ČESKA A SLOVENSKA FEDERATÍVNI REPUBLIKA (19) PATENTOVÝ SPIS (21) Číslo přihláěky : 7Ю0-89.К (22) Přihlášeno : t 5 12 89 (30) Prioritní data : (11) Číslo dokumentu 274 913 (13) Druh dokumentu (51) Int. Cl. 5 : G 21 С 19/02 G 21 С 19/06 (40) Zveřejněno : 17 12 91 FEDERÁLNI ÚftAD PRO VYNÁLEZY (47) Uděleno : 2g Q8 g) (24) Oznámeno udělení ve Věstníku : 17 12 91 (73) Majitel patentu ŠKODA koncern PLZEŇ a.s., PLZEŇ (72) Původce vynálezu PLÁNIČKA JIRI ing., PLZEŇ, EGERMAIER JIŘÍ Ing., SENEC (54) Název vynálezu : Zařízení к uložení palivových článků ve vícebazénovém experimentálním reaktoru (57) Anotace : Řešeni spadá do oblasti stavby a vybavení školních a experimentálních bazénových reaktorů a týká se bezpečného uložení palivových článků experimentálního reaktoru v bazénu, určeném pro přípravu experimentů. Podstatou řešení je zařízení, jehož nosič je připevněn k lemu přípravné nádoby - bazénu. Nosičem prochází tyč závory nahoře opatřená pákou závory s pojistkou a dole uložená v ložisku tyče. Ložisko je upevněno na víku kazetnice, nad nímž je na tyči upevněn zámek. Víko kazetnice je spojeno s dílem kazetnice a je připevněno к horní konzole, kdežto stojan kazetnice, rovněž připojený к dílu kazetnice a opatřený sedly palivových článků, je uložen na dolní konzole. Horní konzola i dolní konzola jsou připojeny ke stěně přípravné nádoby. Kazetnice jsou opatřeny přírubami, jimiž jsou vzájemně spojeny pomocí spojovacích elementů. V půdorysu mají kazetnice tvar segmentů.
1 CS 274 913 Вб Vynález se týká konstrukčního uspořádání zařízení, které slouží k uložení aktivních palivových Článků z hlediska jaderné bezpečnosti a zejména radiační bezpečnosti obsluhy vícebazénového experimentálního reaktoru а к ochraně uložených palivových článků před neoprávněným použitím. V současné době se ukládají provozované aktivní palivové články experimentálních, tj. výzkumných a školních reaktorů při změnách experimentů do zvláštních zařízení, tzv. chránilišt, která jsou provedena mimo reaktor obvykle ve zvláštní místnosti. Hěkdy se používá i prostoru přímo v reaktoru vedle aktivní zóny. Aby nemohlo dojít к neoprávněnému použití, používají se u prvního způsobu běžné prostředky - dveře se zámkem a u druhého způsobu se obvykle palivové články nezajištují vůbec. Nevýhodou prvního způsobu ukládání palivových článků ve zvláštní místnosti je snížená radiační bezpečnost, tj. nebezpečí z ozáření obsluhujícího personálu nepřípustnou dávkou během manipulace s nimi při vyjímání aktivních palivových článků z aktivní zóny a jejich ukládání do chrániliště, a také při jejich závážení zpět do reaktorové nádoby. Značnou nevýhodou, je také nutnost přenášení palivových článků přes okraj reaktorové nádoby při každé změně konfigurace aktivnízzóny. Důsledkem toho je zvyšování nákladů o částky, nutné к vybudování zvláštního chrániliště mimo vlastní reaktor а к provádění mimořádných opatřeni k zajištování radiační bezpečnosti při těchto manipulacích s aktivními palivovými články mimo reaktor. Druhý způsob neumožňuje fyzický přístup oblsuhy do nádoby reaktoru, zejména ne к oblasti aktivní zóny těchto nízkovýkonových reaktorů. Dalším problémem je uložení palivových článků z hlediska jaderné bezpečnosti před ionizujícím zářením, zvláště bezpečnosti provozního personálu zúčastňujícího se na experimentech, a také ochrany palivových článků před jejich neoprávněným použitím. Tyto problémy řeší zařízeni к uložení palivových článků ve vícebazénovém experimentálním reaktoru podle.vynálezu. Podle něj je toto zařízení umístěno v přípravné nádobě a sestává ze souboru kazetnic, umístěných v hloubce v oblasti dna přípravné nádoby. Jeho podstata spočívá v tom, že k lemu přípravné nádoby je připevněn nosič opatřený ložiskem, kterým prochází tyč závory nahoře opatřená pákou s uzavíratelnou pojistkou a dole nad palivovými články zámkem. Tyč závory je uložena v ložisku tyče, připevněnému na víku kazetnlce, které je spojeno s tělem kazetnice. Víko kazetnice je upevněno na horní konzole, zatímco stojan kazetnice opatřený sedly palivových článků a rovněž spojený s tělem kazetnice je uložen na dolní konzole. Přitom horní i dolní konzola jsou připojeny ke stěně přípravné nádoby. Další podstata vynálezu spočívá v tom, že kazetnice mají v půdorysu tvar segmentů, jejichž boční stěny jsou opatřeny přírubami se spojovacími elementy. Výřezy segmentů jednoznačně určuji bezpečnou rozteč palivových článků. Zařízení k uložení palivových článků podle vynálezu vykazuje vyšší účinek v tom, že jeho kapacita je měnitelná podle potřeby experimentů probíhajících v reaktoru, jednoduchým způsobem zabraňuje neoprávněnému použití palivových článků a umožňuje stálé odstínění palivových článků moderátorem. Zařízení к uložení palivových článků je upevněno v přípravné nádobě v hloubce, zajištující bezpečné odstínění ionizujícího zářeni z uložených aktivních provozních palivových článků, a to pod úrovni snížené hladiny moderátoru. Tato snížená hladina je dána dnem koridoru, umístěným nade dnem přípravné nádoby v takové výši, aby zařízení к uložení palivových článků mohlo být upevněno a umístěno na stěnu přípravné nádoby. Umístění tohoto zařízení v přípravné nádobě také snižuje náklady o finanční prostředky, nutné к vybudování přechodného chrániliště mimo reaktor. Příklad skutečného provedení zařízení к uložení palivových článků ve vícebazénovém experimentálním reaktoru je uveden na připojených výkresech, jejichž obr. 1 představuje nárysný řez zařízením, obr. 2 jeho půdorysný pohled, obr. 3 půdorys celkové dispozice.
CS 274 913 вб 2 Podle obr. 1 sestává příkladné provedení zařízení к uložení palivových článků z kazetnice 2 a závory 4, zavěšené v ložisku 7a nosiče 7. Kazetnice 2 je připevněna svým víkem 2a na horní konzole 2 šroubem 8 a její dno, které tvoří stojan 2c kazetnice 2, se opírá o rameno dolní konzoly 1_3. Horní i dolní konzola J_2, 23 3 S0U připevněny ke vnitřní stěně 1_b dolní části přípravné : nádoby 2- Stojan kazetnice 2 na sobě nese dvě sedla 2d, na která jsou nasunuty spodní části palivových článků 3. Tělo 2b kazetnice 2 spojuje stojan 2c s víkem 2a kazetnice 2 a obsahuje čtyři komory 2k pro palivové články 3. Na páku 2a kazetnice 2 je umístěno ložisko 4b tyče 4a závory 4. Do něj zasahuje jeden konec tyče 4a závory 4, na.které je v místě těsně nad hlavou palivových článků 3 upevněn plochý zámek 4d, jehož délka je volena tak, aby zasahoval nad dvě dvojice vedlejších komor 2k a jeho šířka je volena tak, aby při pootočení o 90 nepřekážel vyjmutí jakéhokoliv ze čtyř chráněných palivových článků 3. Druhý konec tyče 4a závory 4 je opatřen pákou 4c závory 4, která je s tyčí 4a pevně spojena a to v takové poloze, kdy páka 4c závory 4 směřující od středu přípravné nádoby značí, že zámek 4d spočívá nad palivovými články 3, které tedy nelze vyjmout, a naopak poloha páky 4c rovnoběžně se stěnou přípravné nádoby značí, Že zámek 4d spočívá mezi dvojicemi komor 2k a s palivovými články 3 je možno manipulovat. Pod pákou 4c závory 4 prochází tyč 4a závory 4 ložiskem 7a nosiče 7, který je připevněn к jednomu z řady otvorů, vytovřených v čele lemu 2s přípravné nádoby Není-li právě s palivovými články 3 manipulováno, je možno páku 4c závory 4 uzamknout například vložením pojistky 2Q do společného otvoru 7b. Jak je zřejmé z obr. 2, mají kazetnice 2 opatřeny boční stěny přírubami 2e, takže mohou být navzájem spojeny spojovacími elementy б do libovolně velkých celků. Kazetnice 2 maji půdorysně tvar segmentů, opatřených výřezy U pro palivové články 3 určujícími jejich jednoznačné založení do kazetnice 2 z důvodu radiační bezpečnosti. Tvar segmentů přitom výkzazuje maximálně možnou úsporu místa. Konstrukce kazetnic 2 umožňuje jejich výrobu, svařováním například z hliníkových slitin, což odpovídá požadavku, aby materiál použitý к výrobě byl co nejméně aktivován směsným reaktorovým zářením. Z obr. 3 a 4 je jednoznačně zřejmá snížená hladina 21. moderátoru daná výškou dna koridoru 1k nade dnem přípravné nádoby 2 a vzdálenost H hlavy palivového článku 2 od snížené hladiny 22 moderátoru. Tato vzdálenost H určuje výškovou úroveň nutnou pro uloženi aktivních provozovaných palivových článků 3 z hlediska radiační bezpečnosti pro provozní personál reaktoru. Úroveň 23 provozní hladiny je rozhodující pro přepravu palivových článků 3 ve vazbě na sníženou hladinu 22 moderátoru. PATENTOVÉ NÁROKY 1. Zařízení к uložení palivových článků ve vícebazénovém experimentálním reaktoru, jehož kazetnice jsou umístěny v přípravné nádobě v oblasti jejího dna pod úrovní dna koridoru a sestávající dále ze závor, konzol a ložisek, vyznačující se tím, že k lemu (1c) přípravné nádoby (1) je připevněn nosič (7), jímž prochází tyč (4a) závory (4), nahoře opatřená pákou (4c) závory (4) s pojistkou (10) a dole uložená v ložisku (4b) tyče (4a) závory (4), upevněném na víku (2a) kazetnice (2), nad nímž je na této tyči (4a) závory (4) upevněn zámek (4d), a víko (2a) kazetnice (2), které je spojeno s tělem (2b) kazetnice (2), je připevněno к horní konzole (12), zatímco stojan (2c) kazetnice (2) rovněž připojený к tělu (2b) kazetnice (2) a opatřený sedly (2d) palivových ílánků (3) je uložen na dolní konzole (13). 2. Zařízení к uložení palivových článků podle bodu 1, vyznačující se tím, že horní konzola (12) i dolni konzola (13) jsou připojeny ke stěně (1b) přípravné nádoby (1), a každá z kazetnic (2), jejichž boční stěny jsou opatřeny přírubami (2e) a spojovacími elementy (6), mají v půdorysu tvar segmentu. 3 výkresy
CS 274-913 B6 Obr A
CS 274-913 B6 obr-1
CS 274-913 B6 Obr* з 4k