АВТОКЛАВ ДЛЯ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ КОНТЕЙНЕРОВ С ГЕКСАФТОРИДОМ УРАНА Российский патент 1995 года по МПК B01J3/03 B01J3/04 F17C13/08 

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для безопасного ведения технологических процессов, преимущественно по заполнению и опорожнению транспортных контейнеров гексафторидом урана в жидком (расплавленном) состоянии, где безопасность обеспечивается локализацией внутри аппарата гексафторида урана, выброшенного из транспортного контейнера в случае его аварийного разрушения, и может быть использовано в атомной промышленности.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является автоклав французской фирмы "COGEMA", предназначенный для безопасного ведения технологического процесса по заполнению или опорожнению транспортных горизонтальных или вертикальных контейнеров гексафторидом урана в жидком (расплавленном) состоянии, содержащий стационарный корпус, смонтированную на траверсе откидную крышку с байонетным затвором, нагреватель, вентилятор, экраны для разделения потока воздуха, систему технологических трубопроводов и средства дистанционного управления.

В этом автоклаве отсутствует возможность охлаждения транспортных контейнеров, заполненных жидким гексафторидом урана при температуре 90-95^оС и абсолютном давлении ≥0,2 МПа, до безопасных технологических параметров (t< 45^oC, Р ≅0,03 МПа). Охлаждение транспортного контейнера возможно только при открытом автоклаве. Такое решение снижает безопасность работ, так как автоклав вскрывается при наличии избыточного давления гексафторида урана внутри транспортного контейнера и, следовательно, не исключается выброс гексафторида урана в помещение при разрушении транспортного контейнера в аварийной ситуации. Кроме того, процесс охлаждения значительно растягивается во времени. Использование такого автоклава для вертикальных транспортных контейнеров больших объемов приводит к неоправданному увеличению диаметра автоклава, его материалоемкости.

Технический результат обеспечивается тем, что автоклав снабжен установленным в нижней части корпуса холодильником, а нагреватель и вентилятор расположены в откидной крышке, снабженной пружинами, размещенными в стакане, соединенном с траверсой, причем байонетный затвор выполнен с уплотнительным кольцом круглого сечения, установленным в проточке, расположенной на фланце корпуса, основанием которой служит цилиндрическая, боковыми торонами конические поверхности, а выступ соответствующего фланца крышки имеет внутреннюю коническую поверхность.

На фиг.1 схематично изображен продольный разрез автоклава с изображением вида, штрихпунктирной линией, открытого положения автоклава, в момент загрузки и обслуживания контейнера; на фиг.2 продольный разрез байонетного затвора; на фиг.3 разрез элемента траверсы.

Автоклав содержит корпус 1, установленный стационарно. В днище корпуса размещен сливной патрубок с вентилем 2. Вдоль обечайки корпуса 1 расположены экраны 3 для разделения потоков воздуха. В нижней части корпуса 1 смонтирован холодильник 4, а в верхней части размещены средства 5 дистанционного управления вентилями контейнера с приводами 6 и система технологических трубопроводов 7.

Откидная крышка 8 закреплена на траверсе 9 болтами 10 с пружинами 11, расположенными в стакане 12. Траверса 9 шарнирно связана с кронштейном 13, жестко закрепленным на корпусе 1 автоклава. Для закрытия и открытия крышки имеется привод 14 и винт 15.

В крышку 8 вмонтированы центробежный вентилятор 16 с герметичной магнитной муфтой 17 и приводом 18, а также омический нагреватель 19 с экраном 20 для разделения потоков воздуха. Байонетный затвор 21, предназначенный для закрытия и герметизации автоклава, имеет фланец 22 корпуса, фланец 23 крышки, байонетное кольцо 24, опорное разрезное кольцо 25 и резиновое уплотнительное кольцо круглого сечения 26. Во фланце корпуса выполнена проточка 27, основанием которой служит цилиндрическая поверхность 28, а боковыми сторонами конические поверхности 29, 30. Фланец крышки выполнен с выступом 31, имеющим внутреннюю коническую поверхность 32.

Автоклав работает следующим образом.

Посредством привода 14 открывают крышку 8 и размещают транспортный контейнер внутри автоклава. К контейнеру подсоединяют технологические трубопроводы 7 и средства 5 дистанционного управления. Крышку 8 закрывают до соприкосновения с корпусом 1 таким образом, чтобы фланец 23, коснулся уплотнительного кольца 26. Создают разрежение в автоклаве, при этом под действием усилий, возникающих за счет разности давлений торец фланца 23 сомкнется с торцом фланца 22 и деформация уплотнительного кольца 26 будет равна а, а корпус крышки 8 переместится на величину Н, преодолев усилие деформации пружин 11, установленных в стакане 12, опирающемся на траверсу 9. Байонетное кольцо 24 свободно поворачивает зуб на зуб и сбрасывают вакуум в автоклаве. При этом уплотнительное кольцо 26 круглого сечения между коническими поверхностями 30 и 32 соответственно фланца 22 корпуса и фланца 23 крышки образкет самоуплотняющееся устройство.

При создании в автоклаве вакуума уплотнительное кольцо 26 втягивается внутрь между двумя поверхностями соответственно цилиндрической 28 проточки 27 фланца 22 корпуса и конической поверхностью 32 фланца 23 крышки, образующими угол β(см. фиг.2), а при избыточном давлении в автоклаве уплотнительное кольцо вытесняется наружу, т.е. вклинивается между конической поверхностью 30 проточки 27 фланца 22 корпуса и конической поверхностью 32 фланца 23 крышки, образующими угол α Чем меньше углы α и β тем более твердый материал уплотнительного кольца можно применять, создавая тем самым более высокие контактные давления на уплотняемых поверхностях.

Кроме того, пружины 11 предусмотрены для компенсации поступательного вертикального перемещения крышки 8 (при неподвижной траверсе). Их использование позволяет избежать перекоса крышки 8 относительно корпуса 1 и тем самым обеспечить точное совмещение разъемов корпуса 1 и крышки 8 автоклава. Кроме этого, пружины 11 способствуют размыканию крышки при открытии автоклава при возможном залипании уплотнительного кольца.

После закрытия автоклава байонетным затвором включают вентилятор 16 и нагреватель 19, т.е. выводят нагреватель на заданный режим работы. Управления вентилями контейнера осуществляются средствами 5 дистанционного управления с приводами 6.

По окончании технологического процесса заполнения или опорожнения контейнера отключают нагреватель 19 и в холодильник 4 подают охлаждающую жидкость, и далее ведут процесс охлаждения контейнера. Затем отключают автоклав, открывают байонетный затвор, сбрасывают вакуум, крышку поднимают и контейнер извлекают.

Таким образом, поскольку атомная промышленность специфическая отрасль, где предъявляются особенно жесткие требования к безопасности ведения технологических процессов, предложенное решение позволяет увеличить функциональные возможности автоклава, повысить безопасность и локализацию гексафторида урана, радиоактивного материала с высокой токсичностью, в объеме автоклава в случае аварийной ситуации, а также надежность и удобство при эксплуатации.

Использование: емкостные аппараты, предназначенные для безопасного ведения технологических процессов по заполнению или опорожнению транспортных контейнеров гексофторидом урана в жидком состоянии, в атомной промышленности. Сущность изобретения: автоклав содержит стационарный корпус, в нижней части которого установлен холодильник, нагреватель и вентилятор расположены в откидной крышке, снабженной пружинами, размещенными в стакане, соединенном с траверсой. Байонетный затвор выполнен с уплотнительным кольцом круглого сечения, установленными в проточке. Проточка расположена на фланце корпуса, основанием которой служит цилиндрическая, а боковыми сторонами - конические поверхности. Соответствующий выступ фланца корпуса имеет внутреннюю коническую поверхность. 3 ил.

АВТОКЛАВ ДЛЯ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ КОНТЕЙНЕРОВ С ГЕКСАФТОРИДОМ УРАНА, содержащий стационарный корпус, смонтированную на траверсе откидную крышку с байонетным затвором, нагреватель, вентилятор, экраны для разделения потока воздуха, систему технологических трубопроводов и средства дистанционного управления, отличающийся тем, что он снабжен установленным в нижней части корпуса холодильником, а нагреватель и вентилятор расположены в откидной крышке, снабженной пружинами, размещенными в стакане, соединенном с траверсой, причем байонетный затвор выполнен с уплотнительным кольцом круглого сечения, установленным в проточке, расположенной на фланце корпуса, основанием которой служит цилиндрическая, боковыми сторонами конические поверхности, а выступ соответствующего фланца крышки имеет внутреннюю коническую поверхность.