Контейнер для зберігання екологічнонебезпечних речовин та радіоактивних відходів низької та середньої активності

Изобретение относится к области защиты человека и окружающей среды от воздействия экологически опасных ве ществ и радиоактивных отходов, а именно для хранения отходов черной, цветной, химической промышленности, атомных электростанций и др. Известны контейнера для хранения опасных веществ, в т.ч. и радиоактивных отходов, стенки корпусов которых состоят из материалов, обеспечивающих контейнеру в зависимости от свойств загружаемого материала требуемые эксплуатационные свойства: механическую прочность, герметичность, биологическую защиту, антикоррозионные свойства. Например, в известном контейнере [Заявка Франции №2648611] стенки контейнера и крышки изготовлены из бетона, армированного металлическими волокнами. В другом известном контейнере [Заявка. ФРГ №3321250] корпус состоит из наружной металлической оболочки и внутренней бетонной обечайки, между которыми расположен тонкий слой бетона меньшей прочности. В известном контейнере-прототипе [Заявка ЕПВ №0109І35] наружным слоем является металлический корпус, на внутренней поверхности которого нанесен бетонный слой, армированный соответствующим материалом. Для повышения герметичности и антикоррозионных свойств контейнера внутренние стенки бетонного слоя и зазоры между металлическими корпусом и бетоном заполняют под высоким давлением пропитывающим полимерным веществом и отверждают. К недостаткам аналогов можно отнести ряд ограничений по их применению. Как известно бетоны обладают пористостью и определенным процентом водопоглощения, который колеблется от 4 до 18%, поэтому контейнеры по заявке 2648611 могут быть использованы только для хранения твердых веществ. Контейнер по заявке 0109135 пригоден для хранения твердых материалов и жидких не агрессивных веществ. Срок эксплуатации таких контейнеров определяется сроком службы наружного металлического корпуса. Недостатком контейнера-прототипа, в котором можно хранить твердые и жидкие агрессивные вещества, является потеря прочностных и физико-химических свойств полимерного покрытия в процессе эксплуатации (старение), что ограничивает срок их службы, и сложная технология нанесения покрытия, что значительно увеличивает стоимость контейнера. В основу предлагаемого изобретения поставлена задача усовершенствовать контейнер путем использования для его изготовления материалы с низкими показателями водопоглощения и высокими антикоррозионными свойствами с одновременным улучшением конструкции, за счет чего будет повышена надежность и снижена его стоимость. Поставленная задача решается тем, что в контейнере для хранения экологически опасных веществ и радиоактивных отходов, включающем наружные стенки корпуса и выполненные из армированного бетона, согласно изобретению внутренние стенки корпуса и крышки выполнены из литого стеклокристаллического материала, преимущественно каменного литья. Торец крышки и внутренняя поверхность корпуса выполнены в виде обратного конуса, при этом угол конусности равен 2-4°. Между вн утренней и наружной стенками корпуса дополнительно размещен слой из полимерного материала толщиной 0,5-5% от толщины стенки камнелитого элемента. В крышке выполнено углубление в виде воронки и сквозное отверстие в основании воронки для сообщения с полостью контейнера, при этом в сквозном отверстии выполнено защитное антикоррозионное покрытие, например, из нержавеющей стали. В крышке размещен датчик уровня загружаемого в контейнер материала. Выполнение внутренней стенки контейнера из литого стеклокристаллического материала обеспечит конструкции надежность, т.к. стеклокристаллический материал, а в данном случае каменное литье, имеет очень низкий показатель водопоглощения (0,1-0,4)% и высокий показатель химической стойкости и прочности (в H2SO 4, х.ч. - 99,6%, в 35% NaOH - 98,6%, sсж.= 200-500 МПа), следовательно, контейнер будет герметичным и коррозионностойким: Изготовление торца крышки и ответной поверхности корпуса в виде обратного конуса с углом конусности 2-4° позволит конструктивно усовершенствовать этот узел, до минимума сократить величину зазора, который необходимо дополнительно герметизировать, что обеспечит повышение надежности конструкции за счет сохранения равномерности толщины камнелитого слоя в местах стыковки крышки и корпуса, а значит и по всей внутренней поверхности контейнера. В случае повышенных требований к прочностным свойствам контейнера выполнение между внутренней и наружными стенками тонкого слоя полимерного материала позволит повысить степень адгезии между бетоном и каменным литьем, а следовательно и надежность конструкции. Прочностные свойства повышаются с уменьшением толщины полимерного слоя. Наличие углубления в виде воронки в крышке необходимо для обеспечения безопасности загрузки контейнера жидкими материалами, что повысит надежность контейнера в процессе эксплуатации. Для обеспечения безопасности загрузки, т.е. предотвращения переполнения контейнера жидким материалом предусмотрена установка датчика, что в свою очередь обеспечит надежность эксплуатации контейнера. На фиг, 1 представлен общий вид контейнера с крышкой, предназначенный преимущественно для хранений твердых экологически опасных веществ и радиоактивных отходов низкой и средней активности; на фиг. 2 - общий вид контейнера с крышкой со сквозным отверстием в ней и воронкой, предназначенный для жидких материалов. Контейнер содержит наружные стенки 1 корпуса и стенки 2 крышки из армированного бетона, внутренние стенки 3 корпуса и стенки 4 крышки из литого стеклокристаллического материала, например, каменного литья, торец 5 крышки и ответную вн утреннюю поверхность 6 корпуса, выполненные с обратным углом конусности 24°, полимерный слой 7 между внутренней и наружной стенками корпуса и крышки, углубление 8 в виде воронки и сквозное отверстие 9, выполненные в крышке, датчик 10 уровня материала, загружаемого в контейнер, металлический каркас 11, защитное антикоррозионное покрытие 12. Контейнер изготовляется и эксплуатируется следующим образом. Камнелитой элемент 3, образующий внутренние стенки устанавливается на камнелитой элемент 3а, являющийся дном контейнера. Зазоры между элементами заполняются антикоррозионным герметиком. Собранные камнелитые элементы устанавливаются в опалубку, образующую наружные стенки корпуса контейнера. Пространство между камнелитыми элементами и опалубкой заполняется бетоном армированным металлическим каркасом 11 или металлическими волокнами. Бетон при сушке, за счет усадки и адгезии с поверхностью каменного литья, обеспечивает плотное соединение с камнелитыми элементами. При необходимости прочность соединения между камнелитыми элементами и бетоном может быть увеличена за счет нанесения на наружную поверхность внутренней стенки 3 тонкого слоя полимерного клея (0,5-5% от толщины стенки камнелитого элемента) перед формованием наружных стенок 1 из бетона. Начало формования бетонного слоя должно начинаться до полного отверждения нанесенного полимерного клея. Отдельно по такой же технологии изготавливаются крышки. Предлагаемые контейнеры предназначены для хранения твердых и жидких экологически опасных веществ и радиоактивных отходов низкой и средней активности. При загрузке твердых материалов предусмотрена съемная крышка (фиг. 1), которая устанавливается после заполнения контейнера. Зазор между крышкой и корпусом заполняется бетоном или антикорозионным составом. Заполнение контейнера жидкими материалами осуществляется через отверстие 9 (фиг. 2), сообщающееся с внутренней полостью контейнера. Отверстие имеет защитное антикоррозионное покрытие 12, выполненное, например, из нержавеющей стали. Для исключения возможности попадания жидкости на наружные стенки 1 контейнера предусмотрено углубление 8 в виде воронки. Для контроля предельного уровня заполнения внутренней полости контейнера экологически опасными жидкостями в крышке контейнера предусмотрена установка датчика 10, работающего, например, на основе ионной проводимости. Разработанные контейнера обеспечивают: - рабочий объемj контейнера 0,1-1,0 м 3: - механическую прочность при статической нагрузке, равной весу пяти заполненных отходами контейнеров; - механическую прочность при динамической нагрузке, путем сбрасывания заполненного контейнера с высоты 1,2 м; - кислотостойкость и щелочестойкость при заполнении агрессивными материалами, имеющими pH от 3 до 11; - герметичность при избыточном наружном или внутреннем давлении 0,03 МПа; - срок службы контейнера, загружаемого жидкими агрессивными жидкостями и радиоактивными отходами от 3 до 11 pH, не менее 50 лет; - срок службы контейнеров, загружаемых твердыми экологически опасными веществами и радиоактивными отходами, не менее 100 лет.