Сооружения, системы хранения и транспортировки топлива на АЭС

Топливом для АЭС служит уран U-238 c обогащением до 4% изотопом U-235 для реакторов типа ВВЭР или до 2% ― для реакторов типа РБМК. На АЭС это топливо доставляется в виде сложных промышленных изделий ― тепловыделяющих элементов (твэлов) и комбинаций их ― тепловыделяющих сборок (ТВС). Доставляются твэлы в герметичной упаковке по железной дороге в специальных вагонах.

Для АЭС с реакторами типа ВВЭР они поставляются в виде кассет из нескольких десятков твэлов, для реактора канального типа поставляются технологические каналы, включающие несколько твэлов в каждом.

Склад хранения свежего топлива располагается в центральном зале обслуживания реактора или вблизи него. На складе предусматриваются специальные стенды для сборки и ревизии тепловыделяющих сборок. Вместимость склада для хранения свежего топлива выбирается исходя из одновременного размещения одного полного комплекта для загрузки активной зоны реактора с запасом 10%.

Кроме того, в зоне обслуживания реактора выделяется место для размещения топлива, предназначенного для перезарядки реактора в предстоящую кампанию. На АЭС с реакторами типа ВВЭР склады для свежего топлива размещаются в реакторном отделении и обслуживаются мостовым краном и другими подъёмно-транспортными средствами, имеющимся в центральном зале.

На АЭС с канальными реакторами склады свежего топлива размещаются в отдельных зданиях. Сборка и ревизия ТВС производятся в реакторном отделении. В центральном зале для таких АЭС оборудуются специальные места для развески готовых к установке в реактор ТВС. Все устройства на складах свежего топлива, на стендах для развески и хранения ТВС, а также транспортные ёмкости, чехлы и стеллажи выполняются так, чтобы полностью исключить возможность образования локальных критических масс.

Выемка отработавших кассет и сборок, а также загрузка свежих производится перегрузочной машиной либо под защитным слоем воды (для ВВЭР), либо специальных защитных скафандрах (для РБКМ), которые создают необходимую биологическую защиту для обслуживающего персонала. При транспортировании отработавших твэлов их непрерывно охлаждают, чтобы исключить саморазогревание за счёт сильного остаточного излучения.

Перегрузочные машины оснащают специальными оборудованными телевизионными устройствами и приспособлениями для осмотра места установки кассет и контроля за перегрузкой и другими приспособлениями. Работая по заданной программе и автоматически выполняя все необходимые операции, машина может производить перегрузку твэлов без останова реактора.

Хранение отработавшего топлива производится в специальных бассейнах выдержки, которые размещаются в реакторном отделении или в отдельных зданиях. Эти бассейны выполняются с надёжной герметичностью и оборудованы системами надёжного теплоотвода, контроля за уровнем воды, её температурой и радиоактивностью. Вместимость бассейнов выдержки выбирается из условия размещения в одном бассейне не менее двух полных комплектов отработавшего в реакторе топлива. Это обеспечивает длительность хранения отработавшего топлива в течение 3÷4 лет, после чего топливо отправляется на перерабатывающие заводы в контейнерах с водяным охлаждением.