Контейнерний пристрій для зберігання небезпечного матеріалу та спосіб його виготовлення

Номер патенту: 83690

Опубліковано: 11.08.2008

Автор: еоргій Ганс

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Контейнерний пристрій для довготривалого зберігання небезпечного матеріалу, зокрема для остаточного захоронения ядерного палива, що містить продовгуватий циліндричний внутрішній контейнер (А), який має бокову стінку (12), верхню кінцеву стінку (13А), нижню кінцеву стінку (13В), перше відділення (14), що визначається боковою стінкою і кінцевими стінками, і призначений для розташування принаймні одного агрегата з небезпечним матеріалом (F), утвореного небезпечним матеріалом або таким, що містить чи зберігає небезпечний матеріал, зокрема агрегат з небезпечним матеріалом, що містить в'язку ядерних паливних елементів, а також містить опорні засоби (15, 16) у відділенні (14), які підтримують агрегат з небезпечним матеріалом у центрі внутрішнього відділення і на відстані від бокової стінки і кінцевих стінок, циліндричний зовнішній контейнер (D), що має бокову стінку (30), верхню кінцеву стінку (31А), нижню кінцеву стінку (31В), друге циліндричне відділення (32), що визначається боковою стінкою і кінцевими стінками,  всередині якого внутрішній контейнер (А) утримується на відстані від бокової стінки і кінцевих стінок зовнішнього контейнера (D), у якому принаймні в одній з кінцевих стінок зовнішнього контейнера (D) є канал, який виходить у друге відділення (32) з метою подачі в це друге відділення бетону, що самоущільнюється, причому канал проходить принаймні через одну з кінцевих стінок (13А, 13В) внутрішнього контейнера (А) і виходить у перше відділення (14), а також з'єднується з другим відділенням (32) таким чином, щоб бетон, який самоущільнюється, міг перетікати з другого відділення до першого відділення, при цьому у верхній кінцевій стінці зовнішнього контейнера виконаний канал для виведення з верхньої частини зовнішнього відділення надлишкового бетону, який самоущільнюється.

2. Контейнерний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що містить проміжний контейнер (В), що має бокову стінку (18), верхню кінцеву стінку (19А), нижню кінцеву стінку (19В) і третє відділення (22), яке визначається цією боковою стінкою та цими кінцевими стінками і в якому внутрішній контейнер (А) утримується на відстані від бокової стінки і кінцевих стінок проміжного контейнера (В), у якому принаймні в одній з кінцевих стінок проміжного контейнера є канал, який виходить у третє відділення (22), при цьому цей канал сполучається з другим відділенням (32) таким чином, що бетон, який самоущільнюється, може перетікати з другого відділення до третього відділення.

3. Контейнерний пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що містить наступний проміжний контейнер (С), що має бокову стінку (24), верхню кінцеву стінку (25Д), нижню кінцеву стінку (25В) і четверте відділення (26), яке визначається цією боковою стінкою та цими кінцевими стінками і в якому наступний внутрішній контейнер (С) утримується на відстані від бокової стінки і кінцевих стінок наступного проміжного контейнера (С), у якому принаймні через одну з кінцевих стінок наступного проміжного контейнера (С) проходить наступний канал, який виходить у четверте відділення (26), причому цей наступний канал сполучається з другим відділенням (32) таким чином, що бетон, який самоущільнюється, може перетікати з другого відділення до четвертого відділення.

4. Контейнерний пристрій за пп. 1 або 2, або 3, який відрізняється тим, що у ньому канал, який проходить крізь принаймні одну з кінцевих стінок зовнішнього контейнера (D), містить трубку (33), що проходить крізь верхню кінцеву стінку (31А) зовнішнього контейнера (D) і виходить у друге відділення біля його нижньої частини.

5. Контейнерний пристрій за пп. 3 або 4, який відрізняється тим, що у ньому і у проміжному контейнері (В), і в наступному проміжному контейнері (С) канал, що проходить крізь принаймні одну з кінцевих стінок, містить трубку (20, 27), яка проходить крізь верхню кінцеву стінку (19А, 25А), відповідно, проміжного контейнера (В) і наступного проміжного контейнера (С) і виходить у, відповідно, третє (22) і четверте (26) відділення біля його нижньої частини, і крім того канал містить отвір, який виконаний в цій верхній кінцевій стінці і виходить у, відповідно, четверте і друге відділення.

6. Спосіб виготовлення контейнерного пристрою (11) для небезпечного матеріалу, зокрема для ядерних паливних елементів, зібраних принаймні в одну зв'язку, наприклад, в одному чи більше паливних вузлах (F), у якому агрегат з небезпечним матеріалом (F), утворений або шляхом розташування небезпечного матеріалу в контейнері, або шляхом його утримання, установлюють і фіксують у визначеному положенні у значною мірою циліндричному контейнері (А), довжина якого суттєво більша за довжину агрегату з небезпечним матеріалом, із забезпеченим проміжком між боковою і кінцевими стінками (12, 13А, 13В) контейнера, а потім занурюють по всій довжині і на своїх кінцях у заливну суміш, яка суттєво повністю заповнює простір між агрегатом з небезпечним матеріалом (F) і боковою та кінцевими стінками (12, 13А, 13В) контейнера і стає твердою, при цьому спосіб включає розташування агрегату з небезпечним матеріалом (F) у внутрішньому циліндричному контейнері (А) з боковою стінкою (12), верхньою кінцевою стінкою (13А) і нижньою кінцевою стінкою (13В), у перше відділення (14),визначене боковою стінкою та кінцевими стінками, і утримання агрегату з небезпечним матеріалом (F) у центральному положенні в першому відділенні на відстані від його бокової та кінцевих стінок, принаймні від однієї з кінцевих стінок, що мають канал (17А, 17В), який сполучається з першим відділенням (14), розташування внутрішнього контейнера (А) у циліндричному зовнішньому контейнері (D) з боковою стінкою (30), верхньою кінцевою стінкою (31А), нижньою кінцевою стінкою (21В) і другим відділенням (32), яке визначається боковою та кінцевими стінками другого контейнера, і підтримання першого контейнера (А) у центрі другого контейнера і на відстані від його бокової та кінцевих стінок, причому принаймні одна з цих кінцевих стінок має вхідний і вихідний канал, з'єднаний з другим відділенням (32), введення бетону, який самоущільнюється, у друге відділення (32) крізь вхідний канал і примушення бетону, який самоущільнюється, цілком заповнити перше і друге відділення, і надання надлишку бетону, який самоущільнюється, можливості вийти крізь вихідний канал.

7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що бетон, який самоущільнюється, вводять у друге відділення (32) крізь отвір трубки поблизу нижньої стінки (ЗІВ) зовнішнього контейнера (D).

8. Спосіб за пп. 6 або 7, який відрізняється тим, що внутрішній контейнер (А) розташовують у проміжному контейнері (В) з боковою стінкою (18), верхньою кінцевою стінкою (19А), нижньою кінцевою стінкою (19В) і третім відділенням, яке визначається цими стінками, при цьому проміжний контейнер (В) підтримують у зовнішньому контейнері (D) на відстані від його бокової та кінцевих стінок, в якому бетон, який самоущільнюється, примушують проходити від зовнішнього контейнера до проміжного контейнера (В), щоб цілком його заповнити.

9. Спосіб за з п. 8, який відрізняється тим, що проміжний контейнер (В) розташовують у наступному проміжному контейнері (С) з боковою стінкою (24), верхньою кінцевою стінкою (25), нижньою кінцевою стінкою (25В) і четвертим відділенням (26), яке визначається цими стінками, крім того, наступний проміжний контейнер (С) підтримують у зовнішньому контейнері (D) на відстані від його бокової та кінцевих стінок, а бетон, який самоущільнюється, примушують проходити від зовнішнього контейнера до наступного проміжного контейнера (В), щоб цілком його заповнити.

Текст

1. Контейнерний пристрій для довготривалого зберігання небезпечного матеріалу, зокрема для остаточного захоронения ядерного палива, що містить продовгуватий циліндричний внутрішній контейнер (А), який має бокову стінку (12), верхню кінцеву стінку (13А), нижню кінцеву стінку (13В), перше відділення (14), що визначається боковою стінкою і кінцевими стінками, і призначений для розташування принаймні одного агрегата з небезпечним матеріалом (F), утвореного небезпечним матеріалом або таким, що містить чи зберігає небезпечний матеріал, зокрема агрегат з небезпечним матеріалом, що містить в'язку ядерних паливних елементів, а також містить опорні засоби (15, 16) у відділенні (14), які підтримують агрегат з небезпечним матеріалом у центрі внутрішнього відділення і на відстані від бокової стінки і кінцевих стінок, циліндричний зовнішній контейнер (D), що має бокову стінку (30), верхню кінцеву стінку (31А), нижню кінцеву стінку (31В), друге циліндричне відділення (32), що визначається боковою стінкою і кінцевими стінками, всередині якого внутрішній контейнер (А) утримується на відстані від бокової стінки і кінцевих стінок зовнішнього контейнера (D), у якому принаймні в одній з кінцевих стінок зовнішнього контейнера (D) є канал, який виходить у друге відділення (32) з метою подачі в це друге відділення бетону, що самоущільнюється, причому канал проходить принаймні через одну з кінцевих стінок (13А, 13В) вн утрішнього контейнера (А) і виходить у перше відділення (14), а також з'єднується з другим відділенням (32) таким чином, щоб бетон, який самоущільнюється, міг перетікати з другого відділення до першого відділення, при 2 (19) 1 3 83690 4 дить крізь верхню кінцеву стінку (19А, 25А), відповідно, проміжного контейнера (В) і наступного проміжного контейнера (С) і виходить у, відповідно, третє (22) і четверте (26) відділення біля його нижньої частини, і крім того канал містить отвір, який виконаний в цій верхній кінцевій стінці і виходить у, відповідно, четверте і друге відділення. 6. Спосіб виготовлення контейнерного пристрою (11) для небезпечного матеріалу, зокрема для ядерних паливних елементів, зібраних принаймні в одну зв'язку, наприклад, в одному чи більше паливних вузлах (F), у якому агрегат з небезпечним матеріалом (F), утворений або шляхом розташування небезпечного матеріалу в контейнері, або шляхом його утримання, установлюють і фіксують у визначеному положенні у значною мірою циліндричному контейнері (А), довжина якого суттєво більша за довжину агрегату з небезпечним матеріалом, із забезпеченим проміжком між боковою і кінцевими стінками (12, 13А, 13В) контейнера, а потім занурюють по всій довжині і на своїх кінцях у заливну суміш, яка суттєво повністю заповнює простір між агрегатом з небезпечним матеріалом (F) і боковою та кінцевими стінками (12, 13А, 13В) контейнера і стає твердою, при цьому спосіб включає розташування агрегату з небезпечним матеріалом (F) у внутрішньому циліндричному контейнері (А) з боковою стінкою (12), верхньою кінцевою стінкою (13А) і нижньою кінцевою стінкою (13В), у перше відділення (14), визначене боковою стінкою та кінцевими стінками, і утримання агрегату з небезпечним матеріалом (F) у центральному положенні в першому відділенні на відстані від його бокової та кінцевих стінок, принаймні від однієї з кінцевих стінок, що мають канал (17А, 17В), який сполучається з першим відділенням (14), розташування внутрішнього контейнера (А) у циліндричному зовнішньому контейнері (D) з боковою стінкою (30), верхньою кінцевою стінкою (31А), нижньою кінцевою стінкою (21В) і другим відділен ням (32), яке визначається боковою та кінцевими стінками другого контейнера, і підтримання першого контейнера (А) у центрі другого контейнера і на відстані від його бокової та кінцевих стінок, причому принаймні одна з цих кінцевих стінок має вхідний і вихідний канал, з'єднаний з другим відділенням (32), введення бетону, який самоущільнюється, у друге відділення (32) крізь вхідний канал і примушення бетону, який самоущільнюється, цілком заповнити перше і друге відділення, і надання надлишку бетону, який самоущільнюється, можливості вийти крізь вихідний канал. 7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що бетон, який самоущільнюється, вводять у друге відділення (32) крізь отвір трубки поблизу нижньої стінки (ЗІВ) зовнішнього контейнера (D). 8. Спосіб за пп. 6 або 7, який відрізняється тим, що внутрішній контейнер (А) розташовують у проміжному контейнері (В) з боковою стінкою (18), верхньою кінцевою стінкою (19А), нижньою кінцевою стінкою (19В) і третім відділенням, яке визначається цими стінками, при цьому проміжний контейнер (В) підтримують у зовнішньому контейнері (D) на відстані від його бокової та кінцевих стінок, в якому бетон, який самоущільнюється, примушують проходити від зовнішнього контейнера до проміжного контейнера (В), щоб цілком його заповнити. 9. Спосіб за з п. 8, який відрізняється тим, що проміжний контейнер (В) розташовують у наступному проміжному контейнері (С) з боковою стінкою (24), верхньою кінцевою стінкою (25), нижньою кінцевою стінкою (25В) і четвертим відділенням (26), яке визначається цими стінками, крім того, наступний проміжний контейнер (С) підтримують у зовнішньому контейнері (D) на відстані від його бокової та кінцевих стінок, а бетон, який самоущільнюється, примушують проходити від зовнішнього контейнера до наступного проміжного контейнера (В), щоб цілком його заповнити. Даний винахід стосується контейнерних пристроїв для довготривалого зберігання небезпечних матеріалів. Зокрема, тип матеріалу, що являє собою ядерне паливо або інші радіоактивні матеріали, що дуже тривалий час зберігають високий рівень активності і які необхідно зберігати безпечним чином принаймні доти, доки їх активність не зменшиться до безпечного або принаймні терпимого рівня. З цієї причини буде описано винахід з конкретними посиланнями на його застосування при остаточному захороненні використаного ядерного палива. Однак, застосування винаходу не обмежене будьяким 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 захоронення ядерного палива мають відповідати вимогам, що в певному розумінні є більш суворими, ніж вимоги до транспортувальних або інших контейне рів для короткострокового зберігання ядерного палива. Якщо згадані контейнерні пристрої останньої категорії мають забезпечувати безпечне зберігання упродовж періоду часу, що вимірюється кількома десятиліттями, то контейнерні пристрої остаточного захоронения мають залишатися безпечними набагато довший період часу - кілька сотень, або навіть тисяч років. Наприклад, у поточному науково-дослідному проекті, мета якого полягає у створенні остаточного сховища в шта ті Невада, Сполучені Штати, передумовою є безпечне зберігання радіоактивного матеріалу упродовж десятків тисяч років. Серед вимог, які потрібно 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 довготри 5 83690 валої 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, пошкодження яких може призводити до порушення безпеки. Шведська заявка на патент No. 0203528-5 від 29 листопада 2002 р. [заявник Oyster International N.V.], яка еквівалентна міжнародній заявці на патент PCT/SE2003/001837, опублікованій як WO 2004/051671 A1, пропонує контейнерний пристрій, який підходить для остаточного захоронения ядерного палива і дозволяє достатньо безпечне утримання складеного ядерного палива чи небезпечного матеріалу іншого виду впродовж періоду часу потрібної тривалості. Вказана вище заявка також пропонує метод і установку для виготовлення контейнерного пристрою. Згідно з вищезгаданою заявкою на патент характерною рисою контейнерного пристрою, суттєвою для досягнення поставленої мети, є конструкція завершеного запечатаного контейнерного пристрою типу "коробка в коробці", у якому між небезпечним матеріалом 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 за рахунок якогось іншого фактору, для запобігання виходу складеного небезпечного матеріалу з контейнеру залишаються інші бар'єри. Контейнерний пристрій, як композитна конструкція, забезпечує взаємодію між захисними бар'єрами, які, як варіант, виготовлені з бетону і різних матеріалів, переважно металу, що в результаті веде до дуже хорошої механічної міцності. Даний винахід направлений на покращення контейнеру, тип якого був описаний у розкритій вище заявці на патент, а також у технології його виготовлення, і надає рішення проблемі оптимізації контейнерного пристрою, особливо, що стосується його виготовлення. Вирішення цієї проблеми, які надає даний винахід, наступні: (1) контейнерний пристрій для довготривалого зберігання небезпечного матеріалу, зокрема для остаточного захоронения ядерного палива, і (2) спосіб його виготовлення. Цей контейнерний пристрій і цей спосіб виготовлення мають особливості, викладені в незалежних пунктах формули винаходу. Важливим елементом даного винаходу є заливний матеріал, який застосовують для заповнення пустот у контейнерах. Згідно з даним винаходом у якості заливного матеріалу використовують так званий бетон, який самоущільнюється, назву якого часто скорочують як SCC, іноді на SCC посилаються, як на високоефективний бетон або «холодну кераміку». SCB являє собою бетон чи подібний до бетону матеріал, який завдяки додаванню до нього модифікаторів в'язкості має таку малу в'язкість (велику плинність), що 6 може вільно витікати під дією гравітації, без додаткової вібрації, і легко повністю заповнювати опалубку для заливки, навіть її маленькі частини [дивись, наприклад, Okamura, H., and Guchi, M.: SelfCompacting Concrete, Journal of Advanced Concrete Technology, Vol. 1, pp 5-15, April 2003]. Таким чином, із застосуванням даного винаходу стає можливим у технологічно простий і економічний спосіб побудува ти контейнерний пристрій за принципом розташування "коробка в коробці", встановивши таку кількість контейнерів, а отже і відповідну кількість захисних бар'єрів, яка потрібна для досягнення бажаної безпечної спроможності зберігання. Далі буде описано конструкцію контейнерного пристрою і способу його виготовлення з посиланнями на супроводжуючі малюнки. Фіг.1 відображає вигляд вертикального перерізу завершеного контейнерного пристрою, виготовленого згідно зі способом винаходу; Фіг.2 показує переріз контейнерного пристрою уздовж лінії ІІ-ІІ на Фіг.1. Фіг.3 показує переріз контейнерного пристрою уздовж лінії ІІІ-ІІІ на Фіг.2. Фіг.4 дає вигляд аксіального перерізу першого, внутрішнього контейнеру, який містить ядернопаливний вузол і утворює центральну або внутрішню частину контейнерного пристрою; Фіг.5 показує контейнер Фіг.4, якщо дивитися з боку перерізу уздовж лінії V-V; Наступний опис разом з малюнками контейнерного пристрою за винаходом, а також способу і установки для його виготовлення обмежений суттєвими для розуміння винаходу моментами. Як легко зрозуміти, реалізація винаходу потребує суттєвих матеріалів, які не проілюстровані й не описані, але спеціаліст у цій області на основі наведеного далі опису може доповнити відсутні моменти просто на основі своїх знань. Показаний на малюнках контейнерний пристрій 11 пристосований, щоб вміщувати агрегат з небезпечним матеріалом F, утворений одиночним ядерно-паливним вузлом або як варіант - чотирма аналогічними ядерно-паливними вузлами, з'єднаними з метою зберігання в "упаковку". Фігури 4 і 5 відображають схематичний ескіз такого агрегату з небезпечним матеріалом F, утвореного одиночним паливним вузлом, який містить набір паливних стрижнів (не показані), що утримують сам небезпечний матеріал, який являє собою ядерне паливо. Агрегат з небезпечним матеріалом F, утворений паливним вузлом, міститься в першому підконтейнері, або контейнері А, який має форму продовгуватого циліндричного тіла з квадратним перерізом (звичайно, як варіант, переріз може мати круглу або іншу неквадратну форму) і містить бокову стінку 12, виго товлену з листового металу, і кінцеві стінки 13А і 13В, утворені, відповідно, верхньою металевою пластиною і нижньою металевою пластиною. У відділенні 14, утвореному боковою стінкою 12 і кінцевими стінками 13А, 13В, до кожної кінцевої стінки прикріплені стрижні 15, щоб підтримувати опорні елементи 16 на відстані від кінцевих стінок. Ці опорні елементи утримують між собою агрегат з небезпечним матеріалом F таким 7 83690 чином, що між паливним вузлом і внутрішнім боком бокової стінки 14, а також між паливним вузлом і кінцевими стінками 13А, 13В є вільний простір. Кожна з двох кінцевих стінок 13А, 13В має центральний отвір, утворений втулкою 17А, 17В. Ці втулки є схематичним зображенням детально не показаних тут засобів, призначених для введення заливної суміші (згідно з даним винаходом ця заливна суміш являє собою бетон, який самоущільнюється) у вільний простір відділення 14після того, як у відділенні було змонтовано агрегат з небезпечним матеріалом F. Бетон, який може містити підсилюючі волокна, переважно з теплопровідного матеріалу аби покращити теплопровідні властивості бетону, може також бути введений крізь отвори на кінцях агрегату з небезпечним матеріалом і/або на його боках і заповнити внутрішні порожнини, як наприклад вільний простір між паливними стрижнями у випадку, коли агрегат з небезпечним матеріалом являє собою паливний вузол, таким чином, щоб паливні стрижні були оточені бетоном. Вищезгадані засоби для введення бетону можуть містити, але не обов'язково, затвор для введення бетону, змонтований на одній з кінцевих стінок контейнера А, через який бетон вводиться, і затвор, змонтований на іншій кінцевій стінці, через який зайвий бетон виштовхується з контейнера А. У завершеному контейнерному пристрої 11 перший контейнер А знаходиться всередині другого підконтейнера або контейнера В. Цей контейнер виконаний у формі продовгуватого циліндричного тіла з круглим перерізом і містить бокову стінку 18 з листового металу і кінцеві стінки 19А і 19В, утворені, відповідно, нижньою кінцевою пластиною і верхньою кінцевою пластиною. Трохи всередину від бокової стінки проходить певна кількість аксіальних труб 20 від верхньої кінцевої стінки 19А у зону нижньої кінцевої стінки 19В. Ці труби слугують каналами постачання заливного матеріалу. На додаток, вони можуть використовуватися для інших цілей, як, наприклад, закріплення бокової та кінцевої стінок. Крім того, вони можуть виконувати роль підсилюючих елементів і пристосування для підйомних петель або іншого оснащення для спрощення підйому і транспортування. Природно, що також можливо і зручно установити окремі аксіальні підсилюючі елементи, особливо між тонкими боковими стінками 24 і 30 контейнерів C i D, які описані нижче. На кожній з кінцевих стінок 19А, 19В закріплено вісім опорних елементів 21, щоб утримува ти контейнер А у відділенні 22, яке визначається боковою стінкою 18 і кінцевими стінками 19А, 19В таким чином, щоб контейнер А був закріплений у аксіально і радіально центральному положенні стосовно другого контейнера В, на відстані від бокової стінки 18 і від кінцевих стінок 19А, 19В, що найкраще видно на Фіг.1. Нижня кінцева частина кожної труби 20 вставлена у відповідно один з опорних елементів 21, які мають канали 21A для утворення зв'язку між відділенням 22 і внутрішньою частиною труб 20. Проміжок у відділенні 22, що існує між першим 8 контейнером А і другим контейнером В, значно перевищує відповідний проміжок між першим контейнером А і агрегатом з небезпечним матеріалом F, і так само, як і останній проміжок, у завершеному контейнерному пристрої повністю заповнений бетоном. Стінки дірчастої циліндричної бетонної оболонки, що містить перший контейнер А із завершеним контейнерним пристроєм 11, є таким чином суттєво товстішими, ніж стінки бетонної оболонки, яка містить агрегат з небезпечним матеріалом F у першому контейнері А. Нижній бік верхньої кінцевої стінки 19А контейнера В має невелику конічну вгнутість, а в найвищій точці нижнього боку встановлено трубу 23, яка з'єднана з відділенням 22 і направлена догори, виходячи в проміжок над кінцевою стінкою 19А. Другий контейнер В вміщений у третій контейнер C, який сконструйований суттєво таким самим чином, як і контейнер В. Тобто контейнер C містить круглу циліндричну бокову стінку 24, а також верхню і нижню кінцеві стінки 25А, 25В. Ці кінцеві стінки визначають відділення 26, у якому розташовані аксіальні труби 27, що проходять крізь верхню кінцеву стінку 25А униз, у відділення 26, яке знаходиться по сусідству з нижньою кінцевою стінкою 25В і опорними елементами 28. Опорні елементи 28 мають канали 28А, подібні до каналів 21А, і разом з подібними опорними елементами (не показані) біля верхньої кінцевої стінки 25А утримують другий контейнер В у фіксованому, точно визначеному, радіальному і аксіальному положенні у відділенні 26. У закінченому контейнерному пристрої проміжок у відділенні 11, утворений між другим контейнером В і третім контейнером C, заповнений бетоном. Так само, як і нижній бік верхньої кінцевої стінки контейнера В, нижній бік верхньої кінцевої стінки 25А контейнера C має невелику конічну вгнутість, а в найвищій точці нижнього боку встановлено трубу 29, яка з'єднана з відділенням 26 і направлена догори від кінцевої стінки 25А, виходячи в проміжок над кінцевою стінкою. У показаному варіанті конструкції є також четвертий контейнер D, який містить третій контейнер C 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 кінцеві стінки 31А, 31В. Ці стінки визначають відділення 32, у якому розташовано аксіальні труби 33, що виконують такі самі функції, як і труби 27 і проходять крізь опорні елементи, які подібні до опорних елементів 28. Крім того, у маківці відділення 32 установлено трубу 34, яка може бути пристосована для з'єднання з пристроєм, що відсмоктує, мета застосування якого буде описана далі. Проміжок, що утворений у відділенні 32 між третім контейнером C і четвертим контейнером D, у закінченому контейнерному пристрої 11 заповнюють бетоном. Як буде зрозуміло, наведені фігури показують контейнерний пристрій згідно з винаходом у спрощеному вигляді і з опущенням багатьох деталей, 9 83690 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. Виготовлення контейнерного пристрою за винаходом може проводитися на установці, де різні компоненти пристрою збирають переважно, принаймні частково, під водою, як на установці, продемонстрованій та описаній у ви щезгаданій заявці на патент, а також на установці, продемонстрованій та описаній у патенті WO01/78084. До самої стадії, коли контейнери контейнерного пристрою заливають бетоном, контейнери можна збирати різними способами. Згідно з однією процедурою зовнішній контейнер D, з поки що невстановленою верхньою кінцевою стінкою 31А, спочатку розташовують під водою, відразу після чого у зовнішній контейнер D установлюють другий зовнішній контейнер C, також без верхньої кінцевої стінки. Аналогічно, другий вн утрішній контейнер, так само без верхньої кінцевої стінки, розташовують у другому зовнішньому контейнері C, і зрештою, внутрішній контейнер А розташовують у контейнері В, відразу після чого агрегат з небезпечним матеріалом F розташовують у контейнері А. Після завершення описаних вище кроків на контейнери А, В, C і D послідовно установлюють їх верхні кінцеві стінки. Природно, можливо також здійснити описане вище збирання контейнерів А, В, C i D y надводному положенні, а потім занурити зібрані контейнери у підводне положення, відразу після чого розташувати у контейнері А агрегат з небезпечним матеріалом F і встановити верхні кінцеві стінки контейнерів. Наступна можливість полягає у збиранні контейнерів D, C і В у надводному положенні, розташуванні агрегату з небезпечним матеріалом F у контейнері А в підводному положенні, наступному зануренні контейнерної зборки D+C+B у підводне положення і розташуванні модуля, утвореного контейнером А і агрегатом з небезпечним матеріалом F, у щойно згаданій зборці D+C+B і, зрештою, встановленні верхніх кінцевих стінок контейнерів D, C i B. Введення заливного матеріалу, тобто бетону, який самоущільнюється, переважно відбувається у підводному положенні для зібраного контейнерного пристрою 11, який заповнений водою. Бетон, що як згадано вище, може містити переважно короткі підсилюючі волокна з теплопровідного матеріалу, вводять крізь одну або переважно кілька, чи всі тр уби 33 зовнішнього контейнера D, і якщо треба, то під певним тиском, аби прискорити введення. На Фіг.1 напрямок введення схематично показаний стрілкою, поряд з якою стоїть маленька літера "а", обведена колом. Наступні стадії введення бетону аналогічно вказані стрілками, які позначені маленькими літерами в колах. Бетон виходить із труби чи тр уб у відділення 10 32 зовнішнього контейнера D, в нижню частину відділення, стрілка b, поступово піднімається у відділенні 32 доки рівень бетону не досягне верхнього краю другого зовнішнього контейнера C, де він надходить у труби 27, стрілка с, затікає у відділення 26 контейнера C, в його нижню частину, стрілка d, і поступово піднімається в цьому відділенні. Коли рівень бетону досягне верхнього краю другого внутрішнього контейнера В, бетон надходить у труби 20, стрілка е, і у відділення 22 контейнера C, в його нижню частину, стрілка f. Коли бетон поступово піднімається у відділенні 22 контейнера В, він також піднімається у контейнері А і його відділенні 14, а також у паливному вузлі, який утворює агрегат з небезпечним матеріалом F, таким чином, що паливні стрижні у паливному вузлі виявляються зануреними в бетон. Коли відділення 22 контейнера В, а також завдяки цьому - контейнер А і паливний вузол в ньому, стають повністю заповненими, зайвий бетон виходить з труби 2, стрілка g, і заповнює далі відділення 26 контейнера C. Аналогічним чином, коли повністю заповнюється відділення 26 контейнера C, бетон надходить до труби 29, стрілка h, і входить у відділення 32 контейнера D, стрілка і, аби надалі повністю заповнити це відділення, а надлишковий бетон починає виходити крізь трубу 34, стрілка j. Усі порожнини в контейнерному пристрої тепер заповнені бетоном, який самоущільнюється, частина якого позначена штриховкою всередині Фіг.1. Під час введення бетону він послідовно виганяє воду з порожнин догори. Запобігти зворотному потокові бетону можна шляхом установки в одному чи кількох каналах, крізь які бетон входить і виходить з контейнерів, клапанів, які закриваються самі (не показані). У описаному ви ще альтернативному варіанті, де агрегат з небезпечним матеріалом F, що містить ядерно-паливний вузол чи вузли, розташовують у контейнері А до того, як цей контейнер вміщують у контейнер В, можливо, доцільно спершу залити бетон навколо агрегату з небезпечним матеріалом F в контейнері й дозволити бетону затвердіти до того, як модуль, що складається з контейнера А і вмонтованого в бетон агрегату з небезпечним матеріалом F, розташовувати в контейнері В. Описаному вище веденню бетону, що самоущільнюється, яке супроводжується проходженням бетоном звивистого шляху всередині контейнерного пристрою, надається перевага, але це не є необхідним варіантом. Альтернативний варіант може полягати у введенні бетону у відділення 32 контейнера А, як описано таким чином, щоб він входив у це відділення крізь верхню кінцеву стінку 31 і опускався донизу, у проміжок між боковою стінкою 30 і боковою стінкою 24 другого зовнішнього контейнера С, але потім йому дозволяють поступово підніматися одночасно в усі х контейнерах і в агрегаті з небезпечним матеріалом F доки відділення 32 контейнера D, а завдяки цьому і весь контейнерний пристрій 11, не заповниться вщерть, і надлишковий бетон не почне виходити крізь трубу 34. На кінцевій стадії введення бетону, який само 11 83690 ущільнюється, а також упродовж певного часу після завершення введення, доки бетон не затвердіє належним чином, бетон може триматися під таким певним надлишковим тиском, щоб застиглий бетон був попередньо напружений за рахунок напружених підсилюючих елементів. Можна покращити введення бетону і виведення води шляхом прикладання до труби 34 засмоктуючої сили. Звичайно, кількість контейнерів у контейнерному пристрої може перевищувати чи бути менше кількості контейнерів у втіленні контейнерного пристрою, описаного вище тільки для прикладу. У прикладі втілення контейнерного пристрою внутрішній контейнер А сконструйований трохи інакше у порівнянні з іншими, зовнішніми контей 12 нерами В, C і D, але всупереч цьому, по суті він сконструйований так само, як і вони тому, що має відділення, яке містить агрегат з небезпечним матеріалом F і заповнений бетоном, який самоущільнюється і повністю огортає агрегат з небезпечним матеріалом. Цьому моментові надається перевага і він особливо підходить в описаному застосуванні, коли агрегат з небезпечним матеріалом містить один чи більше ядерно-паливних вузлів, проте це не є невід'ємною рисою винаходу. Взагалі, небезпечний матеріал може утримуватися в контейнері, який сам не заповнений бетоном, що огортає небезпечний матеріал, який він містить, але цей контейнер запечатаний і розташований в іншому контейнері, як, наприклад, контейнер В, і там бути зануреним у бетон. 13 83690 14 15 Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 83690 Підписне 16 Тираж 28 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 device for storage of dangerous material and method for making it

Автори англійською

Georgii Hans

Назва патенту російською

Контейнерное устройство для хранения опасного материала и способ его изготовления

Автори російською

еоргий Ганс

МПК / Мітки

МПК: B28B 23/00, G21F 5/005

Мітки: спосіб, зберігання, контейнерний, небезпечного, пристрій, матеріалу, виготовлення

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-83690-kontejjnernijj-pristrijj-dlya-zberigannya-nebezpechnogo-materialu-ta-sposib-jjogo-vigotovlennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Контейнерний пристрій для зберігання небезпечного матеріалу та спосіб його виготовлення</a>

Подібні патенти