Контейнер для небезпечних відходів

МПК в G21F5/OO Контейнер для небезпечних відходів Винахід відноситься до технічних засобів, призначених для поводження з шкідливими, переважно радіоактивними відходами, а більш конкретно - він стосується конструкції контейнерів, тобто місткостей, в яких відходи накопичуються, транспортуються, зберігаються та захоронюються. Відомо, що більшість виробничих процесів супроводжується появою відходів шкідливих для навколишнього середовища та для людини. В деяких галузях виробництва з'являються дуже небезпечні відходи, наприклад в хімічній промисловості, ядерній енергетиці та виробництвах ядерного паливного циклу, фармацевтичній та мікробіологічній промисловості, а також машинобудуванні та металургії. При цьому деякі відходи дуже важко та дорого нейтралізувати чи знешкодити і тому їх переводять в стабільні безпечні форми і захоронюють. Радіоактивні відходи (РАВ) взагалі неможливо нейтралізувати і тому захоронения є єдиним варіантом їх знешкодження. Крім виробничих процесів дуже велика кількість радіоактивних відходів виникає при аваріях на ядерних установках, які теж необхідно збирати та захоронювати. Контейнери для небезпечних відходів, в тому числі РАВ повинні мати ряд обов'язкових якостей - стійкість до дії хімічних речовин, води та випромінювання, а також довговічність, герметичність і механічну міцність. Так, наприклад, вимогами Національного агентства по управлінню РАВ Франції встановлені норми випробування контейнерів, за якими для виключення можливості втрати чи розсіювання вмісту або втрати герметичності передбачено випробування, при якому контейнер при повному завантаженні скидають з висоти 1,2 м на гостру поверхню. Не менш важливою характеристикою контейнерів є їх ціна, яка залежить від складності конструкції, технології виготовлення та вартості використаних матеріалів. Таким чином, контейнери для небезпечних відходів повинні бути, з одного боку, надійними і довговічними, а з другого боку - максимально простими та дешевими. Контейнери для РАВ, що характеризуються високою надійністю в експлуатації, виготовляють у вигляді товстостінних сталевих або чавунних місткостей з герметично закріпленими кришками (припаяними чи привареними). Відомий, наприклад, контейнер для радіоактивних речовин, виготовлений із сталі Він має товстостінний циліндричний корпус, з привареним днищем (див. Авт. свідоцтво СРСР № 1448942 по М.Кл - G21F 5/00). Із за високої ціни такі контейнери мають обмежене викори стання і застосовуються тільки для зберігання високоактивних відходів Помітно дешевшим, у порівнянні з наведеними, та досить надійним є контейнери для низько радіоактивних відходів, що складаються з герметичної внутрішньої місткості з кришкою, виготовленої з пластика, наприклад з високощільного поліетилену. Ця місткість охоплена зовнішньою захисною оболонкою виготовленою з бетону армованого металевим дротом. Бетонна оболонка також споряджена кришкою. Внутрішній контейнер забезпечує надійну ізоляцію відходів від зовнішнього середовища, а зовнішня оболонка забезпечує механічну міцність контейнера (див. патенти США № 5 225 114 по М. кл. G21F 9/22 та № 5125532 по М. Кл - G21F5/00). Використані для виготовлення контейнера матеріали (бетон, металева арматура та поліетилен ) досить дорогі матеріали і тому вартість описаних контейнерів порівняно висока. Ці контейнери досить важкі і тому не зручні у використанні, та нераціонально завантажують транспортні засоби. Бетон, навіть з арматурою, погано витримує поштовхи та удари, внаслідок чого контейнер при випадкових падіннях може зруйнуватися. Більш легким в порівнянні з описаними вище є контейнери, що виконані у вигляді двох, розміщеній одна в другий, металевих місткостей. У внутрішній місткості знахо дяться РАВ, а зовнішня є захисною При цьому захисна місткість виготовлена з тонких листів пластичного металу, який може деформуватися в достатній мірі щоб поглинути енергію удару (див патент США № 4972087 по М. Кл. G21F5/00), Бажання максимально зменшити вартість контейнерів привело до застосування при їх виготовленні масових промислових відходів. Відоме, наприклад, використання при виготовленні контейнерів розплавлених металургійних шлаків, з яких в металевому корпусі формують захисний шар (див патент Франції № 2432752 по М. Кл. - G21F 9/34) Такі контейнери не надійні оскільки захисний шар має низьку механічну міцність, а при пошкодженні металевого корпуса він легко вилужується водними розчинами мінеральних солей. Дорожчими, але більш міцними та стійкими до видужування є контейнери, в яких захисний шар в тонкостінному металевому корпусі формують з кам'яного литва (див. Авт свідоцтво СРСР № 1014394 по М. Кл - G21F 9/36. Механічна міцність таких контейнерів не висока, особливо при поштовхах та ударах, які трапляються при вантажних операціях та транспортуванні контейнерів. Тому поводження з ними вимагає великої обережності. Найбільш близьким до запропонованого за технічною суттю є контейнер, описаний в заявці Японії № 58-239377 від 19.12.83 р Публікація № 60-12969 від 10.07.85 р по М. Кл G21F 9/36; G21F 5/002, G21F 5/005 (див. РЖ ИСМ 99-05-94). Цей контейнер складається з зовнішнього металевого циліндричного барабану, спорядженого внутрішнім покривним шаром, який виконано з міцного армованого бетону, просоченого зміцнюючим розчином Контейнер споряджено амортизаторами, які захищають його від ударів та поштовхів. Амортизатори виконані у вигляді кілець з пружного матеріалу, що закріплені на зовнішній поверхні барабану. Описаний контейнер характеризується високою механічною міцністю та надійністю в експлуатації, але складна конструкція та застосування дорогих матеріалів обумовлює його високу ціну Із сказаного вище випливає висновок про те, що спроби спрощення та здешевлення контейнерів приводять до втрати ними надійності в експлуатації, а спроби підвищити надійність супроводжуються ускладненням конструкції та підвищенням ціни. В основу запропонованого винаходу покладена задача удосконалення контейнера для радіоактивних відходів, в якому шляхом зміни конструкції корпуса та взаємозв'язків його з днищами, для утворення корпусу використано матеріал, що є масовими відходами, при цьому забезпечені міцність, стійкість, герметичність і пружність контейнера, які дають можливість контейнеру не змінювати свого стану під впливом факторів вантажних робіт, транспортування та захоронения. Поставлена задача вирішується тим, що в контейнері для небезпечних відходів, виконаному у вигляді циліндричного корпусу з жорстким нижнім опірним днищем і верхнім днищем з люком та кришкою, запропоновано корпус виконати у вигляді пакету з кількох пневматичних шин, що відпрацювали термін безпечної експлуатації, які в пакеті примикають одна до одної боковинами і затиснуті в осьовому напрямку між днищами, які стягнуті між собою пристроєм, виконаним у вигляді тяг, що проходять через отвори в боковинах всіх шин, закріплені кінцями на одному днищі, а другими кінцями з'єднані на.рі^ним з'єднанням з другим днищем, при цьому шини стиснені так, що у кожної з них внутрішні поверхні притиснуті одна до одної Технічним результатом запропонованого рішення задачі з те, що корпус запропонованого контейнера має високу механічну міцність і пружність, що забезпечує ефективну протидію поштовхам та ударам, навіть при випадкових падіннях контейнера. Матеріал корпуса контейнера характеризується високою стійкістю проти дії хімічних речовин та води Конструкція контейнера проста і не викличе проблем при його виготовленні. Використання в якості матеріалу для утворення корпусу масових відходів забезпечує широку сировинну базу для виготовлення контейнерів при низькій їх цші. Іншими словами, запропоноване технічне рішення дозволяє одночасно вирішити проблему створення простого у виробництві, надійного в експлуатації та дешевого контейнера для небезпечних відходів а також проблему захоронения масових відходів автотракторних підприємств, тобто відпрацьованих пневматичних шин. Спільними з прототипом суттєвими ознаками запропонованого пристрою є такі; • контейнер для небезпечних відходів, • виконаний у вигляді циліндричного корпусу, • з жорстким нижнім опірним днищем, • з верхнім днищами спорядженим люком та кришкою Новими у порівнянні з прототипом суттєвими ознаками є такі: • корпус виконано у вигляді пакету з кількох пневматичних шин, • шини відпрацювали термін безпечної експлуатації, • шини примикають одна до одної боковинами, • шини затиснуті в осьовому напрямку між днищами, • днища стягнуті між собою пристроєм, • пристрій виконано у вигляді тяг, що проходять через отвори в боковинах всіх шин, • тяги закріплені кінцями на одному днищі, • тяги з'єднані другими своїми кінцями нарізним з'єднанням з другим днищем • внутрішні поверхні кожної шини в пакеті притиснені одна до одної. Суть винаходу ілюструється кресленням: На Фіг І зображено розтин по осі запропонованого контейнера. Запропонований контейнер включає циліндричний корпус, який виконано у вигляді пакета пневматичних шин (1) (автомобільних чи тракторних), що відпрацювали свій термін безпечної експлуатації, та верхнє (2) і нижнє (3) днища. Шини набрані в пакет, тобто прилягають одна до другої своїми боковинами, та стиснені в осьовому напрямку між днищами Шини стиснеш так, що у кожної з них внутришні поверхні притиснуті одна до одної. Днища притягнуті одне до другого натяжним пристроєм, який виконано у вигляді кількох стяжок (4), що проходять крізь отвори, просвердлені в боковинах всіх покришок Кожна стяжка одним кінцем нерухомо прикріплена, наприклад приварена, до одного з днищ (доцільно до нижнього), а другим своїм кінцем закріплена за допомогою нЛрїЗногоз'єднання з другим (доцільно верхнім) днищем. Наріжне з'єднання виконане у вигляді різі на кінці кожної стяжки та нажимної гайки (5). Нижнє днище є опірним і може бути обладнане амортизатором (6) для пом'якшення ударів при вантажних операціях Верх не днище споряджене люком для завантаження відходів з кришкою (7), обладнаною засобами її кріплення. Для стропування контейнера при вантажних операціях на верхньому днищі закріплено провушини чи кільця (8). Верхнє днище може бути споряджене амортизатором, аналогічним амортизатору нижнього днища. Обидва днища і кри шка з внутрішньої сторони споряджені захисним прошарком (9), характеристики якого обумовлені параметрами відходів для яких призначено контейнер Необхідна величина стиснення для пакета покришок, які утворюють корпус контейнера, забезпечується загвинчуванням нажимних гайок на стяжках. Для підсилення захисних властивостей контейнера проти дії радіоактивного випромінення на внутрішніх поверхнях контейнера доцільно створити поглинаючий шар (10), на приклад з глини. При використанні запропонованого контейнера завантажування відходів здійснюють через люк в верхньому днищі (2), після чого він герметично закривається кришкою (7) і транспортується на зберігання чи захоронения. Навантажувально - розвантажувальні операції з контейнерами виконують стропуючи їх за провушини (8) або кільця на верхньому днищі Корпус контейнера, утворений пневматичними шинами (2), що стиснуті в єдиний монолітний блок характеризується високою міцністю та пружністю і тому поштовхи, удари та вібрація при транспортуванні контейнерів а також вантажних операціях не позначаються на стані контейнера (насамперед на його герметичності). Навіть випадкове падіння контейнера з транспортного засобу не може порушити його герметичність. Хімічна стійкість днищ забезпечується захисними прошарком (10), а гума шин, з яких складається корпус, сама має високу стійкість, як проти хімічних речовин так і проти радіоактивного випромінення. У разі потреби посилення радіаційного захисту використовується шар інертного матеріалу на внутрішній поверхні корпусу і днищ, наприклад глини. Для цього готують пластичну глиняну масу, з якої формують рівномірний шар на дні та внутрішній поверхні корпуса. Після висушування глиняної маси в порожнину контейнера завантажують РАВ та вкривають їх шаром глиняної маси до горловини. За цим глиняну масу висушують і герметично закривають люк кришкою. В такі контейнери можна завантажувати РАВ середньої активності. Завантажені контейнери транспортують до місця їх захоронения. Захоронения їх здійснюють в приповерхневих сховищах, де дозволяється захоронювати тільки низькоактивні РАВ. Однак, запропоновані контейнери забезпечують настільки високу надійність ізоляції РАВ, що їх можна захоронювати в приповерхневих сховищах. Всі корисні якості запропонованого контейнера зумовлені використанням для виготовлення корпуса пневматичних шин, що відпрацювали термін безпечної експлуатації. Шини вдало поєднують в собі кілька цінних якостей. По перше, пневматичні шини виготовляються з гуми підсиленої кордною тканиною, тому вони зберігають високу міцність навіть відпрацювавши термін безпечної експлуатації, а гума стійка проти впливу більшості хімічних речовин, води та іонізуючого випромінювання Крім цого пневматичні шини є засобом захисту транспортного засобу від ударів, струсів та вібрації, викликаних взаємодією коліс з дорогою. Всі ці якості (міцність, пружність та стійкість проти впливу зовнішніх руйнівних впливів) забезпечують контейнеру необхідний комплекс характеристик. По друге, відпрацьовані пневматичні шини є масовими відходами автотракторних підприємств. В своїй більшості вони не утилізуються, а захоронюються на звалищах. Термін розкладу шин в умовах звалищ довгий, бо їх матеріал - гума дуже стійка до зовнішніх впливів. Таким чином, виробництво запропонованих контейнерів має велику сировинну базу, при низькій ціні. По трете, виробництво контейнерів з відпрацьованих шин вирішує проблему захоронения масових відходів автотракторних підприємств. Це особливо важливо у випадку, коли шини самі забруднені радіонуклідами і не можуть ні використовуватися для регенерації гуми, ні захоронюватися на звичайних звалищах, а тільки в приповерхневих сховищах РАВ Не менш важливо і те, що такі прості та дешеві контейнери дають можливість захоронювати радіоактивні відходи середньої активності в приповерхневих тимчасових сховищах, призначених тільки для захоронения слабо активних відходів . Це зумовлено тим, що відходи в контейнері знаходяться в компактному, ізольованому від зовнішнього середовища стані і не можуть мігрувати в об'ємі сховища. tl99020910 Контейнер для шкідливіїих відходів 10 С 8 г С \ С О. Васюкович І.Г /^Жилі нск ий ВВ. арбишев Б М. Прокопенко Т.Г Рогатников А Л