УПАКОВОЧНЫЙ КОМПЛЕКТ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВКИ ИЗДЕЛИЯ С РАДИОАКТИВНЫМ ВЕЩЕСТВОМ
PACKAGE SET FOR STORAGE AND TRANSPORTATION OF ITEM WITH RADIOACTIVE SUBSTANCE

Транспортный упаковочный комплект (ТУК) относится к области защитной техники при работе с радиоактивными веществами, в частности, к устройствам для длительного хранения и транспортирования высокоактивных радиоактивных материалов, в том числе авиационным транспортом.
Известен упаковочный комплект транспортный для хранения и транспортирования плоских источников ионизирующих излучений (п.РФ №26863, опубл. 20.12.2002), включающий охранную тару и герметичный защитный контейнер для хранения и транспортирования плоских, в том числе и открытых источников ионизирующих излучений. Герметичный защитный контейнер выполнен из коррозионно-стойкой стали в виде двух плоских дисков, которые герметизируются через прокладку из отожженной меди болтами, затягиваемыми через динамометр контролируемым усилием, а внутри защитного контейнера устанавливается кольцевая кассета, состоящая из трех элементов: нижнего кольца, на которое укладывается и крепится промежуточное кольцо с отверстиями для размещения плоских источников ионизирующих излучений, и верхнего кольца, которым источники фиксируют в гнездах путем стяжки верхнего и нижнего колец специальными винтами, не выходящими после стяжки за габариты толщины кассеты, контейнер устанавливают внутри транспортной тары и фиксируют прокладками из негорючего материала.
Недостатком данного упаковочного комплекта является отсутствие штуцера с клапаном в кольцах внутреннего контейнера, что не позволяет стравливать газ, появляющийся при радиоактивном распаде; незащищенность крепежных элементов внутреннего контейнера, что не обеспечивает их целостность при аварийных воздействиях; наличие острых ребер и разнотолщинность стенок внутреннего контейнера, что снижает его прочность при ударных воздействиях; отсутствие демпфирующих элементов в прокладках из негорючего материала транспортного контейнера, которые должны обеспечивать вибропрочность конструкции при транспортировке.
В качестве прототипа выбрана контейнерная система для транспортировки и хранения высокорадиоактивных материалов (п.РФ №2298242, опубл. 27.04.2007), включающая в себя внешний контейнер, охватывающий, по меньшей мере, один внутренний контейнер, в котором расположен радиоактивный материал. Внутренний контейнер подпружиненно установлен во внешнем контейнере, на внутренней поверхности боковой стороны, на крышке и дне которого расположены направленные во внутреннее пространство внешнего контейнера пружинящие элементы.
Недостатком данной контейнерной системы является наличие пружинящих элементов у внешнего контейнера, работающих во всех направлениях, что обуславливает их низкую резонансную частоту при большой жесткости пружинящих элементов.
Задачей данного изобретения является создание упаковочного -комплекта для обеспечения возможности длительного хранения и транспортирования высокоактивных радиоактивных веществ, в том числе авиационным транспортом.
Техническим результатом является повышение стойкости защитного контейнера к аварийным факторам высокой интенсивности, возникающим при аварии транспортных средств (например, самолета), с целью сохранения перевозимого груза.
Задача решается тем, что в упаковочном комплекте для транспортировки и хранения изделия с радиоактивным веществом, содержащем внешний контейнер, внутренний контейнер, в котором расположено изделие с радиоактивным веществом, внешний контейнер состоит из основания и колпака, имеющих слоистую структуру, и кольцевого демпфера, соединенных между собой крепежными элементами; изделие с радиоактивным веществом размещено в герметичной капсуле, установленной во внутреннем контейнере, между которыми имеется демпфирующий слой, состоящий из, по крайней мере, двух ложементов, при этом верхний ложемент имеет пружинный элемент для поджима капсулы к нижнему ложементу, а капсула имеет штуцер для заполнения ее инертным газом. Слоистая структура внешнего контейнера включает наружную и внутреннюю металлические оболочки с заключенным между ними слоем металлических плиток, которые выполнены в форме прямоугольных сегментов цилиндра. Кольцевой демпфер имеет сечение трубы, при этом крепежные элементы проходят через центр жесткости сечения трубы. Внутренний контейнер содержит выполненные из древесины, облицованные нержавеющей сталью корпус и крышку, при этом корпус имеет выемку, в которой размещена крышка. В корпусе внутреннего контейнера вплотную установлен герметичный металлический сосуд с фланцем, зажатый между корпусом и крышкой внутреннего контейнера при помощи крепежных элементов. В стенках внутреннего контейнера радиально установлены стержни, выполненные из материала высокой теплопроводности, поджимаемые к стенкам внутреннего металлического сосуда при помощи охватывающего замкнутого кольца и гаек, расположенных снаружи корпуса внутреннего контейнера. Каждый ложемент имеет горообразную замкнутую трубу, опирающуюся большой образующей на диск, к которому по периметру прикреплены боковой поверхностью демпфирующие элементы в виде прямых соединенных между собой по боковой образующей цилиндрических труб, присоединенных верхним торцем к горообразной трубе, а боковой поверхностью у нижнего торца - к кольцу, имеющему внутренний диаметр, равный диаметру капсулы, при этом диск, кольцо и цилиндрические трубы образуют в ложементе внутреннюю цилиндрическую полость. Поверхность диска, обращенная к торцу капсулы, имеет сферическую форму, как и ответная поверхность капсулы, при этом радиусы сфер диска и капсулы равны. Капсула представляет собой герметично соединенные корпус и крышку, толщина которых выбрана из условия невыхода радиоактивного вещества при аварийных воздействиях. Штуцер капсулы имеет клапан, герметизирующий полость капсулы металлической прокладкой.
Упаковка, включающая внешний прочный контейнер, включающий колпак и основание, соединенные между собой при помощи крепежных элементов и кольцевого демпфирующего элемента, обеспечивает прочность соединения и нераскрытие стыка при аварийных ударных воздействиях. Установленный между фланцами основания и колпака кольцевой демпфер необходимой жесткости позволяет повысить податливость соединения фланцев при аварийных воздействиях и тем самым обеспечить не раскрытие стыка внешнего контейнера.
Упаковка также включает внутренний демпфирующий контейнер, жестко закрепленный во внешнем контейнере. Как внешний, так и внутренний контейнер предназначены для поглощения энергии при ударных воздействиях.
Вышеуказанная форма поверхностей дисков ложементов и капсулы позволяет проворачиваться капсуле при аварийных воздействиях без потери ею целостности и герметичности.
Пружинные элементы, имеющиеся в верхнем ложементе, обеспечивают необходимое усилие поджима капсулы во внутреннем сосуде демпфирующего контейнера и вибропрочность конструкции при транспортной вибрации.
На фиг. показан продольный разрез упаковочного комплекта для транспортировки и хранения изделия с радиоактивным веществом.
ТУК включает внешний прочный контейнер 1, внутренний демпфирующий контейнер 2, демпфирующий слой 3 и герметичную капсулу 4.
Внешний прочный контейнер 1 цилиндрической формы состоит из основания 5 и колпака 6, имеющих слоистую конструкцию, включающую наружную 7 и внутреннюю 8 оболочки с заключенными между ними прочными плитками 9, расположенными в один слой. На торцевых поверхностях основания 5 и колпака 6 с внешней стороны имеются ребра жесткости 10, обеспечивающие прочность конструкции.
Основание 5 и колпак 6 имеют фланцы 11, которые соединяются при помощи закрепленных на основании 5 болтов и гаек. Между фланцами 11 установлен кольцевой демпфер 12 необходимой жесткости, позволяющий повысить податливость соединения фланцев 11 при аварийных воздействиях и тем самым обеспечить нераскрытие стыка внешнего контейнера.
Внутренний демпфирующий контейнер 2 имеет корпус 13, крышку 14 и зажимаемый между ними цилиндрический сосуд 15. Корпус 13 и крышка 14 включают наружную оболочку 16 из нержавеющей стали и демпфирующий слой 17 из дерева, пропитанного биоогнезащитным составом. Корпус 13 и крышка 14 соединяются между собой при помощи винтов. Сосуд 15 из нержавеющей стали также имеет корпус 18 и крышку 19, соединяемые между собой винтами. В крышке 19 цилиндрического сосуда 15 имеется штуцер 20, за который сосуд 15 можно поднимать и через который он может заполняться инертным газом. В штуцере 20 имеется клапан 21, герметизируемый металлической прокладкой 22.
Внутренний демпфирующий контейнер 2 имеет устройство теплоотвода, включающее несколько стержней 23 с высокой теплопроводностью, проходящих через демпфирующий слой 3 и поджимаемых к стенкам цилиндрического сосуда 15 при помощи охватывающего кольца 24 и специальных гаек 25, расположенных снаружи корпуса демпфирующего контейнера 2.
Демпфирующий слой 3 цилиндрической формы состоит из верхнего и нижнего ложементов, имеющих одинаковую конструкцию.
Верхний ложемент включает элемент демпфирования в виде горообразной замкнутой трубы 26, присоединенный большой образующей к диску 27, к которому по периметру прикреплены боковой поверхностью демпфирующие элементы в виде прямых соединенных между собой по боковой образующей цилиндрических труб 28, присоединенных верхним торцем к торообразной трубе 26, а боковой поверхностью у нижнего торца - к кольцу 29, имеющему внутренний диаметр, равный диаметру капсулы 4. Диск 27, кольцо 29 и цилиндрические трубы 28 образуют в ложементе внутреннюю полость в виде цилиндра, в которую помещается верхняя часть капсулы 4. Поверхность диска 27, обращенная к торцу капсулы 4, имеет сферическую поверхность. Ответная поверхность капсулы 4 также имеет сферическую форму.
Нижний ложемент имеет аналогичную конструкцию. Поверхность диска нижнего ложемента, обращенная к капсуле, и ответная торцевая поверхность капсулы также имеют сферическую форму. Указанная форма поверхностей дисков ложементов и капсулы позволяет проворачиваться капсуле при аварийных ударных воздействиях без потери ею целостности и герметичности.
Верхний ложемент имеет пружинные элементы 30, обеспечивающие необходимое усилие поджима капсулы 4 во внутреннем сосуде демпфирующего контейнера 2.
Конструкция капсулы 4 включает корпус 31 и крышку 32, соединяемые винтами. Между корпусом 31 и крышкой 32, имеющих элемент обеспечения герметичности, расположена металлическая герметизирующая прокладка 33. В крышке 32 капсулы 4 имеется штуцер 34, через который она может заполняться инертным газом. В штуцере 34 имеется клапан 35, герметизируемый металлической прокладкой 36.
Толщина корпуса 31 и крышки 32 капсулы 4 обеспечивают сохранность устанавливаемого в капсулу изделия (на фиг. не показано) при всех регламентированных аварийных воздействиях на транспортный упаковочный комплект с изделием, отвечающих требованиям при воздушном транспортировании.
Внешний прочный контейнер 1 имеет на боковой поверхности четыре проушины для подъема транспортного упаковочного комплекта и крепления ТУК в транспортном средстве.