации топлива и должны быть оборудованы таким образом, чтобы принимать и перерабатывать твэлы различных конструкций и из различных материалов.

К подготовке облученного ядерного топлива к химической переработке относят операции с тепловыделяющими сборками, включающие извлечение их из активной зоны реактор, очистку от следов теплоносителя, выдержку в бассейне при реакторе, перегрузку в транспортный контейнер, перевозку на перерабатывающий завод, выгрузку из контейнера на заводе, передачу в цех подготовки топлива.

Основная задача подготовки топлива на перерабатывающем заводе – разрушение сборок и вскрытие твэлов, т.е. разрушение оболочки в целях доступа химических реагентов к топливному сердечнику [1].

Отсутствие унифицированной конструкции твэла побуждает использовать механическую разборку, резку и выщелачивание обеспечивающие:

1. прием и обработку твэлов с различной геометрией и конструкционными материалами;

2. селективное растворение сердечников твэлов – той их части, которая представляет собой экономический интерес;

3. удаление оболочек и конструкционных материалов без предварительного растворения для постоянного захоронения [2].

1. Подготовка тепловыделяющих сборок к регенерации

1. Перегрузка отработавшего ядерного топлива

Для поддержания активной зоны реактора в рабочем состоянии необходимо периодически выгружать отработавшие твэлы и загружать твэлы свежим топливом. Выгруженные из реактора твэлы обычно помещают в бассейн выдержки для распада короткоживущих изотопов продуктов деления. Продолжительность выдержки должна обеспечивать падение мощности тепловыделения, обусловленного активностью продуктов деления, до уровня, при котором сборки твэлов экономически целесообразно транспортировать. При реакторах имеются бассейны охлаждения топлива. В случае использования схемы с двумя реакторами они снабжены загрузочно-погрузочными машинами и оборудованием для работы со сборками облученных твэлов в бассейне выдержки [1].

В настоящее время установлен срок выдержки отработавших твэлов перед их транспортировкой на радиохимические заводы в течение 3 лет с последующим возможным сокращением до 1 года [3].

Типичная загрузочно-разгрузочная машина при обслуживании реактора выполняет следующие операции:

1. осуществляет герметичное соединение с перегрузочным патрубком реактора;

2. уравнивает давление внутри машины с рабочим давлением в реакторе;

3. вскрывает уплотнение головки патрубка;

4. удаляет экранирующие пробки из патрубков или загрузочных желобов и размещает их внутри машины на время выполнения перегрузочных операций;

5. опускает в активную зону реактора захват, по одной извлекает сборки твэлов и размещает их в магазине машины на период всех операций в данном патрубке;

6. тем же захватом устанавливает в активную зону реактора свежие сборки твэлов из магазина;

7. устанавливает в патрубок экранирующие пробки;

8. герметизирует головку патрубка [1].

2. Транспортирование отработавшего ядерного топлива

При транспортировании отработавших твэлов особое значение приобретает обеспечение безопасности перевозок на сотни и тысячи километров по населенной территории. Специфическая особенность транспортирования облученного топлива состоит в том, что авария в пути следования может привести к более серьезным последствиям, чем авария в ядерном центре, на заводе или АЭС, где имеется больше возможностей для предотвращения загрязнений радиоактивными веществами [1].

В настоящее время транспортирование отработавшего топлива во всем мире осуществляют тремя видами транспорта – автомобильным, железнодорожным и водным. Решение об использовании автомобильного или железнодорожного транспорта зависит от транспортных условий страны, наличия железнодорожных подъездных путей и соответствующего оборудования на АЭС, перерабатывающем заводе или в промежуточном хранилище, от размера и типа контейнеров, экономических соображений. Увеличение объема перевозок потребовало использования контейнеров массой около 100 т, в связи с чем железнодорожный транспорт приобретает все возрастающее значение [4].

Отработавшее топливо АЭС помещают в специально изготовленный транспортные контейнеры. Загруженные контейнеры имеют массу от 30 до 110 т причем на долю собственного топлива приходится лишь от 2 до 5 %. Характеристика транспортных контейнеров используемых в Советском Союзе и по настоящее время, приведена в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристика транспортных контейнеров, разработанных в СССР [3]

Реактор	Форма контейнера	Масса, т	Диаметр, м	Высота, м	Толщина защиты из стали, мм	Масса топлива UO2, т	Число сборок
ВВЭР – 440	Вертикальный цилиндр	90	2,3	4,4	400	3,8	30
ВВЭР – 1000	Горизонтальный цилиндр	110	2,1	6,1	410	3,0	6
РБМК – 1000	То же	73	1,2	11,5	350	1,3	11

Транспортный упаковочный комплект обычно состоит из контейнера, транспортной емкости в виде чехла и герметичного пенала. Транспортный контейнер для перевозки твэлов ВВЭР – 440 показан на рис. 1. При перевозке по железной дороге применяют специальные вагоны, в которых контейнеры размещают или вертикально (например, для сборок твэлов ВВЭР – 440), или горизонтально (твэлы РБМК – 1000).

Масса такого вагона примерно равна массе самого контейнера. Время нахождения в пути транспортных средств (обычно эшелона из нескольких выгонов – контейнеров) с грузом за вычетом времени обратного рейса, загрузки, выхода на стабильный режим, разгрузки отмывки, осмотра, ремонта составляет не более от 10 до 20 % всего времени, затрачиваемого транспортом.

Рисунок 1 - Транспортный контейнер для перевозки отработавшего топлива ВВЭР – 440: 1 – ребро; 2 – внутренняя облицовка; 3 – цапфа; 4 – корпус [3].