ДЕМПФИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО КОНТЕЙНЕРА

Устройство предназначено для защиты находящегося внутри контейнера экологически опасного груза от повреждения в результате воздействия ударных нагрузок при неаккуратном обращении с ним, в аварийных ситуациях и может быть использовано при транспортировке крупнотоннажных контейнеров, в том числе и в составе транспортно упаковочных комплектов при транспортировке и хранении отработавшего ядерного топлива.
Известен контейнер для транспортирования и длительного хранения отработавших тепловыделяющих сборок АЭС содержащий наружный корпус с крышкой, амортизаторы и внутренний корпус с крышкой. Внутренний корпус опирается на амортизаторы, жестко закрепленные на дне горизонтально расположенного наружного корпуса. Крышка наружного корпуса расположена в его торце, причем ее внутренняя поверхность снабжена жестко закрепленными и равномерно расположенными амортизаторами. На дне наружного корпуса амортизаторы также расположены равномерно, а каждый амортизатор набран из стаканов, выполненных в виде полых металлических цилиндров разного диаметра, установленных друг в друге с зазорами в направлении приложения нагрузки и жестко связанных между собой в месте сопряжения [1].
Недостатком известного контейнера для транспортирования и длительного хранения отработавших тепловыделяющих сборок АЭС является то, что он недостаточно эффективно работает при падении контейнера в горизонтальном и наклонном положениях.
Известен также 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 [2].
Недостатком известного торцевого демпфера контейнера является недостаточная эффективность гашения энергии удара при его падении.
Технический результат предлагаемого демпфирующего устройства контейнера заключается в том, что оно позволяет одинаково эффективно гасить энергию удара при падении в вертикальном, наклонном и горизонтальном положениях, обеспечивает устойчивое положение контейнера в вертикальном положении, достаточно просто монтируется на внешней поверхности контейнера. Кроме того, конструкция демпфирующего устройства будет способствовать лучшему отводу тепла от корпуса контейнера за счет использования металлических демпфирующих элементов с большой суммарной площадью боковой поверхности.
Достигается технический результат тем, что в качестве демпфирующих элементов используются элементы конической формы, расположенные зеркально с внутренней стороны нижней и верхней поверхностей демпфирующего устройства контейнера, между которыми установлены трубчатые элементы с внутренним диаметром большим, чем диаметр вершины конического элемента, но меньшим чем диаметр его основания.
На фиг.1 схематично показано демпфирующее устройство 1 контейнера 2 в осевом сечении. На фиг.2 показано сечение А-А контейнера 2 с демпфирующим устройством 1. На фиг.3 представлено сечение Б-Б демпфирующего устройства 1 установленного на контейнер 2.
Демпфирующее устройство 1 контейнера 2 состоит из двух частей торцевой 3 и боковой 4.
Торцевая часть 3 защитного устройства 1 контейнера 2 состоит из двух пластин 5, 6 с внутренней стороны нижней пластины 5 и внутренней стороны верхней пластины 6 зеркально расположены элементы 7 конической формы между которыми установлены трубчатые элементы 8 с внутренним диаметром большим, чем диаметр вершины конического элемента 7, но меньшим чем диаметр его основания. Трубчатые элементы 8 соединены между собой с помощью дистанционных перемычек 9. Размеры и количество конических 7 и трубчатых 8 элементов зависят от массы контейнера 2 с учетом его полной загрузки.
Боковая часть 4 защитного устройства 1 контейнера 2 состоит из двух внутренней 10 и наружной 11 цилиндрических поверхностей. Внутренняя цилиндрическая поверхность 10 устанавливается на наружную поверхность контейнера 2. Между внутренней 10 и наружной 11 цилиндрическими поверхностями на которых зеркально установлены конические элементы 12 расположены трубчатые элементы 13 с внутренним диаметром большим, чем диаметр вершины конического элемента 12, но меньшим чем диаметр его основания. Трубчатые элементы 13 соединены между собой с помощью дистанционных перемычек 14. Размеры и количество конических 12 и трубчатых 13 элементов зависят от массы контейнера с учетом его полной загрузки.
При транспортировке контейнера 2 используются два демпфирующих устройства 1. Одно демпфирующее устройство 1 устанавливают в нижней части контейнера 2. При этом торцевую часть 3 демпфирующего устройства 1 контейнера 2 устанавливают с наружной стороны днища 15 контейнера 2, а боковую часть 4 демпфирующего устройства 1 контейнера 2 - на нижней части внешней стороны боковой поверхности контейнера 2. Второе демпфирующее устройство 1 контейнера 2 устанавливают в верхней части контейнера 2. При этом торцевую часть 3 демпфирующего устройства 1 контейнера 2 устанавливают с наружной стороны крышки 16 контейнера 2, а боковую часть 4 демпфирующего устройства 1 контейнера 2 - на верхней части внешней боковой поверхности контейнера 2.
Работа демпфирующего устройства 1 контейнера 2 осуществляется следующим образом. При установке контейнера в вертикальном положении на горизонтальное основание вес контейнера 2 воспринимается демпфирующими коническими 7 и трубчатыми 8 демпфирующими элементами торцевой части 3 демпфирующего устройства 1 контейнера 2. Число и размеры элементов 7, 8 должны быть такими, чтобы возникающие в них напряжения не превышали допускаемых значений. При этом вредная энергия удара будет переходить в энергию деформации цилиндрических элементов 8, находящихся между коническими элементами 7.
При падении контейнера 2 в вертикальном положении вся ударная нагрузка будет восприниматься демпфирующими коническими 12 и трубчатыми 13 демпфирующими элементами боковой части 4 демпфирующего устройства 1 контейнера 2. Число и размеры элементов 12, 13 должны быть такими, чтобы возникающие в них напряжения не превышали допускаемых значений. При этом вредная энергия удара будет переходить в энергию деформации цилиндрических элементов 13, находящихся между коническими элементами 12.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Описание изобретения к патенту RU 2148864, опубл. 10.05.2000.
2. Описание полезной модели к патенту RU 8761, опубл. 16.12.1998.
3. 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.