ТРАНСПОРТИРОВОЧНАЯ СИСТЕМА
TRANSPORTATION SYSTEM

Изобретение касается транспортировочной системы, в частности для транспортировки гексафторида урана, включающей в себя
- внутренний контейнер, предпочтительно имеющий по меньшей мере один выдающийся за торцевую поверхность внутреннего контейнера фартук,
- наружный контейнер, в котором помещается внутренний контейнер, и
- устройство фиксации от проворота, посредством которого контейнеры могут блокироваться против проворота друг относительно друга вокруг своих продольных осей.
Транспортировочные системы, в частности для транспортировки гексафторида урана, имеющие внутренний контейнер и окружающий его наружный контейнер, известны, например, из WO 2013/134384 A1 или EP 2 335 251 B1.
Подобная система известна из EP 0 777 238 A1. Чтобы избежать проворота внутреннего контейнера относительно наружного контейнера, эта транспортировочная система имеет устройство фиксации от проворота в виде ленточного элемента, который заделан во внутреннюю сторону наружного контейнера и имеет форму полукруга. Концы фиксатора от проворота соединены с фартуком внутреннего контейнера.
В общем и целом изобретение касается фиксатора от проворота контейнеров друг относительно друга для предотвращения вращения контейнеров, и причем как в нормальных условиях перевозки, так и в условиях аварийной перевозки. Соответствующее вращение контейнеров друг относительно друга вокруг продольных осей может, в частности, возникать в случае только частичного наполнения объема внутреннего контейнера. Из-за этого может возникать вращающий момент, в частности тогда, когда осуществляется столкновение таким образом, что центр тяжести внутреннего контейнера не проходит вертикально над местом соударения.
6
6
В частности, изобретение касается фиксатора от проворота для контейнеров для транспортировки гексафторида урана, который предотвращает вращение загруженного UF внутреннего контейнера, например, цилиндра 30B, относительно защитной упаковки в предполагаемых нормальных и условиях аварийной перевозки. UFво внутреннем контейнере в условиях транспортировки (твердое состояние) находится в значительной степени в нижней половине контейнера, объем которого наполнен только прибл. на 60%. При этом при падениях на бок может возникать вращающий момент, так как центр тяжести внутреннего контейнера находится не вертикально над местом соударения.
6
6
Гексафторид урана обычно транспортируется в цилиндрических стальных контейнерах. Эти контейнеры специфицированы в ISO 7195 «Packaging of Uranium Hexafluoride (UF) for Transport» («Упаковка гексафторида урана (UF) для транспортировки»), соответственно, в ANSI N14.1 «Uranium Hexafluoride - Packaging for Transport» («Гексафторид урана - упаковка для транспортировки»). При транспортировке эти контейнеры должны отвечать требованиям SSR-6 «Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material» («Правила безопасной транспортировки радиоактивного материала») IAEA (англ. International Atomic Energy Agency, Международное агентство по атомной энергии, МАгАтЭ), а также требованиям вытекающих их них международных и национальных предписаний. Стальные контейнеры для гексафторида урана, имеющего концентрацию урана-235 в уране больше 1 вес.%, при транспортировке окружены защитным контейнером, который должен обеспечивать соблюдение выше названных предписаний. Стальные контейнеры, защитные контейнеры и содержимое, состоящее из гексафторида урана, образуют отгрузочную единицу в контексте этих предписаний.
Для контейнеров, которые содержат гексафторид урана, имеющий концентрацию урана-235 больше 1 вес. %, но не больше 5 вес. %, после испытаний, описанных в п.1-п.3, не допускается касание ни клапана, ни пробки к какому-либо другому конструктивному элементу защитной упаковки, а также внутреннего контейнера, за исключением первоначального места крепления.
На одной и той же отгрузочной единице должны проводиться следующие испытания:
1. испытание свободным падением с высоты, которая зависит от массы отгрузочной единицы (напр., 1,2 м для массы отгрузочной единицы до 5000 кг), на неподатливый фундамент;
2. падение с высоты 9 м на неподатливый фундамент;
3. падение с высоты 1 м на стальной цилиндр диаметром 150 мм и минимальной длиной 200 мм.
Для защиты клапана известна интеграция защиты клапана в защитную упаковку, как это известно, напр., из EP 2 335 251 B1. Однако эффективная защита, по сути, обеспечивается только тогда, когда клапан во время и после вышеназванных условий испытаний остается в положении «12 часов». При вращении внутреннего контейнера клапан мог бы ударяться о защиту клапана.
Напротив клапана в положении «6 часов» установлена пробка. В ответном месте в защитную упаковку заварена чашка из металла, которая создает достаточное пространство для относительных движений пробки и защитной упаковки, чтобы избежать контакта между пробкой и защитной упаковкой. Этот признак безопасности эффективен, однако, только когда пробка остается в положении «6 часов». При вращении внутреннего контейнера не было бы достаточного пространства для относительных движений между пробкой и защитным контейнером для защиты ее от контакта с защитным контейнером.
6
Применяемые в настоящее время защитные упаковки внутренних контейнеров для транспортировки UF - это конструктивные типы UX-30, MST-30 и COG-OP-30B. При этом только конструктивный тип MST-30 обладает фиксатором от проворота (допуск J/159/AF-96 (ред. 2)).
Фиксатор от проворота конструктивного типа MST-30 состоит из изогнутой стальной полосы, которая одной стороной посредством шарнира прикреплена к фланцу нижней оболочки защитной упаковки, а на другой стороне имеет приварной шип, который вставляется в одно из двух сверлений в фартуке цилиндра 30B. Так как сверления в фартуке цилиндра 30B выполнены в положениях «3 часа» и «9 часов», цилиндр должен вращаться на 30°, для того чтобы можно было ввести шип в сверление. Так как складирование и манипулирование цилиндром всегда осуществляется при положении клапана «12 часов», это вращение (в загруженном состоянии цилиндр имеет массу округленно 3000 кг) связан с повышенными издержками и при известных обстоятельствах потенциальной опасностью для обслуживающего персонала.
В основе настоящего изобретения лежит задача усовершенствовать систему вышеописанного рода так, чтобы конструктивно простыми мерами был обеспечен фиксатор от проворота. При этом по другому аспекту должна также иметься возможность без трудоемких контрольных мероприятий констатировать, находится ли фиксатор от проворота в своем активном положении.
Предлагаемый изобретением фиксатор от проворота должен предотвращать вращательные движения внутреннего контейнера при механических нагрузках, возникающих в условиях транспортировки и аварии. Должна обеспечиваться возможность безопасной, экономичной и простой в техобслуживании эксплуатации. При этом должна обеспечиваться возможность обслуживания одним человеком без необходимости вспомогательных средств.
Один или несколько из вышеприведенных аспектов в соответствии с изобретением решаются с помощью системы вышеназванного рода таким образом, что устройство фиксации от проворота включает в себя
- аксиально переставляемый в первом гнезде и в его продольном направлении блокировочный элемент,
- неподвижно соединенное с одним из контейнеров второе гнездо, в котором с возможностью вращения помещается первое гнездо,
- начинающуюся от первого гнезда и радиально направляемую вторым гнездом поперек, соответственно, перпендикулярно ее продольной оси рукоятку, движение поворота которой с помощью первого гнезда может преобразовываться в осевую перестановку блокировочного элемента для вставки в другой контейнер или для вынимания из него.
В частности, предусмотрено, что фиксатор от проворота начинается от наружного контейнера, который предпочтительно состоит из двух опирающихся друг на друга в одной плоскости оболочек.
Предпочтительным образом изобретение предусматривает, что первое гнездо имеет форму полого цилиндра, имеющего по меньшей мере один распространяющийся в осевом направлении, то есть в его продольном направлении, спиралеобразно проходящий проем, который пронизан по меньшей мере одним начинающимся от блокировочного элемента выступом, причем этот выступ вставляется в выемку, проходящую в продольном направлении второго гнезда. Тем самым обеспечено, что при вращательном движении первого гнезда предпочтительно выполненный в виде штыря блокировочный элемент обладает возможностью осевого смещения и таким образом в желаемой степени приводится в контакт с другим контейнером, в частности внутренним контейнером, предпочтительно с его фартуком, соответственно, может удаляться из этого контакта.
В усовершенствовании изобретения предусмотрено, что второе гнездо имеет радиально проходящий второй проем, который пронизан рукояткой, начинающейся от первого гнезда. Этот второй проем проходит в плоскости, проходящей перпендикулярно продольной оси второго гнезда, и распространяется предпочтительно по длине π дуги.
Рукоятка может без затруднений поворачиваться, при этом вследствие обусловленного этим синхронного движения первого гнезда, например, втулки, пронизывания указанного по меньшей мере одного спиралеобразно проходящего проема в первом гнезде штырем, начинающимся от блокировочного элемента, например, установочным штифтом, и его вставки в продольную выемку, например, паз, во втором гнезде осуществляется осевая перестановка блокировочного элемента относительно первого и второго гнезду. Поворот рукоятки и вместе с тем первого гнезда относительно неподвижно расположенного второго гнезда и связанная с ним осевая перестановка блокировочного элемента может проводиться одним человеком без необходимости для него дополнительных вспомогательных средств.
В частности, предусмотрено, что в продольном направлении первого гнезда имеются два спиралеобразно проходящих первых проема, при этом в каждый из этих первых проемов вставляется по одному начинающемуся от блокировочного элемента выступу, например, установочному штифту.
В усовершенствовании изобретения, которое следует отметить, у системы вышеназванного рода, у которой наружный контейнер, то есть защитная упаковка, состоит из двух оболочек, при надлежащем охватывании внутреннего контейнера опирающихся друг на друга, предусмотрено, что рукоятка может устанавливаться в положение блокировки и в положение деблокировки, что в положении блокировки наружный контейнер вследствие опоры друг на друга оболочек надлежащим образом охватывает внутренний контейнер, и что в положении деблокировки оболочки в области рукоятки проходят на расстоянии друг от друга. Последнее означает, что наружный контейнер, т.е. оболочки, не могут надлежащим образом закрываться и, таким образом, использование этой транспортной единицы невозможно.
Для реализации соответствующей фиксации изобретение, в частности, предусматривает, что от одной из оболочек начинаются два опорных элемента для рукоятки, при этом на каждый из них рукоятка может опираться, соответственно, накладываться в положении деблокировки, соответственно, блокировки, что от другой оболочки начинается предназначенный для одного из опорных элементов ответный элемент, при этом при наружном контейнере, надлежащим образом закрывающем внутренний контейнер, расстояние между ответным элементом и предназначенным для него опорным элементом меньше, чем эффективная протяженность рукоятки между ними.
Таким образом гарантируется, что тогда, когда рукоятка опирается на опорный элемент, в котором блокировочный элемент не вставлен во внутренний контейнер, закрытие наружного контейнера невозможно, так как необходимое расстояние между опорным элементом и ответным элементом, которое обеспечивает возможность надлежащего закрытия наружного контейнера, вследствие имеющейся между ними рукоятки недостижимо; потому что при надлежащем закрытии упомянутым образом зазор между опорным элементом и ответным элементом меньше эффективной протяженности рукоятки между ними.
Однако, если рукоятка опирается на опорный элемент, для которого не предназначен ответный элемент, закрытие наружного контейнера возможно. Так простым образом гарантировано, что закрытие наружного контейнера может осуществляться только тогда, когда наружный контейнер заблокирован относительно внутреннего контейнера, то есть, обеспечен желаемый фиксатор от проворота.
Другие подробности, преимущества и признаки изобретения следуют не только из пунктов формулы изобретения, содержащихся в них признаков по отдельности и/или в комбинации, но и из последующего описания одного из предпочтительных примеров осуществления, заимствуемого из чертежей.
Показано:
фиг.1: контейнер;
фиг.2: изображение в перспективе фиксатора от проворота;
фиг.3: вид спереди фиксатора от проворота в соответствии с фиг.2;
фиг.4: сечение по линии A-A на фиг.3;
фиг.5: принципиальное изображение контейнера на изображении в горизонтальном сечении;
фиг.6: продольное сечение фиксатора от проворота в соответствии с фиг.2;
фиг.7: сечение по линии B-B на фиг.6;
фиг.8: сечение по линии C-C на фиг.6 и
фиг.9: фиксатор от проворота в соответствии с фиг.6-8 в положении, блокирующем внутренний и наружный контейнер данного контейнера.
На фигурах содержатся принципиальные изображения транспортировочной системы, имеющей фиксатор от проворота, посредством которого внутренний контейнер 10 предохраняется от проворота относительно называемой наружным контейнером 12 защитной упаковки стопориться таким образом, что предотвращается вращение, соответственно, ротация внутреннего контейнера 10 относительно наружного контейнера 12, так что повреждения конструктивных элементов внутреннего контейнера 10, например, клапана или пробки, исключены. При этом фиксатор от проворота действует как в нормальных условиях перевозки, так и в условиях аварийной перевозки, так что удар наружного контейнера 12 не привел бы к ротации за пределы положения «6 часов».
На фиг.1 и 5 содержатся принципиальные изображения внутреннего контейнера 10, в котором, в частности, помещается, соответственно, содержится гексафторид урана, и наружного контейнера 12, который состоит из двух оболочек 14, 16, опирающихся друг на друга при собранном наружном контейнере 12, в частности, в одном плоскости, которая проходит горизонтально.
Как можно видеть на горизонтальном сечении в соответствии с фиг.5, внутренний контейнер 10 имеет фартуки 18, 20, которые выступают за торцевые поверхности 2, 24 внутреннего контейнера 10. В этом примере осуществления в положении транспортировки два фиксатора 26, 28 от проворота, которые начинаются от нижней оболочки 16, вставляются в изображенный на фиг.5 справа фартук 18, чтобы исключить ротацию вокруг продольной оси 15 узла внутренний контейнер 10-наружный контейнер 12.
Из изображений следует, что фиксатор 26, 28 от проворота имеет выполненный в этом примере осуществления в виде штыря 30 блокировочный элемент, который с возможностью осевого смещения может смещаться в имеющей форму полого цилиндра внутренней втулке 32. Втулка 32 может называться первым гнездом, которое помещено с возможностью вращения во второе гнездо 34, в свою очередь, неподвижно соединенное с нижней оболочкой 16 наружного контейнера 12. Точно так же имеющее в этом примере осуществления геометрию полого цилиндра второе гнездо 34 начинается от крепления 36, которое соединено с нижней оболочкой 16.
От первого гнезда 32 начинается рукоятка 38, которая в этом примере осуществления имеет геометрию стержня, без ограничения этим идеи, предлагаемой изобретением. Называемая ниже ручкой рукоятка 38 пронизывает радиально проходящий проем 40 второго гнезда 34 или втулки, который может иметь длину дуги – π. Следовательно, проем 40 проходит в плоскости, которая поперек, соответственно, перпендикулярно пересекает продольную ось 31 фиксатора 26, 28 от проворота и вместе с тем продольную ось как внутренней втулки 32, так и наружной втулки 34.
Как поясняет изображение сечения фиг.8, от штыря 30 начинаются выступы, например, установочные штифты 42, 44, которые диаметрально противоположно выдаются из наружной поверхности штыря. Установочные штифты 42, 44 пронизывают спиралеобразно проходящие в осевом направлении первого гнезда или внутренней втулки проемы 46, 47, чтобы вставляться в проходящие в осевом направлении второго гнезда или втулки 34 углубления, например, пазы 48, 50.
Вследствие спиралеобразно проходящих проемов 46, 47 в первом гнезде 32 и пронизывания их радиально выступающими выступами или установочными штифтами 42, 44 штыря 30 и вставки их в проходящие в осевом направлении углубления, например, пазы 48, 50 во внутренней поверхности второго гнезда 34, осуществляется осевая перестановка штыря 30 тогда, когда первое гнездо 32 поворачивается посредством ручки 38. Соответственно этому, вращательное движение первого гнезда 32 преобразуется в осевую перестановку штыря 30. Вращательное движение смещает установочные штифты 42, 44 вдоль осевых пазов 48, 50, чтобы блокировать, соответственно, расстопорить нижнюю оболочку 16 с внутренним контейнером 10. Положение блокировки чисто принципиально воспроизведено на фиг.5 на верхнем изображении, а положение деблокировки на нижнем изображении.
В тесном пространстве создается возможность путем вращательного движения ручки 38 получить осевое движение выполненного в этом примере осуществления в виде штыря блокировочного элемента 30, без прерывания имеющейся в нижней оболочке 16 окружной кромки, которая, в свою очередь, служит уплотнительной поверхностью против водяных брызг. Это чисто принципиально следует из фиг.1.
Манипулирование фиксатором от проворота - исключительно ротационное движение, малый вращающий момент, отсутствие необходимости в дополнительных инструментах, - очень удобно для обслуживающего персонала. Внутренний контейнер 10 может в положении складирования загружаться в защитную упаковку, то есть в нижнюю оболочку 16 наружного контейнера 12, соответственно, выниматься из нее без необходимости вращения.
Однако, идея, предлагаемая изобретением, приводит к другому преимуществу. Так, не застопоренный фиксатор от проворота препятствует возможности соединения верхней оболочки 14 с нижней оболочкой 16, как это следует пояснить с помощью фиг.2 и 9.
Так, предусмотрено, что от нижней оболочки 16 начинаются два опорных элемента или опоры 52, 54, которые расположены на противоположных сторонах фиксатора от проворота и в этом примере осуществления соединены с креплением 36. Поверхности опор 52, 54 лежат в одной плоскости, которая проходит параллельно положению ручки 38 в каждом конечном положении, как чисто принципиально следует из этих фигур.
Для опоры 54 предназначен ответный элемент или контропора 56, которая начинается от верхней оболочки 14. При собранной нижней и верхней оболочке 14, 16 расстояние между опорой 54 и контропорой 56 меньше, чем эффективная поперечная протяженность рукоятки между нижней и верхней оболочкой 14, 16, то есть в этом примере осуществления диаметр ручки 38.
Контропора 56 предназначена для опоры 54, на которую опирается ручка 38, когда штырь 30 не вставлен в фартук 18, а находится в положении деблокировки. Если бы в этом положении попытались закрыть наружный контейнер 12, то есть соединить нижнюю и верхнюю оболочку 14, 16, то оболочки 14, 16 не могли бы надлежащим образом накладываться друг на друга, так как между опорой 54 и контропорой 56 находилась бы ручка 38.
В положении стопорения, то есть тогда, когда штырь 30 входит в фартук 18 и при этом осуществляется желаемая блокировка между внутренним контейнером 10 и нижней оболочкой 16, ручка находится на опоре 52, так что нижняя и верхняя оболочка 14, 16 могут надлежащим образом накладываться друг на друга, так как опора 54 и контропора 56 могут в необходимой степени выравниваться друг относительно друга; потому что в зазоре 58 не находится ручка 38. При этом верхняя оболочка 14 с точной посадкой может сажаться на нижнюю оболочку, и запоры нижней и верхней оболочки 14, 16 могут надлежащим образом блокироваться.
Предлагаемый изобретением фиксатор от проворота обеспечивает, что размещенные в наружном контейнере 12, то есть в защитной упаковке защитные элементы внутреннего контейнера 10 сохраняют свою функцию в нормальных условиях и условиях аварийной перевозки, и не теряют свою эффективность при ротации внутреннего контейнера 10, соответственно, не могут приводить к повреждению конструктивных элементов внутреннего контейнера 10. При этом фиксатор от проворота выполнен так, что закрытие защитной упаковки, то есть наружного контейнера 12 невозможно, если фиксатор от проворота не блокирует внутренний и наружный контейнер 10, 12 надлежащим образом. Следовательно, транспортировка возможна только при фиксаторе от проворота, осуществляющем надлежащую блокировку.
В отношении размеров и материалов фиксатора от проворота можно заметить следующее.
В качестве предпочтительного материала для конструктивных элементов можно назвать высококачественную сталь.
Блокировочный элемент 30, то есть штырь, может иметь длину от 60 до 95 мм и диаметр от 40 до 60 мм. Соответственно подобран диаметр первого гнезда 32, то есть первой втулки, т.е. этот диаметр может составлять от 50 до 75 мм. Длина должна была бы составлять от 60 до 95 мм, при этом предпочитаема толщина стенки от 4 до 10 мм.
Второе гнездо, соответственно, втулка 34 должна была бы соответственно иметь диаметр от 65 до 90 мм при длине от 60 до 95 мм. Толщина стенки может составлять от 4 до 8 мм.
В отношении проходящих в осевом направлении пазов 48, 50 можно заметить, что их ширина должна была бы составлять от 5 до 10 мм при глубине от 2 до 5 мм.
Спиралеобразно проходящее проходное отверстие или проем 46, 47 должен был бы иметь ширину от 5 до 15 мм.