Транспортный упаковочный комплект для транспортирования урансодержащих делящихся материалов Российский патент 2023 года по МПК G21F5/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к упаковочным комплектам, предназначенным для транспортирования и транзитного хранения радиоактивных материалов всеми видами транспорта, включая воздушный.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В соответствии с нормами радиационной безопасности и рекомендациями МАГАТЭ, транспортные упаковочные комплекты (ТУК), предназначенные для транспортирования и транзитного хранения радиоактивных материалов, должны обеспечивать высокие радиационно-защитные и прочностные свойства, в том числе, при аварийных ситуациях, возможных в процессе транспортировки и хранения радиоактивных материалов, особенно воздушным транспортом: в соответствии с требованиями МАГАТЭ по безопасности №SSR-6, упаковки для делящихся материалов, предназначенные для перевозки воздушным транспортом, должны пройти усиленные тепловые испытания, когда упаковка выдерживается в тепловой среде в течение 60 минут, и испытание на столкновение с мишенью при скорости не менее 90 м/с.

Известен контейнер (см. патент RU 2175457, G21F 5/00, E05G 1/024), предназначенный для перевозки опасных предметов авиационным транспортом, содержащий наружную металлическую оболочку, в которую последовательно установлены тепловая защита из дерева и внутренняя емкость из металлического корпуса и тепловой защиты из дерева, снабженная оболочкой для перевозимого груза. Контейнер имеет следующие недостатки:

- контейнер не предназначен для перевозки ядерноопасных материалов;

- устройство контейнера не обеспечивает радиационную и ядерную безопасность перевозимых материалов.

Известен ТУК для транспортирования отработавшего ядерного топлива - тепловыделяющих сборок ядерного реактора всеми видами транспорта, включая воздушный (см. патент RU 2581648, G21F 5/00), - прототип, представляющий из себя контейнер, состоящий из внутреннего и наружного корпусов, на котором во время транспортирования устанавливаются съемные противоударные демпферы, крепящиеся к контейнеру с помощью болтового соединения, при этом демпферы выполнены из титанового сплава и имеют оребренную поверхность.

К недостаткам данного ТУК относятся ограничение по номенклатуре перевозимого делящегося материала, связанное с конструкцией его системы герметизации; невысокая технологичность использования, связанная с необходимостью установки/снятия демпфирующих устройств при загрузке/выгрузке перевозимого содержимого.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание конструкции ТУК, не допускающей раскрытия корпуса контейнера, ведущего к утечке, рассеиванию перевозимого делящегося материала, перераспределения материала внутри упаковки с потерей дистанционирования материала, теплового воздействия и возгорания элементов ТУК с одновременным повышением технологичности использования ТУК.

Техническим результатом создания такой конструкции ТУК является обеспечение требований радиационной и ядерной безопасности при транспортировании и транзитном хранении ядерных делящихся материалов и улучшение эксплуатационных качеств ТУК.

Поставленная техническая задача решается тем, что в транспортном упаковочном комплекте для транспортирования урансодержащих делящихся материалов, включающем контейнер, снабженный противоударным демпфером и представляющий собой двухкорпусную конструкцию, каждый корпус которой выполнен в виде стакана с герметично установленной крышкой, при этом крышка внутреннего корпуса обращена к днищу внешнего силового корпуса, согласно изобретению, внутренний корпус контейнера содержит чехол с гнездами, предназначенными для установки емкостей с урансодержащим делящимся материалом, свободные полости чехла заполнены материалом, выполняющим функцию нейтронной защиты, при этом противоударный демпфер расположен на наружной поверхности внешнего силового корпуса контейнера и представляет собой пропитанный огнезащитным составом деревянный массив с наружной облицовкой, выполненной из стального листа, при этом между демпфером и облицовкой проложен огнеупорный материал.

Поставленная задача решается также и тем, что чехол, установленный во внутреннем корпусе контейнера, может иметь пять гнезд, предназначенных для установки емкостей с урансодержащим делящимся материалом. В каждом гнезде возможна установка друг над другом двух емкостей.

В качестве материала, выполняющего функцию нейтронной защиты, может быть использован, например, порошок карбида бора.

В качестве огнеупорного материала, служащего для покрытия деревянного массива, выполняющего функцию противоударного демпфера, возможно использование ткани МБОР.

В верхней части стального листа, предназначенного для облицовки деревянного массива, закреплены сваркой четыре проушины, служащие для кантования транспортного упаковочного комплекта, а в нижней части -четыре опоры.

Предложенная конструкция транспортного упаковочного комплекта позволяет решить поставленную техническую задачу.

Выполнение контейнера ТУК двухкорпусным, установка внутреннего контейнера крышкой к днищу корпуса внешнего силового контейнера и применение в конструкции ТУК противоударного демпфера, охватывающего внешнюю поверхность контейнера, обеспечивают отсутствие раскрытия стыка «корпус - крышка» как контейнера, так и его внешнего силового корпуса, в зависимости от места приложения внешней нагрузки при аварийных условиях перевозки. Как следствие, исключается утечка или рассеивание перевозимого урансодержащего делящегося содержимого и выход его в окружающую среду. Использование в конструкции ТУК двух герметично закрываемых крышек обеспечивает выполнение требований правил МАГАТЭ по исключению перераспределения радиоактивного содержимого внутри упаковки. Применение в конструкции ТУК огнеупорных материалов позволяет исключить возгорание противоударного демпфера, обеспечивая сохранность герметизирующих прокладок при тепловом воздействии на упаковку.

Установка во внутреннем корпусе контейнера ТУК чехла с гнездами для размещения емкостей с урансодержащим делящимся содержимым и заполнение свободных полостей чехла материалом, выполняющим функцию нейтронной защиты, обеспечивают дистанционное размещение урансодержащего делящегося содержимого.

Отсутствие необходимости установки/снятия демпфирующих устройств при загрузке/выгрузке перевозимого содержимого увеличивает производительность труда при использовании ТУК предложенной конструкции, повышая технологичность использования ТУК, улучшая эксплуатационные качества ТУК.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен контейнер ТУК для транспортирования урансодержащих делящихся материалов, общий вид.

На фиг. 2 представлено крепление крышки внешнего корпуса контейнера (фрагмент).

На фиг. 3 представлено крепление крышки внутреннего корпуса контейнера (фрагмент).

На фиг. 4 представлена емкость для урансодержащего делящегося материала, размещаемая в гнезде чехла внутреннего корпуса контейнера.

ТУК включает контейнер, который содержит внешний силовой корпус 1, закрываемый крышкой 2, и внутренний корпус 3, размещенный в корпусе 1 и закрываемый крышкой 4. Внутри корпуса 3 установлен чехол 5 с гнездами, служащими для размещения емкостей 6 для транспортируемого урансодержащего делящегося материала.

Внешний корпус 1 выполнен в виде стального стакана, на наружной поверхности которого установлен противоударный демпфер 7, выполненный, например, из деревянного массива, пропитанного огнезащитным составом, и облицованный снаружи листом 8 тонколистовой стали. Между противоударным демпфером 7 и листом 8 тонколистовой стали помещен огнеупорный материал 9, например, ткань МБОР, предназначенный для защиты противоударного демпфера 7 от температурных воздействий при аварийных ситуациях. Со стороны крышки 2 корпуса 1 установлена заглушка 10 в виде диска, выполненного из демпфирующего материала, например, древесины, покрытой огнезащитным составом и облицованной тонколистовой сталью.

Крышка 2 внешнего корпуса 1, выполненная из толстолистового материала, крепится к корпусу 1 с помощью усиленных болтов 11. Между корпусом 1 и крышкой 2 установлена герметизирующая прокладка 12, служащая для исключения потери транспортируемого содержимого как в нормальных, так и в аварийных ситуациях.

Заглушка 10 крепится к внешнему корпусу 1 с помощью гаек 13. Между заглушкой 10 и корпусом 1 установлена герметизирующая прокладка, предохраняющая от попадания атмосферных осадков внутрь корпуса 1 (не показана).

В верхней части листа 8 тонколистовой стали, предназначенного для облицовки деревянного массива, закреплены сваркой четыре проушины 14, предназначенные для подъема, перемещения ТУК, а также для его закрепления с помощью стяжек в транспортном средстве.

К поверхности корпуса 1 в верхней части приварены четыре опоры 15, предназначенные для ярусного хранения ТУК, и четыре опоры 16 в нижней части.

Крышка 4, выполненная из толстостенного материала, крепится к внутреннему корпусу 3, выполненному в виде стакана из толстостенного материала, с помощью усиленных болтов 17. Между корпусом 3 и крышкой 4 установлена герметизирующая прокладка 18, служащая для исключения потери перевозимого радиоактивного содержимого как в нормальных, так и в аварийных ситуациях.

На наружной поверхности дна корпуса 3 и на внешней поверхности крышки 4 приварены специальные проушины 19, служащие для установки/извлечения корпуса 3 контейнера в силовой внешний корпус 1.

Внутрь корпуса 3 установлен чехол 5 в виде барабана, например, с несколькими гнездами для размещения емкостей 6 с транспортируемым содержимым. Свободные полости чехла 5 заполнены нейтронопоглощающим материалом 20, например, порошком карбида бора В₄С.

Емкость 6 представляет собой цилиндрический корпус 21 с крышкой 22, соединенные резьбой.

Лучший вариант осуществления изобретения

Использование ТУК осуществляется следующим образом.

Урансодержащий делящийся материал, например, в виде порошка, крошек, таблеток, металлических слитков упаковывается в полиэтиленовый чехол, который помещается внутрь корпуса 21 емкости 6 и закрывается резьбовой крышкой 22. Емкости 6 с упакованным в них материалом размещаются в гнездах чехла 5, установленного во внутренней полости корпуса 3 контейнера. Корпус 3 закрывается крышкой 4, крепящейся к корпусу с помощью болтов 17 усиленной конструкции. С помощью грузоподъемного оборудования заполненный и закрытый корпус 3 устанавливается в силовой внешний корпус 1 крышкой 4 вниз. Устанавливается крышка 2 внешнего корпуса 1 и крепится с помощью болтов 11 усиленной конструкции. Затем устанавливается заглушка 10 и крепится с помощью гаек 13. После этого проводится контроль загрязнения наружной поверхности ТУК в соответствии с требованиями правил МАГАТЭ.

Промышленная применимость

ТУК предложенной конструкции прошел типовые испытания. Подтверждены заявленные прочностные качества. Обеспечена возможность расширения номенклатуры перевозимого радиоактивного содержимого.

Таким образом, использование ТУК предложенной конструкции для транспортирования урансодержащих делящихся материалов гарантированно обеспечивает радиационную и ядерную безопасность перевозимых материалов любым видом транспорта, включая воздушный, при этом использование ТУК предложенной конструкции является менее затратным и более технологичным по сравнению с существующими образцами.

Изобретение относится к упаковочным комплектам, предназначенным для транспортирования и транзитного хранения радиоактивных материалов всеми видами транспорта, включая воздушный. Транспортный упаковочный комплект включает контейнер, демпфер и представляет собой двухкорпусную конструкцию. Каждый корпус выполнен в виде стакана с герметично установленной крышкой, при этом крышка внутреннего корпуса обращена к днищу внешнего силового корпуса. Внутренний корпус контейнера содержит чехол с пятью гнездами, предназначенными для установки двух емкостей с урансодержащим делящимся материалом друг над другом. Свободные полости чехла заполнены материалом нейтронной защиты. Противоударный демпфер расположен на наружной поверхности внешнего силового корпуса контейнера и представляет собой пропитанный огнезащитным составом деревянный массив с наружной облицовкой, выполненной из стального листа, при этом между демпфером и облицовкой проложена ткань МБОР. В верхней части стального листа закреплены сваркой четыре проушины, а в нижней части корпуса - четыре опоры. Изобретение обеспечивает улучшение эксплуатационных качеств ТУК. 4 ил.

Транспортный упаковочный комплект для транспортирования ураносодержащих делящихся материалов, включающий контейнер, снабженный противоударным демпфером и представляющий собой двухкорпусную конструкцию, каждый из корпусов которой выполнен в виде стакана с герметично установленной крышкой, при этом крышка внутреннего корпуса обращена к днищу внешнего корпуса, отличающийся тем, что внутренний корпус контейнера снабжен чехлом, в котором выполнены пять гнезд, в каждом из которых установлены друг над другом две емкости с урансодержащим делящимся материалом, свободные полости чехла заполнены материалом, выполняющим функцию нейтронной защиты, противоударный демпфер закреплен на наружной поверхности контейнера и представляет собой пропитанный огнезащитным составом деревянный массив, покрытый огнеупорным материалом и облицованный стальным листом, между деревянным массивом и стальным листом облицовки противоударного демпфера расположена ткань МБОР, к верхней части стального листа облицовки приварены четыре проушины для кантования, а в нижней части корпуса выполнены четыре опоры.