ТРАНСПОРТНО-УПАКОВОЧНЫЙ КОМПЛЕКТ
TRANSPORT AND PACKAGING KIT

Изобретение относится к транспортно-упаковочному комплекту (ТУК) и предназначено для транспортировки и хранения интенсивно тепловыделяющих изделий (ТВИ), которые содержат в себе закрытые радиоактивные вещества (РВ).
Упаковки с ядерно-радиационными изделиями при транспортировании должны удовлетворять комплексу специальных требований по безопасности. Кроме обеспечения ядерной и радиационной безопасности в нормальных условиях перевозки, необходимо исключить радиоактивное загрязнение окружающей среды, т.е. выход во внешнюю среду радиоактивных материалов при аварийных воздействиях (пожар, падение, затопление и т.д.), которые возможны при транспортировании в случае аварии, а так же быстрое и беспрепятственное извлечение изделия из упаковки.
Обеспечение безопасности при транспортировании упаковок с интенсивно тепловыделяющим изделием ввиду содержания в нем радиоактивных материалов (РМ) приобретает особую актуальность. Собственное тепловыделение изделия и тепломеханическая устойчивость упаковок при аварийных воздействиях в виде пожара, падения, затопления и осколочно-пулевых воздействиях предъявляют к транспортно-упаковочному комплексу высокие конструктивно-компоновочные требования. Собственное тепловыделение повышает температуру не только изделия, но и упаковки, что приводит к снижению механических свойств материалов. В связи с этим снижаются прочностные характеристики упаковки в целом, соответственно, снижается устойчивость к воздействию механических факторов аварийных воздействий с одной стороны, с другой - тепловые факторы пожара могут ускорить достижение критических температур, что недопустимо с точки зрения безопасности.
Известен комплект упаковочный (патент RU 31677, публикация 2003.08.20), который имеет корпус прямоугольной формы с закрываемой крышкой коробчатой формы. При этом корпус имеет стойки с резьбовыми концами, к которым гайками крепится прижимная плита. Внутри упаковочного комплекта размещены поддоны, прижимная плита, металлические ящики, закрываемые крышками, имеющие внутри себя арматуру в виде решетки с ячейками, а снаружи узлы для пломбирования.
Недостатком данной упаковки является отсутствие внутренней силовой рамы, сохраняющей изделие от возможных аварийных воздействий, которые могут стать причиной разгерметизации ТВИ и выхода РМ в окружающую среду. Так же недостатком является отсутствие тепловых мостов, которые способствовали бы отводу тепла от изделия на внешние стенки контейнера. Это приводит к эффекту «термоса», что влечет снижение прочностных характеристик упаковки и ослабление конструкции ТУК в целом. Из-за сложной конструктивно компоновочной схемы существующей упаковки при возникновении аварийной ситуации невозможно осуществить быстрое извлечение изделия, что приводит к увеличению времени проведения послеаварийных работ.
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого изобретения, заключается в безопасном транспортировании и хранении интенсивно тепловыделяющих изделий, которые содержат в себе закрытые радиоактивные вещества (РВ).
Технический результат достигается за счет транспортно упаковочного комплекта состоящий из контейнера, имеющего основание и крышку, к основанию корпуса закреплена силовая рама, выполненная в виде объемной балочной конструкции, верхняя часть которой жестко закреплена с крышкой корпуса теплоотводящими стержнями, а внутри к основанию закреплена кассета с ложементом, имеющим возможность передачи тепла от ТВИ на корпус контейнера.
Силовая рама закреплена в основании контейнера с помощью болтовых соединений для предотвращения повреждения ТВИ в случае аварийных ситуаций при транспортировании. Ложемент выполнен из металла высокой теплопроводности и имеет оребренную внутреннюю поверхность. Комплект оснащен теплоотводящими стержнями для отвода тепла от ТВИ на крышку контейнера.
Совокупность признаков, а именно, наличие силовой рамы, выполненной в виде объемной балочной конструкции, верхняя часть которой жестко закреплена с крышкой корпуса теплоотводящими стержнями, кассеты с ложементом, имеющим возможность передачи тепла от ТВИ к основанию корпуса контейнера, а также то, что ложемент выполнен из металла высокой теплопроводности и имеет оребренную внутреннюю поверхность, выполняющих роль теплоотводящих элементов, позволила обеспечить безопасное транспортирование и хранение интенсивно тепловыделяющих изделий, которые содержат в себе закрытые радиоактивные вещества.
На фиг. 1, 3 представлен общий вид ТУК, на фиг. 2 представлен общий вид кассеты с ложементом.
ТУК состоит из контейнера 1, включающего в себя основание 2 и крышку 3, силовой рамы 4, кассеты 5, ложемента 6, теплоотводящих стержней 7, крепежных болтов рамы 8, крепежных болтов кассеты 9, цепные растяжки 10.
Жесткая силовая конструкция, обеспечиваемая за счет внутреннего объемного каркаса, представлена в виде силовой рамы 4 фиг. 1. Данная силовая рама 4 закреплена с помощью болтов 8 к основанию 2. В верхней части силовой рамы 4 имеются резьбовые отверстия для закрепления теплоотводящих стержней 7 к крышке 3 контейнера 1. Данное силовое замыкание предотвращает раскрытие контейнера 1 (образование зазора) между крышкой 3 и основанием 2 при аварийном воздействии. Так же силовая рама 4 предотвращает кассету 5 с изделием (на фиг. не показано) от возможных деформаций и ударов при воздействии аварийных нагрузок и позволяет быстрое и беспрепятственное извлечение изделия из аварийной упаковки. В свою очередь теплоотводящие стержни 7 обеспечивают дополнительный отвод тепла из внутреннего объема упаковки на внешнюю поверхность контейнера 1. При отношении площади внешней поверхности контейнера 1 к суммарной площади сечения стержней 7, составляющем не менее 0,5%, дает снижение внутреннего разогрева не менее 10°С.
Кассета 5, установленная в основание 2 силовой рамы 4, закреплена болтами 9 и дополнительно цепными растяжками 10, что обеспечивает дополнительную устойчивость к вибрационным нагрузкам при транспортировке и запасы по прочности при аварийных падениях. Обеспеченные запасы по прочности позволяют провести быструю разборку ТУКа после аварии.
Кассета 5 в своем составе имеет алюминиевый профилированный ложемент 6, с количеством 26 ребер на 1 м, которые обеспечивают тепловой контакт с изделием, за счет чего происходит необходимый отвод тепла с изделия и передача его через основание контейнера 2 в окружающую среду. На наружной поверхности боковых стенок основания 2 контейнера 1 имеются пластины 11 с отверстиями для закрепления (швартовки) упаковки в транспортных средствах. Для обеспечения физической защиты и контроля от несанкционированного доступа на упаковке предусмотрены места для спецзамков (на фиг. не показаны), а так же места для пломбирования с учетом возможного визуального их контроля.
Транспортный упаковочный комплект используется следующим образом. Транспортируемое изделие устанавливается в ложемент 6 при снятых крышке 3, крышке 14 силовой рамы 4 и крышке 12 кассеты 5 фиг. 2, 3. После установки упаковываемого изделия кассета 5 закрывается крышкой 12 и закрепляется крепежными гайками 13, тем самым жестко фиксируя упаковываемое изделие в кассете 5. Затем кассета 5 дополнительно растягивается восьмью растяжками 10 за внутренние швартовочные пластины 15. Затем крышка 14 устанавливается в основание 16 рамы 4 и фиксируется по периметру шестнадцатью крепежными болтами 17. Основание 2 контейнера 1 закрывается крышкой 3, которая притягивается к основанию 2 контейнера 1 специальными откидными шпильками 18, дополнительно в верхней части контейнера 1 через обечайку крышки 3 фиксируется специальными теплоотводящими болтами 7 к силовой раме 4. От несанкционированного доступа между основанием 2 и крышкой 3 контейнера 1 устанавливаются замки 19.
Таким образом, данный транспортно-упаковочный комплект является универсальным для безопасного транспортирования и хранения изделий, включающих в себя высокоактивные РВ, которые имеют интенсивное тепловыделение.