Сховище для контейнерів з радіоактивними відходами

1 Сховище для контейнерів з радіоактивними відходами, яке виконане у вигляді споруди, яка має камеру для зберігання контейнерів, ВІДСІК ДЛЯ Винахід відноситься до технічних засобів, що призначені для поводження з довго існуючими радіоактивними відходами (РАВ), а більш конкретно - він стосується конструкції сховищ для контейнерів, тобто споруд, в яких контейнери з РАВ накопичуються, обслуговуються та зберігаються В загальному вигляді контейнер для РАВ, його конструкція і застосовані матеріали залежать від конкретних умов його використання тобто від властивостей ВІДХОДІВ (хімічної агресивності, рівня радіоактивності, агрегатного стану), призначення контейнера (накопичення, транспортування, тимчасове зберігання, підготовка до захоронения та інше) Контейнери зберігаються в сховищах, які виконують у вигляді споруди, що має хоч би одну камеру, де розміщують контейнери для зберігання, та ВІДСІК для їх обслуговування Сховище завжди споряджають транспортною системою, наприклад мостовим краном, для його завантаження контейнерами, послідуючого переміщення їх всередині сховища та транспортування з камери зберігання до відсіку обслуговування і назад З усієї сукупності відомих сховищ для контейнерів з радіоактивними речовинами можна умовно виділити окрему групу, характерною ознакою якої є те, що крім функції зберігання суттєву частину часу їх експлуатації займають функції, пов'язані з прийманням, видачею та маніпулюванням з контейнерами всередині сховища Це насам вш їх обслуговування та транспортну систему, яке відрізняється тим, що транспортна система виконана у вигляді вагонеток, з'єднаних послідовно в єдиний ланцюг і встановлених на рейковій коли, при цьому кожна з вагонеток обладнана стелажем з кількома вертикальними секціями для контейнерів, а рейкова колія виконана у вигляді подвійної спіралі, у якій як ЗОВНІШНІ, так і внутрішні КІНЦІ ГІЛОК замкнуто округленими перехідними ділянками, а вздовж коли встановлені привідні станції для ланцюга вагонеток 2 Сховище для контейнерів з радіоактивними відходами по п 1, яке відрізняється тим, що ділянка з'єднання ЗОВНІШНІХ КІНЦІВ розташована у відсіку для обслуговування контейнерів перед повязано з операціями по сортуванню контейнерів з РАВ, комплектуванню партій контейнерів, контролю стану та відбір проб РАВ, тобто маються на увазі операції, що супроводжуються перестановками великого числа контейнерів, що розміщені у сховищі На відміну від сховищ для постійного зберігання контейнерів, де їх фіксують на тривалий час нерухомо, наприклад у бетонних колодязях, які виконані в ПІДЛОЗІ сховища (див заявка Японії № 4-58920, публікація 920918 № 6-1473, М кл G21F 9/63), або заливають бетоном, (див , наприклад, патент США № 4453854, М кл G21F 9/22 НКІ 405-128), запропоноване сховище є тимчасовим проміжним сховищем За своїм функціональним призначення тимчасові сховища аналогічні механізованим сховищам для штучних вантажів загального призначення Однак, всі елементи сховища для контейнерів з РАВ повинні мати високу надійність, а особливо високим вимогам надійності повинна відповідати транспортна система, яка не може допускати падіння та пошкодження контейнерів при маніпулюванні ними в масиві сховища і мати високу ДОВГОВІЧНІСТЬ, бо виконання якихось ремонтно-відновлювальних робіт у сховищі для РАВ несе загрозу здоров'ю обслуговуючому персоналу На сьогодні уже ВІДОМІ тимчасові сховища, див Заявку Японії 4-3840, публікація 920124 № 696, М кл G21F 9/36, B65G 1/14 Це сховище ви О О ю СО 43500 конано у вигляді споруди, що має кілька поверхів боксів, розділених з'ємними перекриттями, які спираються на стіни споруди На перекриттях встановлюються контейнери з РАВ Над верхнім боксом змонтовано транспортний засіб у вигляді маніпулятора Це сховище придатне переважно для послідовного накопичення контейнерів і допускає їх переміщення лише в межах одного боксу Доступ до контейнерів на якомусь з нижчих боксів при заповнених верхніх боксах пов'язаний з труднощами, оскільки потребує великих витрат часу та енергії на знімання усіх розташованих над цим боксом контейнерів та перекриттів боксів Відоме також сховище - склад по Авт свідоцтву СРСР № 1560713, М кл - Е04Н 5/00, для зберігання затарених штучних вантажів Цей склад має кілька поздовжніх багатоярусних стелажів, з катками на кінцях, встановлених на рейках, що забезпечує стелажам можливість поступального переміщення вздовж рейок, утворюючи коридори обслуговування між окремими суміжними стелажами Розміщення, чи видалення штучних вантажів на стелажах виконується штабелером Якщо штучними вантажами є контейнери з РАВ, то за такої конструкції сховища штабелер постійно працює всередині масиву контейнерів, тобто в радіаційних полях Виходячи з цього повинен мати систему дистанційного орієнтування та керування всіма робочими органами Ця система повинна, по-перше, забезпечувати високу точність виконання всіх рухів робочих органів та переміщення самого штабелера, а, по-друге, мати високу надійність та ДОВГОВІЧНІСТЬ при роботі в умовах інтенсивного опромінювання штабелера з усіх боків Відоме сховище для штучних вантажів, наприклад човнів малого флоту, по Авт свідоцтву СРСР № 457781, М кл Е04Н 6/06 Це сховище має кілька поверхів, кожен з яких виконано у вигляді кільцевої площадки, що спирається на колони по зовнішньому та внутрішньому обводах На площадці прокладено кільцевий рейковий шлях, на якому на катках встановлено поворотну платформу Транспортна система виконана у вигляді колони, встановленої в центрі споруди, тобто в и центральному пройомі, на якій, на кожному з поверхів змонтовані балку Кожна балка споряджена тельфером з можливістю переміщення вздовж неї Транспортна система цього сховища, як і у попереднього, розташована в середині масиву контейнерів і тому працює в умовах інтенсивного всебічного опромінення Однак вона може мати більш прості засоби дистанційного керування Колони споруди описаного сховища повинні бути досить міцними щоб витримувати не тільки вагу всіх поверхів з повним завантаження, але і надійно протидіяти динамічним навантаженням, що обумовлені вібраціями, які неодмінно виникають при поворотах платформ з вантажем, особливо на верхніх поверхах споруди В описаному сховищі внутрішній об'єм заповнюється не раціонально, оскільки кожен поверх повинен мати висоту, достатню, як для розміщення штабеля вантажів (контейнерів), так і для вільної роботи транспортної системи Центральний простір сховища теж нічим не заповнений, бо в ньому працює транспортна система Велика висота споруди створює додаткові проблеми, які пов'язані з радіаційною безпекою сховища, оскільки при випадковому падінні контейнера з великої висоти викличе його розгерметизацію з виходом РАВ в простір сховища Найближчим до запропонованого сховища по технічній суті є сховище для контейнерів з твердими радіоактивними відходами, захищене Авт свідоцтвом СРСР № 971018, М кп G21F9/34 Воно виконане у вигляді споруди, нижня частина якої являє собою камеру, що споряджена вертикальними каналами для розміщення в них контейнерів у вигляді бочок, наповнених забітумінованими РАВ В кожному каналі встановлюють один на другому кілька контейнерів, а зверху канал закривають пробкою Над камерою розташований шатер легкого типу з залізобетонних конструкцій Транспортна система для контейнерів виконана у вигляді мостового крана, що спирається на стіни шатра Спеціальна підвіска крана споряджена захватом для контейнерів - бочок В робочому стані канали камери сховища заповнені контейнерами і закриті зверху пробками При перевірці стану контейнерів за допомогою крану їх виймають послідовно з каналу і транспортують у ВІДСІК, ЩО призначений для обслуговування контейнерів, а після обслуговування повертають на місце або встановлюють в інший канал на відповідну по висоті позицію камери Суттєвим недоліком описаного сховища є необхідність послідовного видалення усіх контейнерів певного каналу при необхідності обслуговування нижнього контейнеру каналу При цьому в описаному сховищі доступ до контейнерів з метою огляду та контролю являє собою складну, тривалу та трудомістку операцію Так, при суцільному контролі стану контейнерів кожен з них необхідно вийняти з каналу камери зберігання, доставити до відсіку контролю, а за тим повернути його на попереднє місце, чи в інший канал При вибірковому контролі ця операція не набагато спрощується, бо для доступу до контейнера в каналі (крім верхнього) необхідно вийняти всі контейнери, встановлені над ним, помістити їх тимчасово в допоміжний канал, а потім вийняти потрібний контейнер Всі ці операції потребують велику КІЛЬКІСТЬ електроенергії, часу для транспортної системи Суттєвим недоліком такої конструкції є небезпека пошкодження любого контейнера в каналі з можливістю заклинення його при операціях видалення чи розміщення контейнера в каналі В основу запропонованого винаходу покладена задача удосконалення відомого сховища для контейнерів з радіоактивними відходами шляхом зміни конструкції транспортної системи, що забезпечить, по-перше, підвищення безпеки та надійності сховища за рахунок підвищення надійності та ДОВГОВІЧНОСТІ транспортної системи і зменшення вірогідності пошкодження контейнерів, а, по-друге, спростить операцію обслуговування контейнерів за рахунок компактного розміщення контейнерів в об'ємі сховища, а також полегшення доступу до них, що обумовить зменшення витрати електроенергії та часу, необхідних для роботи транспортної системи Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у сховищі для контейнерів з радіоактивними відходами, виконаному у вигляді споруди з камерою для зберігання контейнерів і ВІДСІКОМ ДЛЯ їх обслуговування та обладнаної транспортною сис 43500 темою, запропоновано транспортну систему виконати у вигляді вагонеток, що з'єднані послідовно в єдиний ланцюг і встановлені на рейковій коли, при цьому кожну з вагонеток запропоновано обладнати стелажем з кількома вертикальними секціями, на яких встановлені контейнери, а рейкову колію виконати у вигляді подвійної спіралі, у якої як ЗОВНІШНІ так і внутрішні КІНЦІ ГІЛОК, замкнуто ок ругленими перехідними ділянками, а вздовж коли встановити приводні станції Спільними у винаходу і прототипу є ознаки - сховище для контейнерів з радіоактивними відходами, - сховище, виконане у вигляді споруди з камерою для зберігання контейнерів і ВІДСІКОМ ДЛЯ їх обслуговування, - споруда обладнана транспортною системою Новими в порівнянні з прототипом слід вважати ознаки - транспортна система виконана у вигляді вагонеток, - вагонетки з'єднані послідовно в єдиний ланцюг, - вагонетки встановлені на рейковій коли, - кожна з вагонеток обладнана стелажем з кількома вертикальними секціями, на яких встановлені контейнери, - рейкова колія виконана у вигляді подвійної спіралі, - ЗОВНІШНІ і внутрішні КІНЦІ гілок коли замкнуто округленими перехідними ділянками, - вздовж рейкового шляху встановлені привідні станції Технічним результатом запропонованих удосконалень є те, що в камері зберігання контейнерів розміщені елементи транспортної системи не чутливі до радіоактивного випромінювання, а привідні станції легко захистити від впливу радіації, розмістивши їх під рівнем полу споруди, що в кінцевому підсумку забезпечує високу надійність та ДОВГОВІЧНІСТЬ всієї транспортної системи Крім цього, в результаті запропонованих удосконалень, вагонетки з контейнерами рухаються по рейковій коли в горизонтальній площині, що зводить до мінімуму втрати енергії за рахунок низького коефіцієнту тертя кочення в парах колеса вагонеток колія, та за рахунок виключення вертикальних переміщень вантажів, для виконання яких витрачається багато енергії Важливим результатом є і те, що транспортна система дає можливість легко вивести будь яку вагонетку у ВІДСІК обслуговування, що забезпечує легкий доступ до кожного з контейнерів без проникнення в їх масив Суть винаходу ілюструється кресленнями На фіг 1 зображено поперечний перетин сховища На фіг 2 зображено вузол А з фіг 1 На фіг 2 зображено вид на сховище зверху На фіг 2 зображено вузол Б з фіг З Запропоноване сховище для контейнерів з радіоактивними відходами (РАВ), являє собою споруду (1), близької до циліндричної форми, яка здатна протягом довгого часу забезпечувати необхідний захист контейнерів від впливу атмосферних факторів, а також мінімізувати шкідливий вплив контейнерів на зовнішнє середовище Споруда включає камеру (2), заповнену контейнерами і ВІДСІК (3) для їх діагностики та обслуговування В камері змонтовані дві паралельні залізничні коли (4), що утворюють подвійну спіраль Внутрішні КІНЦІ КОЛІЙ з'єднані округленою перехідною ділянкою (5), а ЗОВНІШНІ и КІНЦІ з'єднані округленою ділянкою (6) При цьому ділянка з'єднання ЗОВНІШНІХ КІНЦІВ розташована в відсіку для обслуговування контейнерів Іншими словами, в споруді розміщена суцільна замкнута колія, середня частина якої являє собою подвійну спіраль На коли встановлені вагонетки (7), шарнірно з'єднані між собою в суцільний замкнутий ланцюг Вздовж коли розміщені кілька привідних станцій, будь-якої придатної для цього конструкції, що забезпечують переміщення всього ланцюга вагонеток та розміщені під рівнем полу споруди (на кресленнях не показані) Кожна з вагонеток споряджена стелажем, що включає кілька вертикальних секцій (8) з фіксаторами для контейнерів Масив контейнерів оточено стінкою (9) біологічного захисту, яка відокремлює і ВІДСІК для обслуговування контейнерів Доступ до відсіку і до сховища взагалі забезпечує шлюз (10) Для завантаження контейнерів на стелажі вагонеток та знімання їх у відсіку обслуговування встановлено маніпулятор (11), який також забезпечує переміщення контейнерів із стелажів вагонеток на стенди відсіку для їх обстеження та обслуговування Мостовий (полярний) кран (11) в запропонованому сховищі використовується тільки під час монтажних робіт, або в разі непередбачених обставин Завантаження сховища здійснюється контейнерами, що надходять за певний відрізок часу на зберігання Вони подаються у ВІДСІК (3) для обслуговування, де їх оглядають, паспортизують маркірують і встановлюють на секції (8) стелажа вагонетки (7), яка знаходиться під завантаженням, та фіксують їх Після заповнення стелажа вагонетку, а з нею і весь ланцюг вагонеток, переміщують на один, чи кілька кроків ланцюга, тобто вагонетку з позиції завантаження переводять в резервну позицію, а на и місце стає наступна вільна вагонетка Таким чином, вагонетки заповнюються послідовно одна за одною і подаються в камеру (2) для зберігання Переміщення ланцюга вагонеток забезпечується синхронною роботою всіх привідних станцій розташованих вздовж ланцюга вагонеток під рівнем полу споруди При цьому вагонетки, що рухаються по одній спіралі рейкової коли (4), переходять на іншу через округлені перехідні ділянки ЗОВНІШНІХ (6) та внутрішніх (5) КІНЦІВ КОЛІЙ В процесі зберігання вагонетки (7) з контейнерами знаходяться в камері (2) сховища нерухомо На протязі терміну зберігання періодично проводяться суцільні або вибіркові перевірки стану контейнерів та їх обслуговування При вибірковому контролі стану контейнерів включають привідні станції і переміщують весь ланцюг вагонеток Вибравши якусь з вагонеток зупиняють рух їх ланцюга так, щоб вона опинилася у відсіку для обслуговування Зі стелажа вагонетки знімають один з контейнерів та проводять його обстеження, а деякі з контейнерів відкривають для перевірки ставу РАВ Після обстеження контейнера поновлюють переміщення ланцюга вагонеток до тих пір, поки до відсіку (3) дійде вагонетка із наступним контейнером, який слід обстежити 43500 При суцільному обстеженні контейнерів переміщують весь ланцюг вагонеток крок за кроком, забезпечуючи поступовий прохід всіх вагонеток повз ВІДСІК (3), де вони обстежуються Попереднє обстеження здійснюють безпосередньо на стелажах вагонеток, а для детального контролю стану контейнерів їх знімають і переносять на вимірювальний стенд Обслуговування контейнерів виконують у відсіку на спеціальному обладнанні, куди їх встановлюють, знявши із стелажів Після виконання необхідних дій по контролю та обслуговуванню кожний контейнер повертають на його попереднє місце, відправляють на ремонт, чи переводять до іншого сховища Переміщувати ланцюг вагонеток можна як у прямому так і в зворотному напрямку в залежності від того, де знаходиться контейнер, до якого треба дістатись У запропонованому сховищі, завдяки вдосконаленню транспортної системи, забезпечено компактність розміщення контейнерів в об'ємі сховища та незмінність форми масиву контейнерів при вилученні деяких з них, високу надійністю та ДОВГОВІЧНІСТЬ, зменшено витрати енергії на обслуговування контейнерів в порівнянні з відомими сховищами, а також спрощено та полегшено здійснення доступу до потрібного контейнера Фіг. 2 43500 Фіг. З Фіг. 4 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3