ДЕМПФЕРНОЕ УСТРОЙСТВО КОНТЕЙНЕРА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ И ХРАНЕНИЯ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА

Изобретение относится к ядерной энергетике и может быть использовано при транспортировке и хранении радиоактивных материалов.
Известен торцевой демпфер контейнера, предназначенного для хранения и транспортирования отработавших тепловыделяющих сборок ядерных реакторов, состоящий их двух горизонтально расположенных круглых пластин и набора разновысоких, вертикально стоящих, радиальных ребер, часть которых жестко соединена с обеими пластинами, а оставшаяся часть ребер меньшей высоты жестко соединена только с одной из пластин [1].
Недостатком известного торцевого демпфера контейнера является то, что он хорошо работает при падении контейнера в вертикальном и наклонном положениях, но не удовлетворительно работает при падении контейнера в горизонтальном положении.
Известен контейнер для транспортировки радиоактивного материала содержащий по крайне мере один съемный противоударный демпфер, установленный на одном из торцов контейнера, выполненный из двух выпуклых наружу чашек, являющихся стенками герметически закрытой полости, заполненной энергопоглощающим материалом в качестве которого используется бальзовая древесина, волокна которой расположены параллельно оси контейнера [2].
Недостатком известного контейнера является то, что противоударный демпфер имеет форму выпуклых наружу чашек, что затрудняет фиксирование контейнера при нахождении его в вертикальном положении.
Известно амортизирующее устройство для бочки удерживающей радиоактивные материалы (Shock absorbing device for a cask for the containment of radioactive material) состоящее из одного или нескольких колец, охватывающих, по крайней мере, часть контейнера и формирующих закрытые камеры, наполненные компонентами в форме сферы или правильных многогранников, изготовленных из металла [3].
Недостатком известного амортизирующего устройства является достаточно большой удельный вес, т.к. формируемые кольцами закрытые камеры заполнены множеством металлических компонентов.
Технический результат предлагаемого демпфирующего устройства контейнера для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива заключается в том, что он обладает относительно небольшим удельным весом, позволяет эффективно гасить энергию удара при падении в вертикальном, наклонном и горизонтальном положениях, обеспечивает устойчивое положение контейнера в вертикальном положении.
Достигается технический результат тем, что между слоями из деревянных демпфирующих элементов расположен, по меньшей мере, один дополнительный демпфирующий слой, выполненный из металлических элементов каждый из которых имеет трубчатое сечение.
Демпферное устройство контейнера для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива, включающее металлическую оболочку со слоями из деревянных демпфирующих элементов, отличающееся тем, что между слоями из деревянных демпфирующих элементов расположен, по меньшей мере, один дополнительный демпфирующий слой, выполненный из металлических элементов при этом каждый из них имеет трубчатое сечение.
На фиг.1, фиг.2 схематично показан общий вид демпферного устройства контейнера для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива. На фиг.3 показано сечение А-А демпферного устройства контейнера для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива. На фиг.4, 5 показаны диаметральные сечения составных частей демпферного устройства контейнера для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива.
Демпферное устройство 1 контейнера 2 для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива состоит из двух частей. Первая часть 3 располагается на торце контейнера, вторая часть 4 - охватывает часть его боковой поверхности. Обе части 3, 4 демпферного устройства контейнера для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива содержат цилиндрические металлические кожухи 5, 6 внутри которых находятся слои 7, выложенные из элементов древесины чередующиеся со слоями 8, состоящими из металлических элементов. В качестве металлических элементов предпочтительно использовать трубчатые элементы, изготовленные из металла предпочтительно с невысокой твердостью, например, из алюминия или меди.
При транспортировке контейнера 2 используется два демпферных устройства 1, которые устанавливаются один в нижней части контейнера 2 на днище 9, другой в верхней части контейнера 2 на крышке 10.
Работа демпферного устройства контейнера для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива осуществляется следующим образом. При установке контейнера 2 в вертикальном положении на горизонтальное основание вес контейнера 2 воспринимается первой частью 3 демпферного устройства 1.
При падении контейнера в вертикальном положении вся ударная нагрузка будет восприниматься демпфирующими слоями 7, 8 первой части 3 демпферного устройства 1 контейнера 2 для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива, при падении в горизонтальном положении нагрузку будут воспринимать демпфирующие слои 7, 8 второй части 4 демпферного устройства 1 контейнера 2 для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива, охватывающей боковую поверхность контейнера 2 для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива, при падении в наклонном положении нагрузка будет распределяться между демпфирующими слоями 7, 8 первой 3 и второй 4 частей демпферного устройства 1 контейнера 2 для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива.
Число демпфирующих слоев 7, 8 и размеры составляющих их демпфирующих элементов должны быть такими, чтобы при нахождении контейнера 2 для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива на основании в статичном положении возникающие в демпфирующих элементах слоев 7, 8 напряжения, вызванные весом контейнера 2 для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива с его содержимым, не превышали допускаемых значений.
В результате того, что между слоями из деревянных демпфирующих элементов расположен, по меньшей мере, один дополнительный демпфирующий слой, состоящий из нескольких элементов, каждый из которых имеет трубчатое сечение достигается синергетический эффект при котором все сочетающиеся демпфирующие слои более эффективно выполняют демпфирующие функции. В результате достигаемого синергетического эффекта гасится негативное воздействие от вероятного удара, вследствие чего, резко снижается вероятность негативных последствий от такого удара при падении контейнера.
Библиография
1. Описание полезной модели к патенту RU 8761.
2. Описание изобретения к патенту SU 1144632 А.
3. Описание изобретения к патенту ЕР 1005049 А1.
4. Радченко М.В. Обоснование прочности контейнеров для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива с корпусом из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом автореф. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук по спец. 01.02.06 - Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры, 2007 г.