RU155931U1 - Контейнер для радонуклидных источников - Google Patents

Abstract

Контейнер для радионуклидных источников, содержащий защитный контейнер, состоящий из корпуса, металлической емкости, предназначенной для размещения радионуклидных источников, соединенной с ней загрузочной трубы, закрываемой пробкой, радиационной защиты, элементов охлаждения для отвода тепла от металлической емкости, и охранную тару, представляющую собой бак-охладитель, состоящую из корпуса и съемной крышки, выполненной по форме корпуса охранной тары, отличающийся тем, что загрузочная труба выполнена изогнутой, элементы охлаждения выполнены в виде ребер воздушного охлаждения, расположенных на корпусе защитного контейнера, и опорной платформы, обеспечивающей контакт нижней поверхности защитного контейнера и охранной тары, защитный контейнер снабжен такелажными элементами, корпус охранной тары снабжен такелажными элементами и демпфирующими элементами.

Description

Полезная модель относится к области охраны окружающей среды, к защитным устройствам от радиоактивного излучения, а в частности к металлическим контейнерам, предназначенным для обращения с радиоактивными отходами (РАО) и служат для их сбора, транспортировки, хранения, кондиционирования и захоронения в кондиционированном виде. Наиболее эффективно заявляемая полезная модель может быть реализована при обращении с отработанными радионуклидными источниками высокого уровня активности, характеризующимися наличием значительного тепловыделения и высоким уровнем мощности дозы гамма-излучения, образующиеся в результате деятельности научных, медицинских и специализированных предприятий.

Анализ уровня развития техники в указанной области показал, что известен контейнер для хранения и/или захоронения радионуклидных источников альфа- и бета- излучения, включающий корпус с загрузочной полостью и крышку, такелажные узлы, помещенные в контейнер пеналы с источниками альфа- и бета- излучений [патент на изобретение RU 2272327 C1, МПК: G21F 5/015, опубл. 20.03.2006 Бюл. №8]. При этом корпус и крышка изготовлены в виде монолитных блоков из мелкозернистой горной породы с высоким содержанием кремнезема.

Недостатками данного устройства являются то, что не обеспечивается эксплуатационная безопасность контейнера в связи с низкой теплопроводностью конструкционных материалов контейнера и отсутствия элементов охлаждения, что приводит к недостаточному отводу тепла от радионуклидных источников, наличие высокого уровня облучения персонала при выполнении загрузки радионуклидных источников из-за отсутствия конструкционных элементов, предотвращающих прямой выход ионизирующих излучений от радионуклидных источников, размещенных в контейнере.

Также известен контейнер для хранения радионуклидных источников ионизирующего излучения, состоящий из экрана, выполненного из поглощающего излучение материала, окружающего изогнутую трубу для сбора капсул с радионуклидными источниками [патент на изобретение GB 2061080 А, МПК: G21F 5/02 опубл. 07.05.1981].

Недостатками данного контейнера являются сложность конструкции, также конструкция контейнера не предусматривает возможность кондиционирования радионуклидных источников внутри контейнера.

Известен также контейнер для длительного хранения радиоактивных отходов, имеющих высокий уровень активности, заключенных в металлическую матрицу [патент на изобретение US 4115311 МПК: G21F 9/34, опубл. 19.09.1978], представляющий собой вытянутый цилиндрический корпус с загрузочной горловиной, закрываемой резьбовой пробкой. Радиоактивные отходы включают в металлическую матрицу непосредственно в контейнере путем термического изостатического прессования при температуре ниже плавления матричного материала и размещенных радиоактивных отходов.

Недостатками данного контейнера является наличие высокого уровня облучения персонала при выполнении загрузки радионуклидных источников из-за отсутствия конструкционных элементов, предотвращающих прямой выход ионизирующих излучений от радионуклидных источников, размещенных в контейнере, низкая эксплуатационная безопасность контейнера в связи с тем, что конструкция контейнера не учитывает задачи, возникающие при транспортировке и размещении контейнеров в хранилищах.

Известен контейнер для радиоактивных отходов, содержащий корпус со стенками и днищем, крышку с концентрично расположенными на ней отверстиями для крепежных элементов и ребрами жесткости, расположенными на ней отверстиями для крепежных элементов и ребрами жесткости, расположенными с возможностью взаимоукладывания на них демпфирующих элементов, смонтированных на нижней поверхности днища контейнера [патент на полезную модель RU 137691 U1, МПК: G21F 5/00, опубл. 27.02.2014].

Недостатками данного контейнера является отсутствие обеспечения эксплуатационной безопасности контейнера при обращении с радионуклидными источниками высокого уровня активности из-за отсутствия необходимой радиационной защиты.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков является транспортно-упаковочный комплект, представляющий из себя контейнер для хранения и транспортировки радиоактивных материалов, например, радионуклидных источников, состоящий из защитного контейнера и охранной тары. Охранная тара содержит корпус и съемную крышку, выполненную по форме корпуса охранной тары. Защитный контейнер содержит металлическую емкость, предназначенную для размещения радионуклидных источников, соединенную с ней загрузочную трубу, закрываемую пробкой. Как показано на рисунке, корпус защитного контейнера снабжен радиационной защитой, выполненной из свинца. Контейнер для хранения и транспортировки радиоактивных материалов снабжен охлаждающими элементами для отвода тепла от металлической емкости, представленными охлаждающей рубашкой, соединенной с охранной тарой, представляющей собой бак-охладитель, трубами для циркуляции охлаждающей жидкости, и гофрами на внутренней поверхности корпуса охранной тары [патент на полезную модель RU 38997 U1, МПК: G21F 5/00, опубл. 10.07.2004].

Недостатками данного контейнера для хранения и транспортировки радиоактивных материалов, препятствующими получению требуемого технического результата, являются элементы жидкостного охлаждения, имеющие низкую надежность при транспортировке и длительном хранении, отсутствие конструкционных элементов, предотвращающих прямой выход ионизирующих излучений при выполнении загрузки радионуклидных источников в металлическую емкость контейнера для хранения и транспортировки радиоактивных материалов, конструкция не учитывает задачи, возникающие при транспортировке и размещении контейнеров в хранилищах, а также указанная конструкция не предусматривает возможность кондиционирования радионуклидных источников внутри контейнера.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является упрощение конструкции контейнера, снижение уровня облучения персонала при выполнении загрузки радионуклидных источников в контейнер, повышение надежности хранения и захоронения радионуклидных источников путем их включения в металлическую матрицу внутри контейнера, обеспечение эксплуатационной безопасности контейнера.

При решении указанной задачи достигнут технический результат, заключающийся в упрощении конструкции контейнера путем использования воздушного охлаждения при сохранении эффективного отвода тепла от радионуклидных источников за счет снабжения защитного контейнера ребрами воздушного охлаждения и опорной платформой, контактирующей с охранной тарой, представляющей собой бак-охладитель, для интенсификации теплоотвода от защитного контейнера; в снижении уровня облучения персонала из-за выхода ионизирующих излучений при выполнении загрузки радионуклидных источников в контейнер, за счет наличия загрузочной трубы имеющей изогнутую форму, позволяющей предотвратить прямой выход ионизирующих излучений из металлической емкости; в повышении надежности хранения радионуклидных источников за счет кондиционирования радионуклидных источников путем включения в металлическую матрицу; в повышении эксплуатационной надежности контейнера за счет наличия такелажных и демпфирующих элементов.

Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что контейнер для радионуклидных источников состоит из защитного контейнера и охранной тары, представляющей собой бак-охладитель. Охранная тара содержит корпус и съемную крышку, выполненную по форме корпуса охранной тары, с ребрами жесткости, расположенными с возможностью взаимоукладывания на них демпфирующих элементов, смонтированных на нижней поверхности днища охранной тары. Защитный контейнер содержит металлическую емкость, предназначенную для размещения радионуклидных источников, соединенную с ней изогнутую загрузочную трубу, закрываемую пробкой с элементами крепления. Защитный контейнер снабжен радиационной защитой, расположенной между корпусом защитного контейнера и металлической емкостью, ребрами воздушного охлаждения и опорной платформой.

Отличительными признаками предлагаемой полезной модели является то, что загрузочная труба защитного контейнера выполнена изогнутой, в качестве элементов охлаждения используются ребра воздушного охлаждения, расположенные на корпусе защитного контейнера, и опорная платформа, корпус защитного контейнера имеет такелажные элементы, корпус охранной тары снабжен такелажными элементами и демпфирующими элементами.

Выполнение загрузочной трубы защитного контейнера изогнутой предотвращает прямой выход ионизирующих излучений из металлической емкости при снятой пробке в момент загрузки радионуклидных источников в металлическую емкость. Выполнение защитного контейнера с ребрами воздушного охлаждения и опорной платформой для обеспечения контакта нижней поверхности защитного контейнера и охранной тары, представляющей собой бак-охладитель, позволяет снижать температуру металлической емкости, нагревающейся за счет радиоактивного распада, происходящего в радионуклидных источниках, размещенных в металлической емкости защитного контейнера, а также проводить процесс кондиционирования радионуклидных источников путем включения радионуклидных источников в металлическую матрицу внутри металлической емкости.

Устройство контейнера представлено на чертежах, фиг. 1, 2, 3, где:

фиг. 1 - вертикальный разрез контейнера для радионуклидных источников;

фиг. 2 - горизонтальный разрез контейнера для радионуклидных источников;

фиг. 3 - внешний вид контейнера для радионуклидных источников.

Контейнер для радионуклидных источников состоит из защитного контейнера 1 (фиг. 1 и 2) и охранной тары 2 (фиг. 1 и 3). Защитный контейнер (1) содержит металлическую емкость 3 (фиг. 1 и 2) для радионуклидных источников, соединенную с ней загрузочную трубу 4 (фиг. 1), закрываемую пробкой 5 (фиг. 1). Корпус 6 (фиг. 1 и 2) защитного контейнера 1 содержит ребра воздушного охлаждения 7 (фиг. 1 и 2) и опорную платформу 8 (фиг. 1 и 2). Пространство между корпусом 6 и металлической емкостью 3 заполнено радиационной защитой 9 (фиг. 1 и 2), выполненной из тяжелого, поглощающего ионизирующие излучения материала, например, свинца. Корпус 6 защитного контейнера 1 содержит такелажные элементы 10 (фиг. 1). Охранная тара 2 содержит корпус 11 (фиг. 1, 2, 3), выполненный в виде восьмигранной призмы, фланец 12 (фиг. 1), стойки 13 (фиг. 2), раму 14 (фиг. 2), широкие и узкие боковые листы 15 (фиг. 3) и 16 (фиг. 3) и днище 17 (фиг. 1 и 3) с элементами крепления 18 (фиг. 2) опорной платформы 8 и демпфирующими элементами 19 (фиг. 3). Охранная тара 2 снабжена такелажными элементами 20 (фиг. 3), расположенными на узких гранях корпуса 11. Сверху охранная тара 2 закрыта съемной крышкой 21 (фиг. 3), выполненной по форме корпуса 11, и сопрягаемой с ним посредством концентрично расположенных крепежных элементов. Съемная крышка 21 снабжена ребрами жесткости 22 (фиг. 3), расположенными с возможностью взаимоукладывания на них серединной части соответствующих демпфирующих элементов 19, смонтированных на наружной поверхности днища 17.

Монтаж контейнера для радионуклидных источников производится следующим образом.

Контейнер для радионуклидных источников собирается в заводских условиях.

На верхнюю поверхность днища 17, состоящего из металлического листа, приваренных к нему элементов крепления 18 и демпфирующих элементов 19, присоединяют раму 14, на которой крепят стойки 13. На стойки 13 крепят фланец 12, образующий верхнюю поверхность корпуса 11 охранной тары 2. К фланцу 12, стойкам 13, раме 14 и днищу 17 приваривают широкие боковые листы 15 и узкие боковые листы 16, образующие стенки корпуса 11 охранной тары 2. На узких гранях корпуса 11 монтируют такелажные элементы 20. Съемную крышку 21 охранной тары 2 изготавливают из металлического листа и снабжают ребрами жесткости 22.

Для изготовления защитного контейнера 1 к опорной платформе 8, выполненной из стального листа толщиной 8 мм, приваривают цилиндрический корпус 6, выполненный из стального листа толщиной 8 мм, с такелажными элементами 10. К корпусу 6 защитного контейнера 1 приваривают ребра воздушного охлаждения 7. Из нержавеющего листа толщиной 5 мм изготавливают металлическую емкость 3, к металлической емкости 3 приваривают изогнутую загрузочную трубу 4. Металлическую емкость 3 с загрузочной трубой 4 устанавливают внутри корпуса 6 защитного контейнера 1 коаксиально и равноудалено поверхностям корпуса 6 на фиксирующих распорках (на чертеже не показаны). Пространство между корпусом 6 защитного контейнера 1 и металлической емкостью 3 с загрузочной трубой 4 заполняют расплавом тяжелого, поглощающего ионизирующие излучения материала, создавая радиационную защиту 9.

Грузоподъемным механизмом с использованием такелажных элементов 10 защитный контейнер 1 устанавливают в охранную тару 2 с последующим креплением опорной платформы 8 к днищу 17 охранной тары 2 при помощи элементов крепления 18.

Съемную крышку 21 устанавливают на корпус 11 охранной тары 2.

Соединение съемной крышки 21 и корпуса 11 охранной тары 2 производят посредством крепежных элементов.

Подъемно-транспортные операции с контейнером для радионуклидных источников осуществляются с помощью вилочного погрузчика или иными подъемными механизмами необходимой грузоподъемности.

Использование контейнера для радионуклидных источников происходит следующим образом. Снимают съемную крышку 21, извлекают пробку 5 загрузочной трубы 4 и устанавливают на защитный контейнер 1 перегрузочный модуль (на чертеже не показан). В перегрузочный модуль устанавливают транспортный контейнер с радионуклидными источниками (на чертеже не показан), имеющий донную разгрузку. Производят выгрузку радионуклидных источников в металлическую емкость 3 защитного контейнера 1 в соответствии с правилами эксплуатации транспортного контейнера. При этом радионуклидные источники под действием силы тяжести через изогнутую загрузочную трубу 4 попадают в металлическую емкость 3. Извлекают транспортный контейнер из перегрузочного модуля. При этом изгиб загрузочной трубы 4 уменьшает мощность дозы ионизирующих излучений, выходящих из металлической емкости 3, а радиационная защита 9 поглощает ионизирующие излучения от радионуклидных источников, размещенных в металлической емкости 3, и тем самым обеспечивает радиационную безопасность при обслуживании контейнера для радионуклидных источников. Операции по выгрузке радионуклидных источников в металлическую емкость 3 повторяют необходимое число раз до заполнения металлической емкости 3. По мере необходимости производят послойное включение радионуклидных источников в металлическую матрицу путем заливки расплава матричного материала в металлическую емкость 3 при помощи специализированной установки (на чертеже не показана). При этом после кристаллизации металла матричного материала радионуклидные источники оказываются включенными в прочную металлическую матрицу. Далее снимают перегрузочный модуль с защитного контейнера 1, закрывают загрузочную трубу 4 пробкой 5 и устанавливают съемную крышку 21 на корпус 11 охранной тары 2. При этом матричный материал, радиационная защита 9, ребра воздушного охлаждения 7 защитного контейнера 1 и опорная платформа 8 с элементами крепления 18, реализующая контакт нижней поверхности защитного контейнера 1 и охранной тары 2, представляющей собой бак-охладитель, обеспечивают эффективный теплоотвод от радионуклидных источников, находящихся в металлической емкости 3, предотвращая их перегрев.

При штабелировании, размещаемые сверху контейнеры для радионуклидных источников, устанавливают таким образом, чтобы демпфирующие элементы 19 своей средней частью располагались на соответствующих им ребрах жесткости 22.

Claims (1)

1. Контейнер для радионуклидных источников, содержащий защитный контейнер, состоящий из корпуса, металлической емкости, предназначенной для размещения радионуклидных источников, соединенной с ней загрузочной трубы, закрываемой пробкой, радиационной защиты, элементов охлаждения для отвода тепла от металлической емкости, и охранную тару, представляющую собой бак-охладитель, состоящую из корпуса и съемной крышки, выполненной по форме корпуса охранной тары, отличающийся тем, что загрузочная труба выполнена изогнутой, элементы охлаждения выполнены в виде ребер воздушного охлаждения, расположенных на корпусе защитного контейнера, и опорной платформы, обеспечивающей контакт нижней поверхности защитного контейнера и охранной тары, защитный контейнер снабжен такелажными элементами, корпус охранной тары снабжен такелажными элементами и демпфирующими элементами.

   

Images