КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2007 года по МПК G21F5/02 

Изобретение касается контейнера для транспортировки и хранения гексафторида урана и направлено на усовершенствование сосуда, известного в коммерческой деятельности как контейнер типа 30В.

Обогащенный гексафторид урана перевозится в данных контейнерах много лет. Гексафторид урана считают обогащенным, если в нем содержится Уран 235 (U235) более чем 1% и транспортировка обогащенного гексафторида урана (вплоть до 5% от веса включительно) должна осуществляться в стандартных и принятых 30В контейнерах. Такие контейнеры, заполненные гексафторидом урана, должны перевозиться в принятой транспортной таре для защиты от тряски и нагрева. Эти транспортировки считаются безопасными, если контейнеры соответственным образом транспортируются и упакованы. Пока вода или другие возможные замедлители нейтронов непосредственно отделены от гексафторида урана, опасная ситуация (неуправляемая ядерная цепная реакция) создаться не может.

По всем аспектам ядерной промышленности в зоне географического влияния Комиссии по ядерной регламентации (КЯР) она определяет перевозку гексафторида урана. Поскольку ее влияние распространяется на порты Соединенных Штатов и поскольку ее инструкции самые жесткие в мире, инструкции КЯР устанавливают минимальные стандарты для большинства международных перевозок гексафторида урана. Американский Национальный Институт Стандартов осуществил публикацию Американского национального института стандартизации (АНИС) N14.1, Упаковка Гексафторида Урана для Транспортировки, в 1971. Этот стандарт был принят до КЯР и установил общепринятую конструкцию контейнеров 30В.

Документ N14.1 АНИС определяет типы материалов, которые являются подходящими для применяемых контейнеров. А именно, документ N14.1, Раздел 5.5, Требования к упаковке. Стандарт UF₆ Контейнеры, Таблица 1, сноска а, сообщает, что стандартный 30В контейнер может использоваться для транспортировки гексафторида урана, который содержит меньше чем 0,5% примесей. Поэтому в этом приложении смесь, состоящую, по крайней мере, из 99,5% весовых частей гексафторида урана в равновесии с другими материалами называют «по существу чистым» гексафторидом урана.

Стандартный контейнер типа 30В, определенный в настоящее время АНИС N14.1-1995, является стальным сосудом около 81 1/2 дюйма длиной и 30 дюймов в диаметре. Он изготовлен из углеродной стали полудюймовой толщины, имеющей форму цилиндрического тела 54 дюйма длиной, закрытый двумя приблизительно полуовальными головными частями. Пара защитных ободков защищает концы контейнера. Указанный стандартный контейнер имеет собственный вес приблизительно 1425 фунта и объем не менее 26 кубических футов. Если заполнить его гексафторидом урана до максимально разрешенной вместимости 5020 фунтов, в котором имеется до пяти процентов весового состава изотопа урана 235, то небольшое количество воды, как 15 литров, может, предположительно, вызвать опасные последствия. Поэтому так важно, чтобы вода была исключена из контейнера.

Есть и другие риски, связанные с перевозкой гексафторида урана. Если этот химический препарат нагреть до его точки кипения 146°F в присутствии воздуха, то может образоваться газообразный фторид водорода (HF_(g)). Такой случай может произойти, если клапан на стандартном контейнере ломается в случае пожара. Газообразный фторид водорода чрезвычайно вреден, если его вдыхать, то смерть наступает практически мгновенно, и для предотвращения его утечки необходимо принять меры.

В данном стандартном контейнере выполнены два отверстия. Отверстия расположены приблизительно по диагонали на противоположных концах головных частей. На одном отверстии размещается клапан, который используется обычно для того, чтобы заполнять и освобождать из контейнера гексафторид урана. Другое отверстие с пробкой используется для периодического осмотра, гидростатического испытания и очистки контейнера. Этот клапан и эта пробка создают общее препятствие к проникновению воды в стандартный контейнер.

Во время перевозки контейнер размещен в защитной отгрузочной таре или в транспортной таре. Транспортная тара защищает контейнер, находящийся внутри от случайных ударов и изолирует его от пожара или другого случайного события, связанного с перегревом, для уменьшения риска получить утечку из-за этого. Транспортную тару и контейнер обычно перевозят океанскими судами, по железной дороге и автотранспортом. Когда контейнер достигает предприятия по переработке, он вытаскивается из транспортной тары и стандартизированным трубопроводом соединяется с клапаном. Документ АНИС N14.1 определяет как точное расположение клапана на изделии, так и его ориентацию по отношению к стыковочным узлам, должным образом приспособленным и состыкованным с клапаном на предприятии по переработке. Даже небольшое изменение в расположении клапана или его ориентации может повлиять на безопасность подключения контейнера к стыковочным узлам предприятия. Как только контейнер соединен с системой трубопровода на предприятии по переработке, он нагревается в автоклаве для испарения гексафторида урана и, таким образом, удаления его для дальнейшей переработки.

Транспортная тара регламентируется правительственными агентствами. Американское министерство транспорта (АМН) выпустило стандартную спецификацию 21 PF1, которая определяет транспортную тару. Такое предписание опубликовано в 49 CFR 178.358. Министерство транспорта разрешает некоторые изменения этой конструкции в Свидетельстве USA/4909/AF, Ревизия 15. Транспортную тару, выполненную по этой спецификации или с ее разрешенными изменениями, называют «сертифицированная тара». Кроме того, комиссия по ядерному урегулированию выпустила инструкции, которые определяют так называемую «подготовленную тару». Эта тара одобрена КЯР, если она соответствует стандартам исполнения, сформулированным в инструкциях. Спецификации исполнения опубликованы в 49 CFR 173.401-476. Одна общая особенность АМН и КЯР это то, что транспортная тара должна быть разработана в соответствии со стандартным 30В контейнером, как определено АНИС N14.1.

Транспортная тара и контейнеры проверяются совместно, как требует КЯР для получения разрешения использования их при транспортировке гексафторида урана. Одно из стандартных испытаний, которое они должны пройти, 30-футовое испытание на ударную нагрузку. В этом испытании 30В контейнер и транспортная тара опускаются с высоты 30 футов на неподвижную бетонную платформу. Тара ориентируется так, чтобы клапан на контейнере располагался вертикально вниз, наихудшее развитие сценария. Чтобы пройти это испытание, никакая часть транспортной тары не может коснуться клапана или какой-либо ответственной части элемента клапана, и клапан должен остаться плотно закрытым. Если это и другие требуемые испытания пройдены, контейнер считается принятым в качестве транспортной тары. Обогащенный гексафторид урана может перевозиться только в контейнерах в транспортной таре, для которой этот контейнер считается принятым.

Инструкции требуют периодического испытания контейнеров, независимо от транспортной тары. А именно, АМН, принятый АНИС N14.1, в свою очередь требует периодического испытания контейнеров. Это испытание включает гидростатическое тестирование каждые пять лет. Перед этим испытанием контейнер очищается. Затем он заполняется водой и герметизируется для обнаружения возможных утечек. Данным испытанием проверяется целостность всей конструкции, включая и сварные швы. Это испытание очень дорого, в частности потому, что создается 26 кубических футов радиоактивных сточных вод, которые обозначаются как низкоизлучающие радиоактивные отходы.

Кроме того, КЯР регламентирует, как плотно могут быть размещены контейнеры в грузовой таре на грузовых судах или другом виде транспорта. Она присваивает каждому судну или перевозчику общий «транспортный индекс» 200. Каждый удовлетворяющий техническим нормам контейнер типа 30В имеет транспортный индекс пять, так что судно, не перевозящее никакого другого ядерного груза, может перевозить до сорока традиционных контейнеров типа 30В (200/5=40). Этот предел безопасности не позволяет грузоотправителям стандартных контейнеров в стандартной транспортной таре экономить за счет достижения максимальных объемов отгрузки в свете доступности специализированных чартерных судов для радиоактивных материалов. Однако это регулирование необходимо даже несмотря на то, что гидростатическое испытание подтверждает целостность конструкции, а транспортная тара обеспечивает защиту от ударного и теплового воздействия, нет никакого способа гарантировать уверенность, что клапан останется водонепроницаемым с использованием имеющейся конструкции контейнера типа 30В. Как отмечалось выше, присутствие даже малого количества воды может с большой очевидностью вызвать опасную ситуацию. Было бы существенным усовершенствованием, если контейнер мог бы быть сконструирован так, что можно было бы гарантировать целостность его клапана, не прибегая к периодическому гидростатическому испытанию. Любое усовершенствование стандартного контейнера должно принести существенные инвестиции в оборудование, которое используется для обслуживания существующих контейнеров, включая как откачку по трубопроводу, так и существующую транспортную тару. При этом требуется, чтобы регламентированные размеры как контейнера, так и местоположения и ориентации клапана не изменялись.

Из патента США 5777343 известен контейнер для транспортировки гексафторида урана, выполненный из стали и содержащий пару формованных цилиндрических головок, приваренных по одной к каждому концу цилиндрического сосуда. Контейнер имеет четыре монтажных проушины, прикрепленных к сосуду, и цилиндрическую юбку, прикрепленную к каждой головке, и защитную заглушку и муфту в головке. На противоположной головке юбка защищает клапан в головке. Контейнер может включать множество колец жесткости, которые придают дополнительную защиту и увеличивают жесткость контейнера.

Целью настоящего изобретения является создание контейнера для транспортировки чистого гексафторида урана, обеспечивающего защиту используемого в нем клапана и гарантию его целостности без проведения периодического гидростатического его испытания.

Согласно изобретению создан контейнер для транспортировки по существу чистого гексафторида урана в транспортной таре, предназначенной для размещения различных контейнеров, имеющих заданный внутренний объем для хранения вещества и содержащих боковую стенку с предварительно выбранной длиной и с ободом, проходящим на каждом конце боковой стенки таким образом, что общая длина контейнера в транспортной таре равна длине сосуда контейнера, суммированной с длиной обода, проходящего с каждого конца, при этом контейнер содержит закрытый стальной сосуд, имеющий объем, равный объему транспортной тары, и содержащий цилиндрическую боковую стенку и головки, каждая из которых закрывает соответствующий конец сосуда и неразъемно присоединена к боковой стенке, клапан, подсоединенный к одной из головок для управления входящим и выходящим из сосуда потоками вещества, уплотняющую поверхность, соединенную с сосудом и окружающую клапан, колпак, расположенный над клапаном и крепежное средство для прижатия колпака к уплотняющей поверхности для создания между ними уплотнения, предотвращающего проникновение потока вещества снаружи колпака к клапану и из клапана во внешнюю часть колпака, обод, соединенный с одной из головок сосуда, к которой присоединен клапан, и проходящий в аксиальном направлении от нее, уплотняющую поверхность клапана, окруженную ободом и проходящую на расстоянии от плоскости, определяемой открытым краем обода, по направлению к головке, другой обод, проходящий аксиально наружу от головки на противоположном конце сосуда от головки, к которой присоединен клапан. Согласно изобретению обод, окружающий уплотняющую поверхность клапана, также окружает колпак и проходит аксиально наружу мимо колпака, при этом осевая длина обода, окружающего колпак, превышает осевую длину обода, проходящего от головки, закрывающей противоположный конец сосуда так, что общие наружные размеры контейнера не превышают соответствующие размеры транспортной тары.

Контейнер может иметь диск, окружающий клапан, и уплотняющей поверхностью является поверхность диска.

Скрепляющее приспособление может включать один или несколько зажимов с резьбой.

Уплотняющая поверхность может быть кольцеобразной, и колпак может содержать противолежащую поверхность с размерами, обеспечивающими плотное примыкание этой поверхности к уплотняющей поверхности, и имеется эластичный уплотняющий элемент, расположенный между противолежащей поверхностью и уплотняющей поверхностью.

Контейнер может включать выемку круглой формы, выполненную в противолежащей поверхности колпака и окружающую клапан при примыкании противолежащей поверхности к уплотняющей поверхности.

Эластичный уплотняющий элемент может быть частично расположен в выемке, выполненной в противолежащей поверхности.

Контейнер может включать средство для проверки целостности уплотнения между колпаком и уплотняющей поверхностью при прижатии колпака к уплотняющей поверхности посредством крепежного средства.

Контейнер может включать пару эластичных уплотняющих элементов, один из которых окружает другой и которые расположены между колпаком и уплотняющей поверхностью.

Средство для проверки целостности уплотнения может включать канал, соединяющий внешнюю поверхность колпака с пространством между двумя эластичными уплотняющими элементами.

Колпак может включать рабочую поверхность, имеющую размеры, обеспечивающие плотное примыкание этой поверхности к уплотняющей поверхности и включающую первую выемку круглой формы, окружающую клапан при расположении колпака на клапане, вторую выемку круглой формы, окружающую первую выемку круглой формы, и эластичные уплотняющие элементы, расположенные в выемках.

Эластичные уплотняющие элементы могут представлять собой уплотнительные кольца.

Колпак может проходить от плоскости, определяемой открытым краем обода, к головке на расстояние не менее 1.27 см, предпочтительно не менее 1.91 см.

Колпак может иметь фланец, содержащий кольцевую поверхность, расположенную напротив уплотняющей поверхности и имеющую первую выемку круглой формы, окружающую клапан при расположении колпака на клапане, вторую выемку круглой формы, окружающую первую выемку круглой формы, и эластичные уплотняющие элементы, расположенные в выемках, при этом фланец имеет кольцевую внешнюю зону, углубленную относительно плоскости кольцевой поверхности, радиально проходящую от кольцевой поверхности и образующую зазор между кольцевой внешней зоной и уплотняющей поверхностью при расположении колпака на уплотняющей поверхности, при этом крепежное средство вытягивает кольцевую внешнюю зону по направлению к уплотняющей поверхности для уменьшения зазора.

Согласно изобретению создан контейнер для транспортировки по существу чистого гексафторида урана, имеющий цилиндрическую боковую стенку и головку, закрывающую один конец контейнера и неразъемно присоединенную к боковой стенке, и клапан, соединенный с головкой для управления потоком вещества в контейнер и из контейнера, и съемную закрывающую сборку защиты клапана, предназначенную для обеспечения по существу непроницаемого покрытия над клапаном и закрытия уплотняющей поверхности контейнера и содержащую крепежное средство для прижатия закрывающей сборки к уплотняющей поверхности для уплотнения кольцевой поверхности на сборке с уплотнительными средствами для предотвращения потока вещества снаружи закрывающей сборки к клапану и от клапана к внешней части закрывающей сборки, и средство для проверки целостности уплотнения между закрывающей сборкой клапана и уплотняющей поверхностью контейнера, отличающийся тем, что закрывающая сборка включает фланец, содержащий кольцевую поверхность, расположенную напротив уплотняющей поверхности и имеющую первую выемку круглой формы, окружающую клапан при расположении закрывающей сборки на клапане, вторую выемку круглой формы, окружающую первую выемку круглой формы, и эластичные уплотняющие элементы, расположенные в выемках, при этом фланец имеет кольцевую внешнюю зону, углубленную относительно плоскости кольцевой поверхности, радиально проходящую от кольцевой поверхности и образующую зазор между кольцевой внешней зоной и уплотняющей поверхностью при расположении закрывающей сборки на уплотняющей поверхности, при этом крепежное средство вытягивает кольцевую внешнюю зону по направлению к уплотняющей поверхности для уменьшения зазора.

Контейнер, выполненный согласно изобретению, имеет двойную защиту для предотвращения попадания воды или выхода гексафторида урана. Клапан, являющийся первым барьером, закрыт закрывающей сборкой, которая образует второй барьер. Второй барьер позволяет получить индекс транспортирования 0. В действительности, добавление второго барьера позволит улучшить контейнеры настолько, что они могут отгружаться оптом в обычной транспортной таре с безопасностью, приемлемой для КОМИССИИ ПО ЯДЕРНОМУ УРЕГУЛИРОВАНИЮ, приводя к существенной экономии в промышленности.

Далее приводится подробное описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:

фиг.1 показывает контейнер согласно настоящему изобретению, установленный в открытой защитной отгрузочной таре или «транспортной таре», установленной в опоре;

Фиг.1А показывает транспортную тару для контейнера, полностью закрытую и установленную в опоре;

Фиг.2 - вид с торцевого конца контейнера, показанного на фиг.1;

Фиг.3 - вид в направлении по стрелкам 3-3 фиг.2 и частично в поперечном разрезе;

Фиг.4 - увеличенный вид части фиг.3, показывающей защитную сборку клапана.

На фиг.1 показан усовершенствованный контейнер 10 типа 30В в соответствии с настоящим изобретением. Контейнер 10 показан внутри нижней половины защитной отгрузочной тары или «транспортной тары» 12. Транспортная тара 12 расположена в опоре 8 со снятой наполовину верхней крышкой и открытыми креплениями, обеспечивающими безопасность. Как известно, в процессе отгрузки контейнер 10 заполняется полностью до 5020 фунтов по существу гексафторидом урана и полностью помещается в транспортную тару, как показано на фиг.1А.

Самые важные улучшения контейнера 10 настоящего изобретения, полностью удовлетворяющего техническим требованиям, будут описаны подробно только в тех деталях, насколько они отличаются от известного стандартного контейнера. Стандартный контейнер 10 типа 30В изготовлен согласно АНИС N14.1 и Нормативов Американского института инженеров-механиков для котлов и паровых сосудов. Раздел VIII, Подраздел 1. Соответственно стандартный контейнер 30В имеет размер 81 1/2 дюйма плюс или минус 1/2 дюйма и имеет диаметр 30 дюймов плюс или минус 1/4 дюйма. Стандартный 30В контейнер имеет минимальный объем 26 кубических футов. Эти размеры используются предпочтительно для контейнеров, изготовленных согласно АНИС N14.1-2000 и поэтому имеет такие преимущества, которые описаны в патенте США №5777343, который основан на отсутствии сваренных полос жесткости. Однако преимущества настоящего изобретения могут также быть получены с контейнерами, изготовленными по более ранним версиям АНИС N14.1, которые требовали наличие сварных полос жесткости.

Контейнер 10 включает клапан, который защищен закрывающей сборкой 14 защиты клапана (фиг.1 и 2). Эта закрывающая сборка, отсутствующая в стандартных контейнерах типа 30В, создает второй барьер для утечки гексафторида урана и более надежно защищает от проникновения воды. Закрывающая сборка 14 защиты клапана точно расположена внутри обода 15, который проходит по окантовке головки контейнера 10. Более детально, удаленный от центра конец закрывающей сборки 14 защиты клапана углублен, по крайней мере, на 1/2 дюйма, а лучше на 0,75 дюйма или более от плоскости определяемой открытым краем обода. Это пространство предусматривает деформацию транспортной тары во время испытания на сбрасывание без какого-либо касания с закрывающей сборкой 14 защиты клапана. Поэтому контейнер 10, собранный с закрывающей сборкой 14, может использоваться со стандартной транспортной тарой типа транспортной тары 12, показанной на фиг.1 и 1А.

Длина обода 15 не установлена АНИС N14.1, но предельная длина, диаметр и минимальная емкость для контейнера установлены. Диаметр и длина являются нормируемыми размерами, чтобы гарантировать, что контейнер установится в стандартную транспортную тару. До заявленного изобретения не было признано, что удлинение одного обода 15 и сокращение другого (не пронумерован) приводит к 1/2-3/4 или больше дюймов зазору и как говорилось выше позволит закрывающей сборке защиты клапана выдержать без повреждений 30-футовый тест на сбрасывание, действительно оставляя не задетым его при деформации транспортной тары, и это благодаря улучшению безопасности и дает в результате сокращение индекса транспортирования.

Закрывающая сборка 14 защиты клапана (фиг.2) включает колпак 16, который закреплен шестью болтами 18. Два болта 18 защищены скобой, и скоба зафиксирована, чтобы гарантировать, что колпак 16 не сместится со своего места, как только он закручен болтами. Остальные болты, все шесть, могут быть защищены скобами так же, если нужно.

Закрывающая сборка 14 защиты клапана, как показано более детально на фиг.4, включает колпак 16 и основание 20. Основание 20 - кольцевой диск, который окружает клапан 30. Основание 20 - диск, приваренный к стенке 22 контейнера 10. Его диаметр и толщина выбраны такими, чтобы не противоречить стандартам и иметь возможность состыковываться с клапаном 30, чтобы имелась возможность заполнять или освобождать контейнер 10 от гексафторида урана.

Основание 20 приварено к стенке 22 непрерывно вокруг ее внешнего и внутреннего периметра, и места сварки тщательно проверены, чтобы гарантировать их целостность. Поэтому эти места сварки обеспечивают надежный барьер, предотвращающий прохождение любого вещества под основанием 20 и последующее проникновение его с внешней стороны контейнера 10 в объем, где закрывающая конструкция окружает клапан 30 или наоборот. Основание 20 также включает шесть, равномерно расположенных отверстий с резьбой (не показаны), с помощью которых болты 18 удерживают колпак 16 на месте.

Верхняя поверхность 24 основания 20 имеет две зоны: внутреннюю зону 28 и внешнюю зону 30. Внутренняя зона 28 представляет кольцо и отстоит от внешней зоны на 1/32 дюйма. Внутренняя зона 28 представляет собой механически обработанную площадку и обеспечивает рабочую поверхность, к которой уплотняется колпак 16. Необходимая гладкость поверхности может быть достигнута механической обработкой основания 20 до либо после приварки основания 20 к стенке 22.

Колпак 16 является изготовленным стальным компонентом, который состоит из купола 40 и фланца 42. Хотя колпак 16 можно изготавливать из одной стальной заготовки, для экономии и упрощения производства рекомендуется изготавливать его из двух частей, сваренных вместе, как показано. Эта сварка тщательно проверяется, чтобы гарантировать его узел.

Фланец 42 сопряжен с основанием 20. Этот конец фланца 42 включает обработанную на станке кольцевую поверхность 44, которая расположена напротив соответствующей плоской внутренней поверхности 28 основания 20. Пара уплотнительных колец 46 и 48 помещены в углубления 50 и 52 соответственно, которые выполнены в кольцевой поверхности 44 фланца 42. Углубления 50 и 52 представлены на виде сверху в виде окружностей, но при желании может быть использована любая замкнутая форма. Углубления 50 и 52 могут быть выполнены с небольшим надрезом, как показано, чтобы удерживать уплотнительные кольца 46 и 48 на месте. Когда кольцевая поверхность 44 и кольцевая поверхность 28 закрепляются друг против друга, уплотнительные кольца 46 и 48 сжимаются, чтобы обеспечить нужное уплотнение. Это уплотнение достаточно для достижения скорости утечки меньшей, чем 10^-3 см³/с при соответствующем тестировании, например, с использованием теста на основе метода мыльного пузыря, описанного в АНИС N14.5-1997, Тесты на утечки упаковки для транспортировки. В этом тесте «эталонный кубический сантиметр в секунду» определяется как объем одного кубического сантиметра сухого воздуха в секунду при одной атмосфере абсолютного давления и 25°С. Уплотнение, при котором обеспечивается вышеупомянутая или меньшая скорость утечки, считается по существу непроницаемым для целей, для которых будет использоваться настоящее изобретение.

Хотя обычные уплотнительные кольца 46 и 48 более предпочтительны благодаря легкости изготовления, можно также использовать другие эластичные уплотняющие элементы, изготовленные, например, из монолитной резины или эластичных полимеров, типа уретана. Подобные альтернативные материалы и технологии производства должны обеспечивать достаточно хорошее уплотнение против утечек, и они должны соответствовать значению термина «эластичные уплотняющие элементы», используемого в этой заявке.

Фланец 42 включает кольцевую внешнюю зону 58, отделенную от плоскости кольцевой поверхности 44. Внешняя зона 58 выровнена относительно внешней зоны 30 основания 20. Две внешние зоны 30 и 58 образуют щель 60 между ними, когда колпак 16 размещается на основании 20. Фланец 42 имеет шесть отверстий (не показаны) в зоне 58 для болтов 18. Эти отверстия выровнены относительно каналов с резьбой в основании 20. Когда колпак 16 размещается на своем месте и болты 18 затянуты до заранее определенного момента вращения, внешняя зона 58 фланца 42 подвергается воздействию, которое обеспечивает заранее определенную постоянную нагрузку на уплотнительные кольца 46 и 48 и совмещенные кольцевые поверхности 24 и 44. Хотя образование щели 60 является более предпочтительным, так как это позволяет фланцу слегка изгибаться, может быть применена любая конструкция, которая обеспечивает достаточно плотное уплотнение между основанием 20 и колпаком.

Закрывающая сборка 14 защиты клапана содержит средство для проверки целостности уплотнения между колпаком 16 и основанием 20. Это средство включает тестовое отверстие 60, которое проходит через внутренние каналы 62, 64, 66 к тестовому каналу 68. Тестовый канал 68 является полукруглой выемкой (в вертикальном поперечном разрезе) в кольцевой поверхности 44 фланца 42. Выемка 68 по форме представляет собой круг, расположенный между выемками 50 и 52.

Фланец 42 имеет высверленное отверстие 70 (фиг.1 и 4) расположенное противоположно тестовому отверстию 60. Это отверстие связано со штырем 72, который выступает от внешней зоны 28 основания 20. Когда контейнер 10 находится в своем обычном горизонтальном положении, штырь 72 находится в положении, аналогичном двенадцати часам стрелки часов, и помогает оператору точно разместить колпак и поместить болты 18 в свои отверстия.

Как только колпак 16 установлен на место, а болты 18 затянуты соответствующим образом, целостность уплотнения может быть проверена. Это осуществляется подключением тестового канала к калиброванному источнику жидкости под давлением или вакуумом. Жидкость достигает тестового канала 68 и, если соединение надежно, жидкость не может пройти дальше. Если происходит утечка, то испытательное оборудование покажет снижение давления или вакуума, и изолирующие уплотнительные кольца могут быть осмотрены и заменены или другой ремонт может быть осуществлен, если это необходимо. По окончании испытания заглушка 70 используется, чтобы перекрыть тестовый канал. Существует большое количество различных тестовых процедур, описанные выше тесты изложены в АНИС N14.5-1977. Эти тесты гарантируют скорость утечки, равную или меньше чем 1×10^-3 эталонных см³/с.

Хотя средство для проверки целостности уплотнения, рассмотренное выше, выполнено в виде тестового отверстия, отверстий и каналов во фланце 42 основания 20, можно разместить эти элементы в основании 20. Если использовать этот вариант, тестовый канал выполняется в поверхности 28 основания 20 таким образом, чтобы он располагался между местами, где уплотнительные кольца контактируют с основанием 20 и был присоединен к тестовому отверстию соответствующими каналами. Подобным образом уплотнительные кольца 46 и 48 могут быть установлены в пазы, выполненные в основании. Однако конструкция, показанная на чертежах, более предпочтительна, потому что ее легче обслуживать, и вероятность повредить уплотнительные кольца 46 и 48 и тестовый канал 68 при присоединении изоляционных трубок клапана 30 меньше.

Помимо болтов 18, используемых для плотного соединения колпака 16 с основанием 20, можно использовать другие способы крепления. Например, резьбовое соединение между основанием может быть использовано с необходимыми уплотнительными кольцами и каналом тестового отверстия, выполненным в колпаке. В качестве альтернативы основание 20 может иметь внешнюю резьбу на внешней окружающей поверхности, и муфта, подобная муфте трубопровода, может использоваться для присоединения колпака к основанию.

Таким образом, ясно, что настоящее изобретение представляет сосуд 10 для транспортировки гексафторида урана, состоящий из боковой цилиндрической стенки, к которой приварены пара полуэллипсоидных головок 22, образующих герметичный контейнер. С одной стороны расположен обслуживающий клапан 30. Клапан 30 закрывается заменяемой водонепроницаемой закрывающей сборкой 14 защиты клапана. Сосуд также включает тестовое отверстие 60, посредством которого может быть проверена целостность закрывающей сборки защиты клапана после того, как сосуд 10 был заполнен гексафторидом урана и сборка защиты клапана была установлена. Сборка защиты клапана имеет такую форму, что она размещается внутри стандартной тары 30В контейнера и таким образом размещается внутри транспортной тары, уже одобренной Комиссией по ядерной регламентации и являющейся собственностью грузоотправителей гексафторида урана.

Сосуд 10, выполненный согласно настоящему изобретению, имеет двойной барьер для предотвращения попадания воды или выхода гексафторида урана. Клапан 30, являющийся первым барьером, включает закрывающую сборку 14, которая формирует второй барьер. Двойной барьер, как ожидается, разрешит индекс транспортирования 0. В действительности появление второго барьера позволяет транспортировать оптом усовершенствованные 30В контейнеры с безопасностью, приемлемой для Комиссии по ядерной регламентации, приводя к существенной экономии в промышленности.

Контейнер для транспортировки гексафторида урана включает цилиндрическую боковую стенку, закрытую парой головных частей, заваренных для создания герметичного контейнера. На одном из концов расположен сервисный клапан. Контейнер также включает отверстие для тестирования, с помощью которого может быть проверена целостность закрывающей сборки защиты клапана после того, как сосуд заполняется гексафторидом урана и будет установлена сборка защиты клапана. Сборка защиты клапана имеет специальную форму для того, чтобы соответствовать по габаритам используемым контейнерам. Находящийся на расстоянии от центральной оси край сборки защиты клапана утапливается от плоскости, определяемой открытым концом обода не менее чем на 1,27 см. Предложенный контейнер для транспортировки гексафторида урана обеспечивает защиту используемого в нем клапана и гарантию его целостности без проведения периодического гидростатического испытания. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Контейнер для транспортировки по существу чистого гексафторида урана в транспортной таре, предназначенной для размещения различных контейнеров, имеющих заданный внутренний объем для хранения вещества и содержащих боковую стенку с предварительно выбранной длиной и с ободом, проходящим на каждом конце боковой стенки таким образом, что общая длина контейнера в транспортной таре равна длине сосуда контейнера, суммированной с длиной обода, проходящего на каждом конце, при этом контейнер содержит закрытый стальной сосуд, имеющий объем, равный объему транспортной тары, и содержащий цилиндрическую боковую стенку и головки, каждая из которых закрывает соответствующий конец сосуда и неразъемно присоединена к боковой стенке, клапан, присоединенный к одной из головок для управления входящим и выходящим из сосуда потоками вещества, уплотняющую поверхность, соединенную с сосудом и окружающую клапан, колпак, расположенный над клапаном, и крепежное средство для прижатия колпака к уплотняющей поверхности для создания между ними уплотнения, предотвращающего проникновение потока вещества снаружи колпака к клапану и из клапана во внешнюю часть колпака, обод, соединенный с одной из головок сосуда, к которой присоединен клапан, и проходящий в аксиальном направлении от нее, уплотняющую поверхность клапана, окруженную ободом и проходящую на расстоянии от плоскости, определяемой открытым краем обода, по направлению к головке, другой обод, проходящий аксиально наружу от головки на противоположном конце сосуда от головки, к которой присоединен клапан, отличающийся тем, что обод, окружающий уплотняющую поверхность клапана, также окружает колпак и проходит аксиально наружу мимо колпака, при этом осевая длина обода, окружающего колпак, превышает осевую длину обода, проходящего от головки, закрывающей противоположный конец сосуда так, что общие наружные размеры контейнера не превышают соответствующие размеры транспортной тары.2. Контейнер по п.1, отличающийся тем, что имеет диск, окружающий клапан, и уплотняющей поверхностью является поверхность диска.3. Контейнер по п.1, отличающийся тем, что скрепляющее приспособление содержит зажим с резьбой.4. Контейнер по п.1, отличающийся тем что скрепляющее приспособление содержит несколько зажимов с резьбой.5. Контейнер по п.1, отличающийся тем, что уплотняющая поверхность является кольцеобразной, и колпак содержит противолежащую поверхность с размерами, обеспечивающими плотное примыкание этой поверхности к уплотняющей поверхности, и имеется эластичный уплотняющий элемент, расположенный между противолежащей поверхностью и уплотняющей поверхностью.6. Контейнер по п.5, отличающийся тем, что включает выемку круглой формы, выполненную в противолежащей поверхности колпака и окружающую клапан при примыкании противолежащей поверхности к уплотняющей поверхности.7. Контейнер по п.6, отличающийся тем, что эластичный уплотняющий элемент частично расположен в выемке, выполненной в противолежащей поверхности.8. Контейнер по п.1, включающий средство для проверки целостности уплотнения между колпаком и уплотняющей поверхностью при прижатии колпака к уплотняющей поверхности посредством крепежного средства.9. Контейнер по п.8, включающий пару эластичных уплотняющих элементов, один из которых окружает другой и которые расположены между колпаком и уплотняющей поверхностью.10. Контейнер по п.9, отличающийся тем, что средство для проверки целостности уплотнения включает канал, соединяющий внешнюю поверхность колпака с пространством между двумя эластичными уплотняющими элементами.11. Контейнер по п.10, отличающийся тем, что колпак включает рабочую поверхность, имеющую размеры, обеспечивающие плотное примыкание этой поверхности к уплотняющей поверхности, и включающую первую выемку круглой формы, окружающую клапан при размещении колпака на клапане, вторую выемку круглой формы, окружающую первую выемку круглой формы, и эластичные уплотняющие элементы, расположенные в выемках.12. Контейнер по п.11, отличающийся тем, что эластичные уплотняющие элементы представляют собой уплотнительные кольца.13. Контейнер по п.1, отличающийся тем, что колпак проходит от плоскости, определяемой открытым краем обода, к головке на расстоянии не менее 1,27 см.14. Контейнер по п.13, отличающийся тем, что включает средство для проверки целостности уплотнения между колпаком и уплотняющей поверхностью при прижатии колпака к уплотняющей поверхности посредством крепежного средства.15. Контейнер по п.14, отличающийся тем, что включает пару эластичных уплотняющих элементов, один из которых окружает другой и которые расположены между колпаком и уплотняющей поверхностью.16. Контейнер по п.15, отличающийся тем, что средство для проверки целостности уплотнения имеет канал, соединяющий внешнюю поверхность колпака с пространством между двумя эластичными уплотняющими элементами.17. Контейнер по п.16, отличающийся тем, что колпак имеет фланец, содержащий кольцевую поверхность, расположенную напротив уплотняющей поверхности и имеющую первую выемку круглой формы, окружающую клапан при расположении колпака на клапане, вторую выемку круглой формы, окружающую первую выемку круглой формы, и эластичные уплотняющие элементы, расположенные в выемках, при этом фланец имеет кольцевую внешнюю зону, углубленную относительно плоскости кольцевой поверхности, радиально проходящую от кольцевой поверхности и образующую зазор между кольцевой внешней зоной и уплотняющей поверхностью при расположении колпака на уплотняющей поверхности, при этом крепежное средство вытягивает кольцевую внешнюю зону по направлению к уплотняющей поверхности для уменьшения зазора.18. Контейнер по п.17, отличающийся тем, что эластичными уплотняющими элементами являются уплотнительные кольца.19. Контейнер по п.13, отличающийся тем, что колпак проходит от плоскости, определяемой открытым краем обода, к головке на расстоянии не менее 1,91 см.20. Контейнер по п.19, отличающийся тем, что включает средство для проверки целостности уплотнения между колпаком и уплотняющей поверхностью при прижатии колпака к уплотняющей поверхности крепежным средством.21. Контейнер по п.20, отличающийся тем, что включает пару эластичных уплотняющих элементов, один из которых окружает другой, и которые расположены между колпаком и уплотняющей поверхностью.22. Контейнер по п.21, отличающийся тем, что средство для проверки целостности уплотнения имеет канал, связывающий внешнюю поверхность колпака с пространством между двумя эластичными уплотняющими элементами.23. Контейнер по п.22, отличающийся тем, что колпак имеет рабочую поверхность с размерами, обеспечивающими плотное примыкание этой поверхности к уплотняющей поверхности и включающую первую выемку круглой формы, окружающую клапан при расположении колпака на клапане, вторую выемку круглой формы, окружающую первую выемку круглой формы, и эластичные уплотняющие элементы, расположенные в выемках.24. Контейнер по п.23, отличающийся тем, что эластичными уплотняющими элементами являются уплотнительные кольца.25. Контейнер для транспортировки по существу чистого гексафторида урана, имеющий цилиндрическую боковую стенку и головку, закрывающую один конец контейнера и неразъемно присоединенную к боковой стенке, и клапан, соединенный с головкой для управления потоком вещества в контейнер и из контейнера, и съемную закрывающую сборку защиты клапана, предназначенную для обеспечения по существу непроницаемого покрытия над клапаном и закрытия уплотняющей поверхности контейнера и содержащую крепежное средство для прижатия закрывающей сборки к уплотняющей поверхности для уплотнения кольцевой поверхности на сборке с уплотнительными средствами для предотвращения потока вещества снаружи закрывающей сборки к клапану и от клапана к внешней части закрывающей сборки, и средство для проверки целостности уплотнения между закрывающей сборкой клапана и уплотняющей поверхностью контейнера, отличающийся тем, что закрывающая сборка включает фланец, содержащий кольцевую поверхность, расположенную напротив уплотняющей поверхности и имеющую первую выемку круглой формы, окружающую клапан при расположении закрывающей сборки на клапане, вторую выемку круглой формы, окружающую первую выемку круглой формы, и эластичные уплотняющие элементы, расположенные в выемках, при этом фланец имеет кольцевую внешнюю зону, углубленную относительно плоскости кольцевой поверхности, радиально проходящую от кольцевой поверхности и образующую зазор между кольцевой внешней зоной и уплотняющей поверхностью при расположении закрывающей сборки на уплотняющей поверхности, при этом крепежное средство вытягивает кольцевую внешнюю зону по направлению к уплотняющей поверхности для уменьшения зазора.