Защитный контейнер для хранения и транспортирования радиационно-, пожаро-, взрывоопасных грузов



Защитный контейнер для хранения и транспортирования радиационно-, пожаро-, взрывоопасных грузов
Защитный контейнер для хранения и транспортирования радиационно-, пожаро-, взрывоопасных грузов
Защитный контейнер для хранения и транспортирования радиационно-, пожаро-, взрывоопасных грузов

 


Владельцы патента RU 2580518:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU)

Изобретение относится к средствам хранения, транспортирования радиационно-, пожаро-, взрывоопасных грузов. Защитный контейнер состоит из основания с установленным на нем корпусом с крышкой, внутри которых установлены пулезащитный, энергопоглощающий экраны, теплозащитный материал. Между корпусом и крышкой герметично установлена система равномерно расположенных предохранительных клапанов. Груз закреплен во внутренней полости контейнера, ограниченной герметичной оболочкой, в которой установлен, по крайней мере, один предохранительный клапан. Перед клапаном установлен фильтрующий блок, состоящий из фильтра тонкой очистки, изготовленного из термостойкого газопроницаемого наноструктурированного углеродного материала, и фильтра грубой очистки, изготовленного из нескольких слоев сетчатого термостойкого материала. Выход фильтрующего блока и вход предохранительного клапана ограничены герметичной полостью. Технический результат - исключение выхода из гермообъема контейнера мелкодисперсных продуктов окисления радиоактивных веществ 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области хранения и транспортирования радиационно-, пожаро-, взрывоопасных грузов в защитных контейнерах (ЗК).

Для безопасного транспортирования и хранения опасных грузов в промышленности применяются защитные контейнеры, материалы конструкций которых уже в процессе естественного старения и взаимодействия могут образовывать радиационно-, пожаро-, взрывоопасные газовые смеси. Опасность образования таких смесей значительно возрастает при интенсивных аварийных термических воздействиях, превышающих защитные свойства контейнера.

Известно устройство для транспортировки и (или) хранения взрыво-, радиационно- и токсикологически опасного груза [RU, п. №2235373, G21F 5/00, B65D 85/00, 2003. Устройство для транспортировки и (или) хранения взрыво-, радиационно- и токсикологически опасного груза]. Устройство содержит контейнер и амортизаторы. Крышки и стенки контейнера выполнены в виде защитной оболочки, содержащей чередующиеся слои из металла и жаропрочной резины с отверстиями и полость, расположенную между защитными слоями и сообщающуюся с внутренней полостью контейнера через невозвратные клапаны. На крышке контейнера установлен редукционный клапан с фильтром для выравнивания избыточного давления внутри контейнера с давлением окружающей среды (ОС) без загрязнения ОС. Геометрические параметры, жесткость, прочностные свойства защитной оболочки, размеры и расположение отверстий выбраны такими, чтобы после их деформации после взрыва вредные вещества не вышли за пределы контейнера. Данное устройство принято в качестве аналога.

В качестве прототипа принят защитный контейнер для хранения и транспортирования взрывчатых веществ и изделий, содержащих взрывчатые вещества, описанный в патенте РФ на полезную модель «Защитный контейнер для хранения и транспортирования взрывчатых веществ (ВВ) и изделий, содержащих взрывчатые вещества» №127993, G21F 5/00, опубл. 10.05.2013. Защитный контейнер состоит из основания с установленным на нем корпусом с крышкой, внутри которых установлены пулезащитный экран, энергопоглощающий экран, теплозащитный материал, а между корпусом и крышкой герметично установлена система равномерно расположенных предохранительных клапанов. Груз закреплен во внутренней полости контейнера, ограниченной герметичной оболочкой, в которой установлен, по крайней мере, один предохранительный клапан. Условием срабатывания клапана является наличие во внутренней полости более высокого давления, чем в пространстве между герметичной оболочкой и корпусом с крышкой. Система предохранительных клапанов также срабатывает при наличии более высокого давления в вышеупомянутом пространстве, чем давление окружающей среды.

Недостатком аналога и прототипа является возможность выхода в окружающую среду радиоактивных аэрозолей, включающих мелкодисперсные продукты окисления и диспергированные частицы наиболее опасной для людей респирабельной фракции (10 мкм), образующиеся в результате интенсивных аварийных термических воздействий, превышающих защитные свойства контейнера.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение безопасности хранения и транспортирования радиационно-, пожаро-, взрывоопасных грузов, а также - обеспечение безопасности работ по ликвидации последствий аварий с исключением или снижением их до безопасных уровней.

Технический результат заключается в том, что исключается выход из гермообъема ЗК в ОС мелкодисперсных продуктов окисления радиоактивных веществ (PB), образующихся в результате термического воздействия на ЗК с опасным грузом.

Технический результат достигается за счет того, что в полости герметичной оболочки защитного контейнера для хранения и транспортирования радиационно-, пожаро-, взрывоопасных грузов, состоящего из основания с установленным на нем корпусом с крышкой, внутри которых установлены пулезащитный экран, энергопоглощающий экран, теплозащитный материал, между корпусом и крышкой герметично установлена система равномерно расположенных предохранительных клапанов, груз закреплен во внутренней полости контейнера, а внутренняя полость контейнера ограничена герметичной оболочкой, в которой установлен, по крайней мере, один предохранительный клапан, перед предохранительным клапаном установлен фильтрующий блок, состоящий из фильтра тонкой очистки, изготовленного из термостойкого газопроницаемого наноструктурированного углеродного материала, и фильтра грубой очистки, изготовленного из нескольких слоев сетчатого термостойкого материала, при этом выход фильтрующего блока и вход предохранительного клапана ограничены герметичной полостью.

Предохранительные клапаны могут быть сгруппированы и установлены по периметру герметичной оболочки. Фильтрующий блок устанавливается напротив каждой группы предохранительных клапанов, при этом выход фильтрующего блока и входы предохранительных клапанов каждой группы ограничены герметичной полостью. Для оптимального газотока газовой смеси по газодинамическому тракту и срабатывания предохранительных клапанов с учетом газодинамического сопротивления элементов конструкции фильтрующего блока давление газа в герметичной полости перед входом в фильтрующий блок не должно превышать значения 0,3…0,5 МПа, а суммарная площадь проходного сечения предохранительного клапана или системы клапанов должна быть не менее 20…30 см2.

Размещенный в полости герметичной оболочки ЗК фильтрующий блок, являясь частью газодинамического тракта, фильтрует, поглощает и локализует в гермообъеме ЗК мелкодисперсные продукты окисления радиоактивных веществ (PB), образующиеся в результате термического воздействия на ЗК с опасным грузом. Фильтр грубой очистки, обеспечивая предварительную фильтрацию, задерживает крупнодисперсные радиоактивные частицы размером 200…500 мкм, а фильтр тонкой очистки фильтрует радиоактивные аэрозоли, поглощая мелкодисперсные продукты окисления и диспергированные частицы наиболее опасной для людей респирабельной фракции (0,5…10 мкм), значительно снижая (исключая) радиационную опасность образующихся газовых сред.

На фиг. 1 схематично представлена конструкция защитного контейнера для хранения и транспортирования радиационно-, пожаро-, взрывоопасных грузов, на фиг. 2 - расположение конструкции фильтрующего блока в ЗК, на фиг. 3 - вид фильтрующего блока в ЗК сверху в сечении, где:

1 - корпус; 2 - крышка; 3 - термозащитный материал; 4 - пулезащитный экран; 5 - энергопоглощающий экран; 6 - внутренняя полость, 7 - герметичная оболочка; 8 - фланцевый разъем; 9 - уплотнительный герметизирующий элемент; 10 - предохранительный клапан, размещенный в герметичной оболочке; 11 - система предохранительных клапанов; 12 - основание; 13 - упакованный груз, 14 - фильтрующий блок, состоящий из фильтра грубой очистки - 15 и фильтра тонкой очистки - 16.

Наружный контур защитного контейнера образован корпусом 1, основанием 12 и цилиндрической крышкой 2, стыкующихся между собой фланцевым разъемом 8 с кольцевым резиновым уплотнительным герметизирующим элементом 9. Герметичная оболочка 7 отделяет упакованный груз 13, размещенный во внутренней полости 6, от защитных слоев контейнера, расположенных во внутренней полости 6. В полости герметичной оболочки 7 перед предохранительным клапаном 10 установлен фильтрующий блок 14 из элементов, выполненных из термостойких пористых наноструктурированных углеродных материалов, способных фильтровать, поглощать и локализовывать в гермообъеме ЗК мелкодисперсные продукты окисления радиоактивных веществ (PB), образовавшиеся в результате термического воздействия на опасный груз. Фильтрующий блок 14 конструктивно входит в газодинамический тракт выхода газообразных продуктов из внутренней полости 6 контейнера через выходное отверстие предохранительного клапана 10 (или системы клапанов). Основными элементами конструкции фильтрующего блока 14 являются фильтр грубой очистки 15 и фильтр тонкой очистки 16. Открытие предохранительного клапана 10 происходит только при повышении температуры и возникновении более высокого избыточного давления в объеме, ограниченном герметичной оболочкой 7 с фильтрующим блоком 14, чем в пространстве, образованном между герметичной оболочкой 7 и корпусом 1 с крышкой 2. В наружном контуре между фланцевым разъемом 8 корпуса 1 и крышки 2 по окружности установлена система предохранительных клапанов 11, сгруппированных и установленных по периметру герметичной оболочки 7. Фильтрующий блок 14 установлен напротив каждой группы предохранительных клапанов 10, при этом выход фильтрующего блока 14 и входы предохранительных клапанов 10 ограничены герметичной плоскостью 6. С учетом газодинамического сопротивления фильтрующего блока 14 давление газа не должно превышать значение 0,3…0,5 МПа, а суммарная площадь проходного сечения предохранительных клапанов должна быть не менее 20…30 см2.

Устройство работает следующим образом.

В случае аварийной ситуации, связанной с длительным высокотемпературным воздействием на ЗК с упакованным опасным грузом, при разрушении и загорании упакованного груза в процессе термодеструкции происходит интенсивное газовыделение с выделением дополнительного тепла и диспергированием PB. Во внутренней полости 6 контейнера начинает повышаться давление. Предохранительный клапан 10, размещенный в герметичной оболочке 7, срабатывает при повышении температуры и росте давления до величины 0,15…0,3 МПа при поступлении на него газовой смеси, прошедшей через фильтрующие блоки 14. На фильтре грубой очистки 15 происходит поглощение крупных (200…500 мкм) диспергированных радиоактивных частиц. На фильтре тонкой очистки 16 происходит сорбция аэрозольных частиц респирабельной фракции (менее 10 мкм). Дальнейшее открытие системы предохранительных клапанов 11 обеспечивает сброс давления при оттоке опасных газов в окружающую среду. После того как продукты горения перестают выделяться, давление во внутренней полости 6 контейнера снижается, предохранительный клапан 10 под действием пружины закрывается, изолируя внутреннюю полость 6 с размещенным грузом 13. При этом, благодаря фильтрации и сорбции фильтрующим блоком, исключается выход из гермообъема ЗК в окружающую среду радиоактивных аэрозолей, включающих мелкодисперсные продукты окисления и диспергированные частицы респирабельной фракции. Также, благодаря автоматическому срабатыванию системы клапанов 11, размещенных по периметру фланцевого разъема 8 и обеспечивающих сообщение гермообъема контейнера с окружающей средой, исключается повышение давления в пространстве, образованном между герметичной оболочкой 7 и корпусом 1 с крышкой 2, выше величины 0,15…0,3 МПа при стравливании газов из внутренней полости 6 через предохранительный клапан 10.

Техническое решение может быть использовано при хранении, транспортировании и проведении работ по ликвидации последствий аварий с радиационно-, пожаро-, взрывоопасными грузами, с исключением или снижением их до безопасных уровней, в военной и народно-хозяйственной деятельности, а также в хранилищах для опасных грузов.

1. Защитный контейнер для хранения и транспортирования радиационно-, пожаро-, взрывоопасных грузов, состоящий из основания с установленным на нем корпусом с крышкой, внутри которых установлены пулезащитный экран, энергопоглощающий экран, теплозащитный материал, между корпусом и крышкой герметично установлена система равномерно расположенных предохранительных клапанов, груз закреплен во внутренней полости контейнера, внутренняя полость контейнера ограничена герметичной оболочкой, в которой установлен, по крайней мере, один предохранительный клапан, отличающийся тем, что в полости герметичной оболочки защитного контейнера перед предохранительным клапаном установлен фильтрующий блок, состоящий из фильтра тонкой очистки, изготовленного из термостойкого газопроницаемого наноструктурированного углеродного материала, и фильтра грубой очистки, изготовленного из нескольких слоев сетчатого термостойкого материала, при этом выход фильтрующего блока и вход предохранительного клапана ограничены герметичной полостью.

2. Защитный контейнер по п. 1, отличающийся тем, что предохранительные клапаны сгруппированы и установлены по периметру герметичной оболочки.

3. Защитный контейнер по п. 2, отличающийся тем, что фильтрующий блок установлен напротив каждой группы предохранительных клапанов, при этом выход фильтрующего блока и входы предохранительных клапанов каждой группы ограничены герметичной полостью.

4. Защитный контейнер по п. 1, отличающийся тем, что давление газа в герметичной полости перед входом в фильтрующий блок не должно превышать значение 0,3…0,5 МПа, а суммарная площадь проходного сечения предохранительного клапана или системы клапанов должна быть не менее 20…30 см2.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автоматизированным средствам идентификации узлов или элементов, преимущественно используемых для хранения и транспортировки отработанных тепловыделяющих сборок, в частности ампулы, в которую осуществляется загрузка пучка тепловыделяющих элементов (твэлов) отработавшей тепловыделяющей сборки (ОТВС) реактора РБМК-1000.

Изобретение относится к атомной технологии, в частности к комплексной утилизации, консервации, временному и длительному хранению радиационно-опасных крупногабаритных объектов.

Изобретение относится к хранению и/или утилизации опасных отходов, в том числе ядерных, таких как кальцинированный материал. В отдельных вариантах осуществления устройство включает в себя контейнер, имеющий корпус контейнера, наполнительный канал, выполненный так, чтобы соединяться с наполнительным патрубком и пробкой наполнительного канала, и выпускной канал, имеющий фильтр.

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к обращению с отработавшим ядерным топливом, а более конкретно к ампуле, в которой размещаются пучки твэлов отработавшей тепловыделяющей сборки реактора РБМК-1000, для последующего размещения и транспортировки в транспортном упаковочном комплекте в сухое хранилище.

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к ампуле, в которой размещается пучок тепловыделяющих элементов (твэлов) отработавшей тепловыделяющей сборки реактора РБМК - 1000.
Изобретение относится к способу длительного хранения отработавшего ядерного топлива ядерного реактора. В заявленном способе предварительно перед размещением отработавшей тепловыделяющей сборки ядерного реактора в стальном пенале и герметизацией пенала крышкой, в стальной пенал помещают свинец, химически инертный по отношению к материалу оболочки ТВЭЛов отработавших тепловыделяющих сборок, материалу корпуса пенала, воздуху и воде.

Изобретение относится к способам защиты радиоактивных (особо опасных) массивных грузов от интенсивных механических воздействий, а именно к проектированию контейнеров для радиоактивных материалов, эксплуатация которых предполагает возможность перевозок авиационным транспортом, при аварии которого на контейнер с особо опасным грузом могут действовать интенсивные механические нагрузки, приводящие к разрушению груза и последующему масштабному радиоактивному заражению местности.

Изобретение относится к области атомной техники, а именно к способам обращения с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ). Выявляют ячейку с попавшей в процессе хранения водой.

Изобретение относится к области транспортных упаковочных устройств, используемых для временного хранения и транспортирования, например, «свежих» тепловыделяющих сборок (ТВС) от предприятия-изготовителя к потребителю на атомные станции, в частности для перевозки двух ТВС-КВАДРАТ для реактора PWR.

Изобретение относится к области транспортных упаковочных устройств, используемых в атомной энергетике для временного хранения и транспортирования «свежих» тепловыделяющих сборок (ТВС) от предприятия-изготовителя к потребителю на атомные станции.

Изобретения относится к ядерной технике, в частности к перегрузке ампул с пучками тепловыделяющих элементов реактора РБМК-1000 из транспортного чехла в пеналы сухого хранилища. Крышка для перегрузки решетки пенала содержит диск с центральным грибком и дублирующим захватным буртом, выполнена с возможностью ее установки на вертикальные стойки решетки. В грибке выполнено цилиндрическое отверстие, соосно с которым к нижней части крышки присоединен полый корпус. В корпусе установлены на осях поворотные рычаги, снабженные радиусными лапками и верхними и нижними кулачками, и подвижный стержень, фиксируемый в крайних положениях установленными на стержне выше и ниже грибка головкой и буртом. Решетка содержит присоединенные к основанию вертикальные стойки и три соосных яруса ячеек, состоящих из трубчатых гильз, соединенных с вертикальными стойками и между собой пластинами с образованием круглых и треугольных ячеек. В основании выполнены отверстия, соосные с осями симметрии ячеек. Технический результат - автоматическое сцепление и расцепление крышки с решеткой при установке крышки на решетку и ее снятии с решетки, зацепление решетки крышкой за центральную ячейку после извлечения из нее ампулы. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: изобретение относится к передвижным защитным контейнерам типа «С», предназначенным для хранения и транспортирования отработавших тепловыделяющих сборок атомных электростанций всеми видами транспорта, включая воздушный. Транспортно-упаковочный комплект для транспортирования и хранения отработавшего ядерного топлива включает контейнер, на торцах которого установлены съемные противоударные демпферы, каждый выполнен в виде набора. Набор состоит по меньшей мере из двух колец, установленных перед торцом контейнера и соединенных между собой концентричными цилиндрами. Контейнер представляет собой двухкорпусную конструкцию, в которой каждый из корпусов выполнен в виде стакана с герметично установленной крышкой. Крышка внутреннего корпуса обращена к днищу внешнего корпуса, имеющего торцовые кольца, на которых установлен боковой демпфер, представляющий собой цилиндр с продольными ребрами, на торцах которых симметрично закреплены цилиндрические обечайки, выходящие за их пределы, частично охватывающие боковую поверхность торцевых съемных противоударных демпферов. Технический результат - снижение динамических ударных нагрузок на контейнер независимо от направления воздействия при аварийных ситуациях, возможных в процессе транспортировки, особенно воздушным транспортом, а также возможность транспортирования большей массы перевозимого груза. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к ядерной энергетике. Способ изготовления контейнера для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива включает изготовление корпуса контейнера. Заполняют образовавшиеся полости нейтронно-защитным материалом. В литейную форму внутренней части корпуса контейнера устанавливают цилиндр. Наружная часть корпуса крепится к его внутренней биметаллической части за счет усадки. Усадка происходит в процессе кристаллизации жидкого металла (расплава чугуна), при этом теплоотводящие элементы оказываются зажатыми (влитыми) между наружной поверхностью внутренней части корпуса и внутренней поверхностью наружной части корпуса. Изобретение позволяет повысить технологичность изготовления контейнера, снизить трудовые и финансовые затраты на его изготовление. 4 ил.

Группа изобретений относится к контейнерам для длительного хранения и транспортировки отработавшего ядерного топлива. Способ защиты контейнера для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива включает нанесение антикоррозионного покрытия на внутреннюю поверхность стакана. Антикоррозионное покрытие наносят методом лазерной наплавки, а в качестве покрытия используют коррозионно-стойкую композицию, включающую никель. Кроме этого, имеются способы, в которых покрытие наносят методом высокоскоростного газопламенного напыления, методом электродуговой металлизации и с помощью плазменной струи. Группа изобретений позволяет повысить эксплуатационные характеристики контейнера за счет нанесения защитной коррозионно-стойкой композиции. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к способам защиты внутренней поверхности контейнеров для длительного хранения и транспортировки отработавшего ядерного топлива. Предложены три варианта обработки поверхности контейнера. Наносят антикоррозийное покрытие на основе никеля, производят механическую обработку поверхности контейнера и затем химическую обработку поверхности контейнера последовательно слабым раствором азотной или серной кислоты и концентрированными щелочами. Или покрытие наносят из псевдосплава металлов, имеющих разный электродный потенциал, после этого производят механическую обработку поверхности покрытия, затем производят химическую обработку поверхности слабым раствором кислоты, способной взаимодействовать с более активным из металлов пары псевдосплава, после чего поверхность обрабатывают раствором щелочи. Технический результат - повышение эффективности обработки поверхности дезактивирующими растворами, повышение качества газотермического покрытия, уменьшение материальных и временных затрат. 3 н. и 9 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способу газодинамического напыления антикоррозионного покрытия из коррозионно-стойкой композиции на поверхности контейнера для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива, выполненного из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и может быть использовано, например, для покрытия полости контейнера, служащей для приема отработавшего ядерного топлива. Напыление покрытия осуществляют с помощью средства для гиперзвуковой металлизации, содержащего камеру сгорания и распылительное сопло. Упомянутое средство устанавливают в положение для нанесения покрытия, затем распыляют проволочный материал, соответствующий по своему химическому составу химическому составу коррозионно-стойкой стали, для чего подключают к проволочному материалу напряжение постоянного тока и зажигают электрическую дугу в упомянутой камере сгорания, в которую подают бутано-воздушную, или пропано-воздушную, или бутано-пропано-воздушную смесь. Затем распыляемый материал в среде этой смеси подают через упомянутое распылительное сопло в направлении к снабжаемым покрытием поверхностям контейнера, при этом упомянутый контейнер равномерно вращают вокруг оси, геометрически совмещенной с его продольной осью, а средство для гиперзвуковой металлизации одновременно поступательно перемещают вдоль упомянутой продольной оси при напылении покрытия на боковые поверхности упомянутого контейнера или радиально по отношению к этой продольной оси при напылении покрытия на торцевые поверхности упомянутого контейнера, причем скорости вращения последнего и поступательного перемещения средства для гиперзвуковой металлизации взаимосвязаны. Обеспечивается нанесение антикоррозионного покрытия на поверхности элементов контейнера для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх