Контейнерний пристрій для зберігання небезпечних матеріалів, зокрема для остаточного захоронення ядерного палива, спосіб його виготовлення та установка для його виготовлення

Номер патенту: 82493

Опубліковано: 25.04.2008

Автор: Еоргій Ханс

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Контейнерний пристрій для довготривалого зберігання небезпечних матеріалів, зокрема для остаточного захоронення ядерного палива, що містить видовжений циліндричний перший контейнер (А) , який має бокову стінку (12) і торцеві стінки (13А, 13В), причому бокова стінка і торцеві стінки обмежують відділення (14) для розташування принаймні одного тіла з небезпечним матеріалом (F), утвореного небезпечним матеріалом або таким, що містить чи зберігає небезпечний матеріал, зокрема тіло з небезпечним матеріалом, що містить зв'язку ядерних паливних елементів у вигляді стрижнів, а також перше відділення (14), яке містить опорні засоби (15, 16) для підтримки тіла з небезпечним матеріалом у центрі першого відділення і на відстані від бокової стінки і торцевих стінок, і отвори, виконані у принаймні одній з торцевих стінок (13А, 13В) контейнера (А) для введення у відділення (14) рідкого бетону для заповнення простору між тілом з небезпечним матеріалом (F) і стінками, що обмежують перше відділення (14).

2. Контейнерний пристрій для довготривалого зберігання небезпечних матеріалів, зокрема для остаточного захоронення ядерного палива, що містить принаймні один видовжений циліндричний перший контейнер (А), який має бокову стінку (12) і торцеві стінки (13А, 13В), причому бокова стінка і торцеві стінки обмежують відділення (14) для розташування принаймні одного тіла з небезпечним матеріалом (F), утвореного небезпечнимматеріалом або таким, що містить чи зберігає небезпечний матеріал, а також перше відділення (14), яке містить опорні засоби для підтримки тіла з небезпечним матеріалом у центрі першого відділення і на відстані від бокової стінки і торцевих стінок, також містить другий видовжений циліндричний контейнер (В), який має бокову стінку (18) і торцеві стінки (19А, 19В), причому бокова стінка і торцеві стінки обмежують друге циліндричне відділення (22), яке містить опорні засоби (21) для підтримки першого контейнера (А) у центрі другого контейнера і на відстані від бокової стінки і торцевих стінок другого контейнера, і містить

отвори, виконані у принаймні одній з торцевих стінок першого і другого контейнерів (А, В) для введення у перше і друге відділення (14, 22) рідкого бетону для заповнення, у випадку першого контейнера (А), - простору між тілом з небезпечного матеріалу і стінками, що обмежують перше відділення (14), і, у випадку другого контейнера (В), - простору між першим контейнером (А) і стінками, які обмежують друге відділення (22).

3. Контейнерний пристрій за п. 2, який містить видовжений циліндричний третій контейнер (С), який має бокову стінку (24) і торцеві стінки (25А, 25В), причому бокова стінка і торцеві стінки обмежують третє циліндричне відділення (27),  яке містить опорні засоби (28) для підтримки другого контейнера (В) у центрі третього контейнера (С) і на відстані від бокової стінки і торцевих стінок третього контейнера, і містить отвори, виконані у принаймні одній з торцевих стінок (25А, 25В) третього контейнера (С) для введення рідкого бетону в третє відділення (27) для заповнення простору між другим контейнером (В) і стінками, які обмежують третє відділення (27).

4. Контейнерний пристрій за п. 3, який містить видовжений циліндричний четвертий контейнер (D), який має бокову стінку (30) і торцеві стінки (31А, 31В), причому бокова стінка і торцеві стінки обмежують четверте циліндричне відділення (32), яке містить опорні засоби (34) для підтримки третього контейнера (С) у центрі четвертого контейнера (D) і на відстані від бокової стінки і торцевих стінок четвертого контейнера, і містить отвори, виконані у принаймні одній з торцевих стінок четвертого контейнера (D) для введення рідкого бетону в четвертий контейнер (D) для заповнення простору між третім контейнером (С) і стінками, які обмежують четверте відділення (32).

5. Спосіб виготовлення контейнерного пристрою для довготривалого зберігання небезпечних матеріалів, зокрема для остаточного захоронення ядерних паливних елементів, зібраних принаймні в одну зв'язку, наприклад, в одному або більше паливних вузлах (F), де ядерні паливні елементи вводять і фіксують у визначеному положенні в суттєво циліндричному контейнері (А), довжина якого суттєво більша за довжину зв'язки, з проміжками між ядерними паливними елементами і боковими та торцевими стінками (12, 13А, 13В) контейнера, і заливають уздовж всієї довжини і на торцях заливною сумішшю, такою як бетон, яку примушують повністю заповнити простір між зв'язкою і боковою та торцевими стінками (12, 13А, 13В) контейнера і проміжки між окремими паливними елементами зв'язки.

6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що заливну суміш, наприклад бетон, заливають у контейнер крізь одну з торцевих стінок (13А, 13В) під тиском порядку від 10 до 50 бар, а надлишкову заливну суміш відводять крізь протилежну торцеву стінку або ту саму торцеву стінку.

7. Спосіб за п. 5 або 6, який відрізняється тим, що контейнер (А) під час введення в нього зв'язки чи зв'язок, а також під час заливки зв'язки чи зв'язок бетоном знаходиться у підводному положенні.

8. Спосіб виготовлення контейнерного пристрою для довготривалого зберігання небезпечних матеріалів, зокрема для остаточного захоронення ядерного палива, що містяться у видовженому тілі з небезпечним матеріалом, який відрізняється тим, що тіло з небезпечним матеріалом (F) розташовують у видовженому першому контейнері (А), який має бокову стінку (12) і торцеві стінки (13А, 13В), і фіксують у визначеному центральному положенні у контейнері й на відстані від бокових стінок і торцевих стінок контейнера, і тіло з небезпечним матеріалом (F) у контейнері (А) заливають уздовж усієї його довжини, а також його торці бетоном, який вводять крізь одну з торцевих стінок, і повністю заповнюють проміжок між тілом з небезпечного матеріалу і внутрішніми елементами контейнера (А).

9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що перший контейнер (А) із залитим тілом з небезпечним матеріалом (F) усередині розташовують усередині видовженого другого циліндричного контейнера (В), що має бокову стінку (18) і торцеві стінки (19А, 19В), і фіксують у визначеному центральному положенні у першому контейнері (А) і на відстані від бокових і торцевих стінок першого контейнера, а перший контейнер (А) заливають уздовж усієї його довжини, а також у його кінці бетоном, який вводять крізь одну з торцевих стінок (19А, 19В) другого контейнера (В), і повністю заповнюють проміжок між першим контейнером (А) і внутрішніми елементами другого контейнера (В).

10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що другий контейнер (В) із залитим першим контейнером (А) усередині розташовують усередині видовженого третього циліндричного контейнера (С), що має бокову стінку (18) і торцеві стінки (25А, 25В), і фіксують у визначеному центральному положенні у третьому контейнері  на відстані від бокових і торцевих стінок цього контейнера, а другий контейнер (В) заливають уздовж усієї його довжини, а також у його торці бетоном, який вводять крізь одну з торцевих стінок (25А, 25В) третього контейнера (С), і повністю заповнюють проміжок між другим контейнером (В) і внутрішніми елементами третього контейнера (С).

11. Спосіб за одним із пп. 8-10, який відрізняється тим, що заливку бетоном здійснюють під водою.

12. Спосіб за одним із пп. 8-11, який відрізняється тим, що заливку бетоном здійснюють шляхом введення заливної суміші чи бетону в перший контейнер крізь одну з його торцевих стінок під тиском бетону в межах від 10 до 50 бар.

13. Спосіб за п. 12,  який відрізняється тим, що заливку першого контейнера (А) проводять шляхом введення бетону в другий контейнер (В) крізь одну з його торцевих стінок під тиском бетону в межах від 10 до 50 бар.

14. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що заливку другого контейнера проводять шляхом введення бетону в третій контейнер (С) крізь одну з його торцевих стінок під тиском бетону в межах від 10 до 50 бар.

15. Установка для виготовлення контейнерного пристрою для довготривалого зберігання небезпечних матеріалів, зокрема для остаточного захоронення ядерного палива,  що містить водяний резервуар (40), устаткування для підводних маніпуляцій з тілами (F), що містять небезпечний матеріал і компоненти контейнера, в тому числі  устаткування для введення тіл з небезпечним матеріалом у контейнер (А), що служить опалубкою для заливки, і устаткування для підводного введення в контейнери заливної суміші під високим тиском, переважно принаймні при 10 барах.

Текст

1. Контейнерний пристрій для довготривалого зберігання небезпечних матеріалів, зокрема для остаточного захоронення ядерного палива, що містить видовжений циліндричний перший контейнер (А) , який має бокову стінку (12) і торцеві стінки (13А, 13В), причому бокова стінка і торцеві стінки обмежують відділення (14) для розташування принаймні одного тіла з небезпечним матеріалом (F), утвореного небезпечним матеріалом або таким, що містить чи зберігає небезпечний матеріал, зокрема тіло з небезпечним матеріалом, що містить зв'язку ядерних паливних елементів у вигляді стрижнів, а також перше відділення (14), яке містить опорні засоби (15, 16) для підтримки тіла з небезпечним матеріалом у центрі першого відділення і на відстані від бокової стінки і торцевих стінок, і отвори, виконані у принаймні одній з торцевих стінок (13А, 13В) контейнера (А) для введення у відділення (14) рідкого бетону для заповнення простору між тілом з небезпечним матеріалом (F) і стінками, що обмежують перше відділення (14). 2. Контейнерний пристрій для довготривалого зберігання небезпечних матеріалів, зокрема для остаточного захоронення ядерного палива, що містить принаймні один видовжений циліндричний перший контейнер (А), який має бокову стінку (12) і торцеві стінки (13А, 13В), причому бокова стінка і торцеві стінки обмежують відділення (14) для розташування принаймні одного тіла з небезпечним 2 (19) 1 3 82493 4 і на відстані від бокової стінки і торцевих стінок четвертого контейнера, і містить отвори, виконані у принаймні одній з торцевих стінок четвертого контейнера (D) для введення рідкого бетону в четвертий контейнер (D) для заповнення простору між третім контейнером (С) і стінками, які обмежують четверте відділення (32). 5. Спосіб виготовлення контейнерного пристрою для довготривалого зберігання небезпечних матеріалів, зокрема для остаточного захоронення ядерних паливних елементів, зібраних принаймні в одну зв'язку, наприклад, в одному або більше паливних вузла х (F), де ядерні паливні елементи вводять і фіксують у визначеному положенні в суттєво циліндричному контейнері (А), довжина якого суттєво більша за довжину зв'язки, з проміжками між ядерними паливними елементами і боковими та торцевими стінками (12, 13А, 13В) контейнера, і заливають уздовж всієї довжини і на торцях заливною сумішшю, такою як бетон, яку примушують повністю заповнити простір між зв'язкою і боковою та торцевими стінками (12, 13А, 13В) контейнера і проміжки між окремими паливними елементами зв'язки. 6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що заливну суміш, наприклад бетон, заливають у контейнер крізь одну з торцевих стінок (13А, 13В) під тиском порядку від 10 до 50 бар, а надлишкову заливну суміш відводять крізь протилежну торцеву стінку або ту саму торцеву стінку. 7. Спосіб за п. 5 або 6, який відрізняється тим, що контейнер (А) під час введення в нього зв'язки чи зв'язок, а також під час заливки зв'язки чи зв'язок бетоном знаходиться у підводному положенні. 8. Спосіб виготовлення контейнерного пристрою для довготривалого зберігання небезпечних матеріалів, зокрема для остаточного захоронення ядерного палива, що містяться у видовженому тілі з небезпечним матеріалом, який відрізняється тим, що тіло з небезпечним матеріалом (F) розташовують у видовженому першому контейнері (А), який має бокову стінку (12) і торцеві стінки (13А, 13В), і фіксують у визначеному центральному положенні у контейнері й на відстані від бокових стінок і торцевих стінок контейнера, і тіло з небезпечним матеріалом (F) у контейнері (А) заливають уздовж усієї його довжини, а також його торці бетоном, який вводять крізь одну з торцевих стінок, і повністю заповнюють проміжок між тілом з небезпечного матеріалу і внутрішніми елементами контейнера (А). 9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що перший контейнер (А) із залитим тілом з небезпечним матеріалом (F) усередині розташовують усередині видовженого другого циліндричного контейнера (В), що має бокову стінку (18) і торцеві стінки (19А, 19В), і фіксують у визначеному центральному положенні у першому контейнері (А) і на відстані від бокових і торцевих стінок першого контейнера, а перший контейнер (А) заливають уздовж усієї його довжини, а також у його кінці бетоном, який вводять крізь одну з торцевих стінок (19А, 19В) другого контейнера (В), і повністю заповнюють проміжок між першим контейнером (А) і вн утрішніми елементами другого контейнера (В). 10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що другий контейнер (В) із залитим першим контейнером (А) усередині розташовують усередині видовженого третього циліндричного контейнера (С), що має бокову стінку (18) і торцеві стінки (25А, 25В), і фіксують у визначеному центральному положенні у третьому контейнері на відстані від бокових і торцевих стінок цього контейнера, а другий контейнер (В) заливають уздовж усієї його довжини, а також у його торці бетоном, який вводять крізь одну з торцевих стінок (25А, 25В) третього контейнера (С), і повністю заповнюють проміжок між другим контейнером (В) і внутрішніми елементами третього контейнера (С). 11. Спосіб за одним із пп. 8-10, який відрізняється тим, що заливку бетоном здійснюють під водою. 12. Спосіб за одним із пп. 8-11, який відрізняється тим, що заливку бетоном здійснюють шляхом введення заливної суміші чи бетону в перший контейнер крізь одну з його торцевих стінок під тиском бетону в межах від 10 до 50 бар. 13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що заливку першого контейнера (А) проводять шляхом введення бетону в другий контейнер (В) крізь одну з його торцевих стінок під тиском бетону в межах від 10 до 50 бар. 14. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що заливку другого контейнера проводять шляхом введення бетону в третій контейнер (С) крізь одну з його торцевих стінок під тиском бетону в межах від 10 до 50 бар. 15. Установка для виготовлення контейнерного пристрою для довготривалого зберігання небезпечних матеріалів, зокрема для остаточного захоронення ядерного палива, що містить водяний резервуар (40), устаткування для підводних маніпуляцій з тілами (F), що містять небезпечний матеріал і компоненти контейнера, в тому числі устаткування для введення тіл з небезпечним матеріалом у контейнер (А), що служить опалубкою для заливки, і уста ткування для підводного введення в контейнери заливної суміші під високим тиском, переважно принаймні при 10 барах. Даний винахід належить до контейнерних пристроїв для довготривалого зберігання небезпечних матеріалів. Зокрема типом матеріалу, що мається на увазі, є ядерне паливо або інші радіоактивні матеріали, що мають дуже тривалий час високий рівень активності і які треба зберігати безпечним чином принаймні доти, доки їх активність не зменшиться до безпечного рівня. З цієї причини буде описано винахід з конкретними посиланнями на його застосування при остаточному захороненні 5 82493 використаного ядерного палива. Однак, застосування винаходу не обмежене будь-яким конкретним типом небезпечних матеріалів. Іншим типом небезпечних матеріалів, до яких можна застосувати винахід, є ядерна зброя або її частини, військові гази, надзвичайно небезпечні біологічні матеріали, тощо. Контейнерні пристрої для остаточного захоронения ядерного палива мають відповідати вимогам, що в певному відношенні є більш суворими ніж вимоги до транспортувальних контейнерів для короткострокового зберігання ядерного палива. Якщо згадані останніми контейнерні пристрої мають забезпечувати безпечне зберігання упродовж періоду часу, що вимірюється кількома десятиліттями, то контейнерні пристрої остаточного захоронення мають залишатися безпечними набагато довший період часу - кілька сотень, або навіть тисяч років. Наприклад, у поточному науководослідному проекті, мета якого полягає у створенні остаточного сховища в штаті Невада, Сполучені Штати, передумовою є безпечне зберігання радіоактивного матеріалу упродовж десятків тисяч років. Серед вимог, які треба задовольнити, є вимога протистояння контейнерних пристроїв надзвичайним механічним навантаженням - і короткочасним, і довготривалим, статичним і динамічним, а також ударним навантаженням, що можуть виникнути в результаті землетрусів та інших сейсмічних явищ, або ядерної детонації, військових чи терористичних операцій. Інші вимоги, яким треба задовольняти, це вимоги надзвичайно довготривалої стабільності, як наприклад опір корозії або іншим деструктивним процесам і явищам старіння, які можуть навіть спричинятися нагрівом ядерного палива, що зберігається, і відбуватися в матеріалах контейнерних пристроїв або принаймні в матеріалах компонентів, чиє пошкодження може призводити до порушення безпеки. Мета винаходу - запропонувати контейнерний пристрій, що підходить для остаточного захоронения ядерного палива і за очікуваннями повністю забезпечує надійне зберігання вміщеного ядерного палива упродовж періоду часу, для якого цей матеріал вважається небезпечним. З цією метою винахід пропонує контейнерний пристрій, який подано в незалежному пункті формули винаходу. Переважні і корисні варіанти конструкції цього пристрою подані у залежних пунктах. Як буде ясно з подальшого опису винаходу, контейнерний пристрій згідно з винаходом містить деякі елементи, які стосовно зберігання ядерного палива та інших небезпечних матеріалів відносяться до попереднього рівня техніки, цей попередній рівень техніки розкритий [в WO91/04351 і WO96/21392]. Однак, стане ясно, що ви ходячи з попереднього рівня техніки даний контейнерний пристрій, тим не менш, не є очевидним. Винахід також стосується способу і установки для виготовлення контейнерного пристрою за винаходом. Характерною рисою контейнерного пристрою, суттєвою для досягнення поставленої мети, згідно з винаходом є конструкція типу "коробка в коробці" 6 завершеного запечатаного контейнерного пристрою, у якому між ядерним паливом і зовнішньою поверхнею контейнерного пристрою установлена певна кількість бетонних бар'єрів, що чергуються з металевими бар'єрами. По суті, кількість таких бар'єрів може бути необмеженою і вибиратися у відповідності з бажаним ступенем безпеки. Якщо бар'єр пошкоджується корозією або руйнується якимось іншим фактором, лишаються інші бар'єри для запобігання виходу ядерного матеріалу з контейнеру. Далі буде описано варіант конструкції контейнерного пристрою за винаходом, а також метод і установку для його виготовлення з посиланнями на супроводжуючі малюнки. Фіг.1 відображає вид вертикального перерізу завершеного контейнерного пристрою згідно з винаходом; Фіг.2 показує більшу частину контейнерного пристрою у вертикальному аксіальному перерізі, але з частковим видом, а саме - в правій верхній частині; ліва частина фігури відображає контейнерний пристрій без бетону; Фіг.3 показує контейнерний пристрій у перерізі уздовж лінії ІІІ-ІІІ на Фіг.2. Фіг.4 є видом аксіального перерізу одного з чотирьох ідентичних внутрішніх або перших контейнерів, кожен такий контейнер містить ядерне паливо і утворює центральну або внутрішню частину контейнерного пристрою; Фіг.5 показує контейнер Фіг.4, якщо дивитися з боку перерізу уздовж лінії V-V; Фіг.6 є зображенням аксіального перерізу другого контейнеру, який містить перший контейнер; Фіг.7 показує контейнер Фіг.6, якщо дивитися з боку перерізу уздовж лінії VII-VII; Фіг.8 є зображенням аксіального перерізу другого контейнера; Фіг.9 показує контейнер Фіг.8, якщо дивитися з боку перерізу уздовж лінії ІХ-ІХ; і Фіг.10 є схематичним зображенням установки для виготовлення контейнерного пристрою, показаного на Фіг.1 - 3. Наступний опис, включаючи малюнки, контейнерного пристрою за винаходом, а також методу і установки для його виготовлення обмежений суттєвими для розуміння винаходу моментами. Як легко зрозуміти, реалізація винаходу потребує суттєвих матеріалів, які не проілюстровані и не описані, але спеціаліст у цій галузі на основі поданого далі опису може доповнити моменти, яких бракує, просто на основі своїх знань. Показаний на малюнках контейнерний пристрій 11 пристосований щоб вміщува ти чотири ідентичні ядерно-паливні масиви, утворені ядернопаливними вузлами. Фіг.4 і 5 відображають схематичний ескіз такого паливного вузла F. Паливні вузли F являють собою паливні пристрої, кожен з яких містить паливні стрижні (не показані), саме в яких міститься ядерне паливо. Природно, що кількість ядерно-паливних вузлів може бути іншою, ніж у показаному на малюнку варіанті конструкції. Кожен паливний вузол F вміщений у перший підконтейнер або контейнер А, що має форму видовженого циліндричного тіла з квадратним пере 7 82493 різом (звичайно, як альтернатива, переріз може мати круглу або іншу неквадратну форму) і містить бокову стінку 12, виго товлену з листового металу, і торцеві стінки 13А і 13В, утворені, відповідно, верхньою металевою пластиною і нижньою металевою пластиною. У відділенні 14, утвореному боковою стінкою 12 і торцевими стінками 13А, 13В, до кожної торцевої стінки прикріплені стрижні 15, щоб підтримувати опорні елементи 16 на відстані від торцевих стінок. Ці опорні елементи утримують між собою ядерно-паливний вузол F таким чином, що між паливним вузлом і внутрішнім боком бокової стінки 14 є вільний простір. Кожна з двох торцевих стінок 13А, 13В має центральний отвір, утворений втулкою 17А, 17В. Ці втулки є схематичним представленням не показаних тут у деталях засобів, призначених для введення заливної суміші (ця заливна суміш може являти собою скло чи бетон, і тут припускається, що це заливна суміш останнього типу) у вільний простір відділення 14 після того, як у відділенні було змонтовано паливний вузол F. Бетон може бути введений крізь отвори на кінцях паливного вузла або на його боках і заповнити вільний простір паливного вузла таким чином, що паливні стрижні також будуть оточені бетоном. Такі засоби можуть включати затвор, через який бетон вводиться, і затвор, через який зайвий бетон виводиться з контейнера А. Цей затвор може бути пристосований таким чином, щоб відкриватися тільки після того, як у відділенні буде певний тиск, тобто бетон має подаватися під заданим тиском. У завершеному контейнерному пристрої перший контейнер А оточений другим підконтейнером або контейнером В. Цей контейнер виконаний у формі видовженого циліндричного тіла з круглим перерізом і містить бокову стінку 18 з листового металу і торцеві стінки 19А і 19В, утворені, відповідно, нижньою торцевою пластиною і верхньою торцевою пластиною. Трохи всередину від бокової стінки до торцевих стінок 19А, 19В прикріплена певна кількість перфорованих труб 20 щоб служити в якості попередньо напружених зміцнюючих елементів. На Фіг.7 показано чотири таких труби 20, але кількість труб може бути іншою, наприклад 8. До кожної з торцевих стінок 19А, 19В прикріплено вісім опорних елементів 21 (дивись, зокрема, Фіг.6 і 7), щоб утримувати перші чотири контейнери А у відділенні 22, яке визначається боковою стінкою 18 і торцевими стінками 19А, 19В таким чином, щоб ці контейнери були одночасно закріплені у аксіально і радіально центральних положеннях стосовно другого контейнеру В з відстанню і до бокової стінки 18 і до торцевих стінок 19А, 19В, що найкраще видно на Фіг.3. Проміжок, який визначається боковою стінкою 18 і торцевими стінками 19А, 19В і який, таким чином, існує між першим контейнером А і другим контейнером В, значно перевищує відповідний проміжок у перших контейнерах, і як і останній проміжок він у закінченому контейнерному пристрої 11 повністю заповнюється бетоном. Таким чином, стінки дирчастої циліндричної бетонної оболонки, що містить перші контейнери А із завершеним контейнерним при 8 строєм, є суттєво товщі, ніж стінки бетонної оболонки, яка містить паливні вузли у перших контейнерах А. Аналогічним чином і з тією самою метою, що і торцеві стінки 13А, 13В першого контейнера А, кожна з торцевих стінок 19А, 19В має центральний отвір, утворений втулкою 23А, 23В. Другий контейнер В вміщений у третій контейнер С, який сконструйований суттєво таким самим чином, як і контейнер В. Тобто контейнер С містить круглу циліндричну бокову стінку 24, а також верхню і нижню торцеві стінки 25А, 25В. Ці стінки визначають відділення 26, у якому розташовані перфоровані аксіальні труби 27, прикріплені до торцевих стінок аби служити попередньо напруженими зміцнюючими елементами. У цьому випадку число труб 27 . дорівнює восьми. До кожної з торцевих стінок 25А, 25В прикріплено вісім опорних елементів 28, щоб утримувати другий контейнер В у відділенні 26 в радіально і аксіально центральному положенні. Проміжок, що існує у відділенні 26 між другим контейнером В і третім контейнером С, у закінченому контейнерному пристрої заповнюється бетоном. Аби надати можливість для заповнення бетоном, торцеві стінки 25А, 25В мають центральні отвори, сформовані втулками 29А, 29В, подібними до втулок 23А, 23В. У показаному варіанті конструкції є також четвертий контейнер D, який містить третій контейнер С у радіально і аксіально центральному положенні і який суттєво подібний до контейнера С, за виключенням розмірів. Відповідно, контейнер D містить кругову циліндричну бокову стінку 30, а також верхню і нижню торцеві стінки 31А, ЗІВ. Ці стінки визначають відділення 32, у якому розташовано перфоровані аксіальні труби 33, прикріплені до торцевих стінок, щоб служити попередньо напруженими зміцнюючими елементами. У цьому випадку кількість труб 33 також дорівнює восьми. До кожної з торцевих стінок 31А, ЗІВ прикріплено вісім опорних елементів 34 (показані тільки на Фіг.3), щоб утримувати другий контейнер С у відділенні 32 у радіально і аксіально центральному положенні. Проміжок, що існує у відділенні між третім контейнером С і четвертим контейнером D, у закінченому контейнерному пристрої заповнюється бетоном. Аби надати можливість для заповнення бетоном, торцеві стінки 31А, ЗІВ мають центральні отвори, сформовані втулками 35А, 35В, подібними до втулок 23А, 23В, а також 29А, 29В. Як буде зрозуміло, наведені фігури показують контейнерний пристрій згідно з винаходом у найпростішій формі і з опущенням багатьох деталей, що не являють собою частини винаходу і не повинні бути проілюстровані й описані, щоб дозволити спеціалісту в даній області повторити цей винахід. Зокрема, наприклад, підконтейнери або контейнери від А до D повинні мати додаткові елементи, які дозволяють проводити з ними підйом та інші операції, можливо, також повинні бути вимірюючі та керуючі пристрої. Загальний вигляд установки і методу для виготовлення контейнерного пристрою згідно з винаходом показані на Фіг.10. Для спрощення малюнку показано ту частину установки, яка необхідна для 9 82493 виготовлення контейнерного пристрою, що містить контейнери А і В на Фіг.1-3. Однак, неважко пояснити, що показаний малюнок може бути легко поширений для застосування при виготовленні контейнерних пристроїв, що містять також контейнер С або контейнери С і D. Як схематично показано на Фіг.10, установка нагадує установку, описану [в WO 01/78084 А1], наприклад тим, що виготовлення здійснюється під водою у системі резервуарів з певною кількістю бетонних секцій, проте вона має також важливі відмінності щодо тієї установки стосовно засобів і способів виготовлення. Основна частина установки містить резервуар 40 з рядом резервуарних секцій 41, 42, 43, 44, 45. Сусідні резервуарні секції можуть бути з'єднані одна з іншою і від’єднанні одна від іншої з допомогою гідротехнічних затворів таким чином, що компоненти контейнерних пристроїв і самі контейнерні пристрої можуть переноситись з однієї резервуарної секції до іншої у зануреному стані. Ядерні паливні пристрої, утворені у показаному прикладі паливними вузлами F, які згідно з винаходом мають бути розташовані у контейнерних пристроях і зберігаються, наприклад, у центральному тимчасовому сховищі К для використаного ядерного палива, переносять до резервуару 40 у транспортувальному контейнері Т. їх переносять з транспортувального контейнера, Τ до першої резервуарної секції 41, де вони розташовані в зануреному стані. До першої резервуарної секції переносять також основні компоненти першого підконтейнера або контейнера. А (Фіг.4, 5). З цих компонентів утворюють пристрій, спершу - з бокової стінки 12, нижньої торцевої стінки 13В, яка з'єднана з цим елементом бокової стінки і має нижні стрижні 15 і прикріплений до нього нижній опорний елемент 16, а потім - з верхньої торцевої стінки 13А, верхніх стрижнів 15 і верхнього опорного елемента 16. На Фіг.10 перші згадані елементи представлені боковою стінкою 12, а останні згадані елементи представлені верхньою торцевою стінкою 13А. Вищеназваний пристрій розташований під водою в резервуарній секції, як варіант розташований у кронштейні, що допомагає утримувати пристрій у вертикальному положенні. Паливний вузол розташовують у кожному пристрої відразу після того, як закріпляють верхній опорний елемент 16, стрижні 15 і верхню торцеву стінку 13А. Потім зібраний таким чином пристрій, який ще не являє собою закінченого контейнера А, переносять, поки що зануреним, до другої резервуарної секції 42, де його заповнюють бетоном, щоб утворити монолітну оболонку в тому розумінні, що вона суттєво не містить порожнин. У другій резервуарній секції 42 контейнер А установлюють на заливну платформу 4 6, що змонтована внизу резервуарної секції і з'єднана з лінією подачі бетону 47. Заливна головка 48 установлена на верхньому кінці контейнера. Бетон (заливну суміш) подають під великим тиском, переважно кілька декабар, від станції бетону 49 до заливної платформи 46 і аксіально крізь контейнер А таким чином, щоб цей контейнер повністю запо 10 внився бетоном під великим тиском. Зайвий бетон відводять крізь відвідну лінію 50. Після заповнення контейнера А бетоном ядерні паливні стрижні у паливному вузлі також будуть залиті бетоном. Таким чином, паливні стрижні будуть добре захищені від розтріскування або інших пошкоджень під час маніпуляцій з паливними вузлами чи контейнерним пристроєм і / з практичної точки зору, також захищені від спроб отримати доступ до ядерного палива з метою незаконного чи іншого небажаного використання ядерного палива, що зберігається. Крім того, покращується захист від втрат паливних стрижнів. По закінченню лиття, отвори втулок 18А, 18В у торцевих стінках 13а, 13В, крізь які бетон заливають у контейнер, а також відводять зайвий бетон, будуть також заповнені бетоном таким чином, що завершений контейнер буде повністю запечатаний. Після закінчення виливання на верхньому боці закінченого контейнера А, аби полегшити з ним маніпулювання, встановлюють допоміжний пристрій 51. Перед тим, як перенести контейнер до наступної резервуарної секції 44, де буде виготовлено контейнер В, бетону в контейнері дають затвердіти упродовж певного часу в резервуарній секції 43. Процес виготовлення контейнера В у загальних рисах такий самий, як і контейнеру А. Контейнери А переносять до резервуарної секції 44, де їх з'єднують з окремо виготовленими головними компонентами контейнера В, тобто з пристроєм, який по суті утворений боковою стінкою 18, нижньою торцевою стінкою 19В, трубами 20 і нижнім набором опорних елементів 21, а також верхньою торцевою стінкою 19А і верхнім набором опорних елементів 21. З елементів, згаданих першими, на Фіг.10 показана бокова стінка 18, а елементи, згадані останніми, представлені верхньою торцевою стінкою 19А. У резервуарній секції 44 чотири контейнери А вставляють у вищезгаданий пристрій, представлений боковою стінкою 18, до якої прикріплена верхня торцева стінка 19А і напружені зміцнюючі труби 20. З допомогою заливної платформи 52, установленої в нижній частині резервуарної секції, та заливної головки 53 заповнюють бетоном під високим тиском, наприклад від 10 до 50 бар, простір навкруги чотирьох контейнерів А у контейнері В, а потім в основному все відбувається таким же чином, як і при заповненні бетоном контейнера А. Бетон закачують від станції бетону 55 через лінію подачі бетону 54, а зайвий бетон відводять через відвідну лінію 56. Як і у випадку заповнення контейнера А, отвори втулок торцевих стінок 23А, 23В, через які подається бетон і відводиться зайвий бетон, будуть по завершенні операції заливки заповнені бетоном, див. Фіг.1. Високий тиск бетону сприяє напруженню труб 20. Після закінчення заливки на верхньому боці закінченого контейнера В, аби полегшити з ним маніпулювання, встановлюють допоміжний пристрій 57. Перед тим, як забрати контейнер В, наприклад для остаточного захоронения, бетону в контейнері В дають затвердіти упродовж певного 11 82493 часу в резервуарній секції 44 або в наступній резервуарній секції 45. На торцевій фазі заливки бетон може бути підданий вакуумній обробці з допомогою труб 20, які потім можна заповнити бетоном. Якщо контейнерний пристрій містить також контейнер С, описану вище процедуру повторюють або в резервуарній секції 44, або в окремій резервуарній секції. Те саме роблять, якщо контейнерний пристрій містить також контейнер D. Для заливки використовують переважно бетон високої якості. Для самого внутрішнього контейнера А може бути підхожим використання суміші бетону з р удою, що корисно з точки зору операції 12 заливки, а також з огляду на теплопровідність, а отже і на розсіяння тепла від ядерного палива. У описаному ви ще способі виготовлення контейнерного пристрою згідно з винаходом бетон заливають у контейнери знизу і догори, але заливати можна також і у протилежному напрямку, і можна також подавати бетон і відводити зайвий бетон з одного і того самого боку контейнера, переважно з верхнього боку. Ці та інші модифікації контейнерного пристрою, описані вище, а також метод і установка для його виготовлення знаходяться, як це визначено формулою винаходу, в рамках винаходу. 13 Комп’ютерна в ерстка Т. Чепелев а 82493 Підписне 14 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Container unit for storage of hazardous materials, in particular for end burial of nuclear fuel, method to make it and installation for making it

Автори англійською

Heorhii Hans

Назва патенту російською

Контейнерное устройство для хранения опасных материалов, в частности для окончательного захоронения ядерного топлива, способ его изготовления и установка для его изготовления

Автори російською

Георгий Ханс

МПК / Мітки

МПК: B28B 23/00, G21F 5/005, G21F 5/00

Мітки: ядерного, виготовлення, небезпечних, матеріалів, установка, спосіб, захоронення, зберігання, палива, пристрій, контейнерний, зокрема, остаточного

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/7-82493-kontejjnernijj-pristrijj-dlya-zberigannya-nebezpechnikh-materialiv-zokrema-dlya-ostatochnogo-zakhoronennya-yadernogo-paliva-sposib-jjogo-vigotovlennya-ta-ustanovka-dlya-jjogo-vigot.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Контейнерний пристрій для зберігання небезпечних матеріалів, зокрема для остаточного захоронення ядерного палива, спосіб його виготовлення та установка для його виготовлення</a>

Подібні патенти