RU2152648C1

RU2152648C1 - Container for long-time storage of harmful wastes

Info

Publication number: RU2152648C1
Application number: RU98116425/06A
Authority: RU
Inventors: Виктор Васильевич Вагин (UA); Виктор Васильевич Вагин; В.А. Жабрев; В.С. Крылов; С.Н. Сильвестров; стовска В.В. Ум; В.В. Умястовская; В.М. Шустерман; В.Н. Горбачев; З.А. Рогальский
Original assignee: Открытое акционерное общество "Сосна"
Priority date: 1998-08-25
Filing date: 1998-08-25
Publication date: 2000-07-10

Abstract

FIELD: environment control. SUBSTANCE: container has cylindrical body 1 whose bottom 2 is cast integral with its wall, cover 3 whose thickness equals that of body wall, and shielding layer 4 applied to external surface of container. Cylindrical body 1 with bottom 2 and cover 3 are slurry-and-stone castings with external walls 5-7 made of reinforced concrete and spaced from them at a distance of 0.5-5% of their thickness. Clearance is filled with polymeric material layer 8. Side surface of external wall 7 of cover 3 is attached through taper joint 9 to inner surface of body external wall 6; taper angle is 2-4 deg. Shielding layer 4 covering external surface of container is, essentially, epoxy film covered with plastic layer. Cover 3 together with its external wall 7 may have through hole 10 provided with water seal 11 and material level 12 dipped in container space 13. EFFECT: improved reliability and optimized utilization of container inner space. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к устройствам для захоронения экологически вредных отходов, а также радиоактивных отходов низкой и средней активности. The invention relates to the protection of the environment, and in particular to devices for the disposal of environmentally harmful waste, as well as low and medium activity radioactive waste.

Известны стальные контейнеры, в которых хранятся, перевозятся и направляются на окончательное захоронение в цементируемые скважины радиоактивные отходы [1], и которые должны иметь надежную антикоррозионную изоляцию, обеспечивающую достаточную механическую прочность контейнеру, чтобы длительно выдерживать воздействие водорода, образующегося при развитии коррозии, а также воздействие излучений, температуры и химических реакций в контейнере. Все это удорожает конструкцию контейнера. Steel containers are known in which radioactive waste is stored, transported and sent for final burial in cemented wells [1], and which must have reliable anti-corrosion insulation that provides sufficient mechanical strength to the container in order to withstand the effects of hydrogen generated during the development of corrosion, as well as exposure to radiation, temperature and chemical reactions in the container. All this makes container construction more expensive.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является контейнер для длительного хранения радиоактивных отходов, включающий металлический цилиндрический корпус, у которого днище отлито за одно целое со стенкой, металлическую крышку, равную по толщине стенке цилиндра, и защитный слой, нанесенный на наружную поверхность контейнера, и который состоит из хорошо сцепляющегося с корпусом искусственного материала, в который может быть добавлен слоисто-силикатный материал, например бетонит или полиуретан, и в который вносится наполнитель, обладающий абсорбционными свойствами. [2]. The closest in technical essence and the achieved result to the claimed one is a container for long-term storage of radioactive waste, including a metal cylindrical body, whose bottom is molded integrally with the wall, a metal cover equal in thickness to the wall of the cylinder, and a protective layer deposited on the outer surface a container, and which consists of an artificial material that adheres well to the body and into which a layered silicate material, for example concrete or polyurethane, can be added, which is brought filler having absorption properties. [2].

Известная конструкция, обладая антикоррозионной изоляцией наружной поверхности, не способна длительно выдерживать воздействие химических реакций, высокой температуры и излучений внутри контейнера, то есть его герметизация нарушается через довольно непродолжительный период времени. The known design, having anti-corrosion insulation of the outer surface, is not able to withstand the effects of chemical reactions, high temperature and radiation inside the container for a long time, that is, its sealing is violated after a rather short period of time.

Этот контейнер, будучи однажды заполненным, не имеет возможности пополняться. This container, once filled, does not have the ability to replenish.

Указанные недостатки предопределяют недостаточно высокую надежность конструкции контейнера для длительного захоронения радиоактивных отходов, а также недостаточное использование его объема. These shortcomings determine the insufficiently high reliability of the container design for the long-term disposal of radioactive waste, as well as the insufficient use of its volume.

Задачей предлагаемого изобретения является создание новой конструкции для длительного захоронения вредных отходов, обладающего высокой надежностью и имеющего оптимально используемый объем. The objective of the invention is the creation of a new design for long-term disposal of hazardous waste, with high reliability and having an optimally used volume.

Поставленная задача решается тем, что в контейнере для длительного захоронения вредных отходов, включающем цилиндрический корпус, у которого днище отлито за одно целое со стенкой, крышку, равную по толщине стенке цилиндрического корпуса, и защитный слой, нанесенный на наружную поверхность контейнера, согласно изобретению, цилиндрический корпус и крышка выполнены из материала на основе шлакокаменного литья и имеют наружные стенки, выполненные из армированного бетона и расположенные от них на расстоянии, составляющем 0,5-5% от толщины их стенок, причем зазор заполнен слоем полимерного материала, боковая поверхность наружной стенки крышки имеет конусное сопряжение с внутренней поверхностью наружной стенки корпуса, при этом угол конусности равен 2 - 4^o, а защитный слой, нанесенный на наружную поверхность контейнера, представляет собой пленку из эпоксидной смолы, перекрытую слоем пластмассы.The problem is solved in that in a container for long-term disposal of hazardous waste, including a cylindrical body, whose bottom is molded integrally with the wall, a lid equal in thickness to the wall of the cylindrical body, and a protective layer deposited on the outer surface of the container, according to the invention, the cylindrical body and the cover are made of material based on slag stone casting and have external walls made of reinforced concrete and located at a distance of 0.5-5% of their thickness a calf, and the gap is filled with a layer of polymer material, the side surface of the outer wall of the lid has a tapered interface with the inner surface of the outer wall of the housing, while the taper angle is 2 - 4 ^o , and the protective layer deposited on the outer surface of the container is an epoxy film covered by a layer of plastic.

В контейнере такой конструкции, согласно изобретению, в крышке с наружной ее стенкой может быть выполнено сквозное отверстие с находящимся в нем гидравлическим затвором и расположен датчик уровня материала, загруженного в полость контейнера. In a container of this design, according to the invention, in the lid with its outer wall, a through hole with a hydraulic shutter located in it can be made and a level sensor of the material loaded into the cavity of the container is located.

Выполнение цилиндрического корпуса и крышки контейнера из материала на основе шлакокаменного литья предотвращает развитие коррозии на внутренних стенках корпуса контейнера и способствует длительному противостоянию излучению, температуре и химическим реакциям в полости контейнера, повышая надежность конструкции. The implementation of the cylindrical body and the lid of the container from a material based on slag stone casting prevents the development of corrosion on the inner walls of the container body and contributes to the long-term resistance to radiation, temperature and chemical reactions in the container cavity, increasing the reliability of the structure.

Повышению надежности контейнера способствуют также выполнение наружных стенок контейнера из армированного бетона, наличие между наружными и внутренними его стенками слоя полимерного материала и конусное сопряжение боковой поверхности наружной стенки крышки с внутренней поверхностью наружной стенки корпуса, упрочняя конструкцию. Improving the reliability of the container is also facilitated by the implementation of the outer walls of the container of reinforced concrete, the presence of a layer of polymer material between the outer and inner walls of the container and the conical mating of the side surface of the outer wall of the lid with the inner surface of the outer wall of the housing, reinforcing construction.

Выполнение на наружной поверхности контейнера защитного слоя из эпоксидной смолы и пластмассы предотвращает выщелачивание бетона, что также повышает надежность конструкции контейнера. The implementation on the outer surface of the container of a protective layer of epoxy resin and plastic prevents leaching of concrete, which also increases the reliability of the design of the container.

Возможное выполнение в крышке с наружной ее стенкой сквозного отверстия с гидравлическим затвором и расположение в крышке датчика уровня материала, загружаемого в полость контейнера, предопределяет оптимальное использование его объема. The possible implementation of a through hole with a hydraulic shutter in the lid with its outer wall and the location in the lid of the level sensor of the material loaded into the container cavity determines the optimal use of its volume.

Сопоставительный анализ заявляемого контейнера и прототипа выявляет наличие отличительных признаков у заявляемого устройства по сравнению с наиболее близким аналогом, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию изобретения "новизна". A comparative analysis of the claimed container and the prototype reveals the presence of distinctive features of the claimed device in comparison with the closest analogue, which allows us to conclude that the proposed solution meets the criteria of the invention of "novelty".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники позволило сделать вывод, что оно явным образом не следует из уровня техники и, следовательно, соответствует критерию "изобретательский уровень". Возможность широкого использования заявляемого изобретения в производстве контейнеров для захоронения отходов экологически вредных, а также радиоактивных отходов низкой и средней активности обеспечивает ему соответствие критерию "промышленная применимость". Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in the art led to the conclusion that it clearly does not follow from the prior art and, therefore, meets the criterion of "inventive step". The possibility of widespread use of the claimed invention in the production of containers for the disposal of environmentally harmful waste, as well as low and medium activity radioactive waste, ensures that it meets the criterion of "industrial applicability".

Предлагаемый контейнер для длительного захоронения вредных отходов изображен на чертеже, где представлен общий вид контейнера в разрезе. The proposed container for long-term disposal of hazardous waste is shown in the drawing, which shows a General view of the container in section.

Контейнер для длительного захоронения вредных отходов включает цилиндрический корпус 1, у которого днище 2 отлито за одно целое со стенкой цилиндрического корпуса 1, крышку 3, равную по толщине стенке цилиндрического корпуса 1, и защитный слой 4, нанесенный на наружную поверхность контейнера, цилиндрический корпус 1 с днищем 2 и крышка 3 выполнены из материала на основе шлакокаменного литья и имеют наружные стенки 5, 6, 7, выполненные из армированного бетона и расположенные от них на расстоянии, составляющем 0,5-5% толщины их стенок, причем зазор заполнен слоем 8 полимерного материала, боковая поверхность наружной стенки 7 крышки 3 имеет конусное сопряжение 9 с внутренней поверхностью наружной стенки 6 корпуса, при этом угол конусности равен 2 - 4^o, а защитный слой 4, нанесенный на наружную поверхность контейнера, представляет собой пленку из эпоксидной смолы, перекрытую слоем пластмассы.The container for long-term disposal of hazardous waste includes a cylindrical body 1, the bottom 2 of which is molded integrally with the wall of the cylindrical body 1, a lid 3 equal in thickness to the wall of the cylindrical body 1, and a protective layer 4 deposited on the outer surface of the container, the cylindrical body 1 with a bottom 2 and a cover 3 are made of material based on slag stone casting and have outer walls 5, 6, 7 made of reinforced concrete and located at a distance of 0.5-5% of the thickness of their walls, the gap being is filled with a layer 8 of polymeric material, the side surface of the outer wall 7 of the lid 3 has a tapered interface 9 with the inner surface of the outer wall 6 of the housing, while the taper angle is 2 - 4 ^o , and the protective layer 4 deposited on the outer surface of the container is a film of epoxy resin covered with a layer of plastic.

В крышке 3 с наружной ее стенкой 7 может быть выполнено сквозное отверстие 10 с гидравлическим затвором 11 и расположен датчик 12 уровня материала, загруженного в полость 13 контейнера. Through the lid 3 with its outer wall 7 can be made through the hole 10 with a hydraulic shutter 11 and the sensor 12 is located the level of the material loaded into the cavity 13 of the container.

После загрузки в полость 13 контейнера экологически вредных или радиоактивных отходов низкой и средней активности в этой полости с течением времени будут происходить химические реакции, сопровождающиеся повышением температуры и давления, а также радиоактивное излучение. Выполнение цилиндрического корпуса 1, выполненного за одно целое с днищем 2, и крышки 3 из материала на основе шлакокаменного литья предопределяет отсутствие в реакционной полости 13 элементов, подвергаемых коррозии, и способствует длительному противостоянию излучению, температуре и химическим реакциям в полости 13, повышая надежность конструкции по сравнению с прототипом. Выполнение наружных стенок 5, 6, 7 из армированного бетона, наличие между наружными стенками 5, 6, 7 и внутренними стенками 1, 2, 3 слоя 8 из полимерного материала и конусное сопряжение 9 боковой поверхности наружной стенки 7 крышки 3 с внутренней поверхностью наружной стенки 6 корпуса упрочняет конструкцию, также повышая ее надежность по сравнению с прототипом. After loading into the cavity 13 of the container of environmentally harmful or radioactive waste of low and medium activity in this cavity over time, chemical reactions will occur, accompanied by an increase in temperature and pressure, as well as radioactive radiation. The implementation of the cylindrical body 1, made in one piece with the bottom 2, and the cover 3 of the material based on slag stone casting determines the absence of corrosion elements in the reaction cavity 13 and contributes to the long-term resistance to radiation, temperature and chemical reactions in the cavity 13, increasing the reliability of the design compared to the prototype. The implementation of the outer walls 5, 6, 7 of reinforced concrete, the presence between the outer walls 5, 6, 7 and the inner walls 1, 2, 3 of the layer 8 of polymer material and the conical connection 9 of the side surface of the outer wall 7 of the cover 3 with the inner surface of the outer wall 6 housing strengthens the structure, also increasing its reliability compared to the prototype.

Этому же способствует выполнение на наружной поверхности контейнера защитного слоя 4 из эпоксидной смолы и пластмассы, что предотвращает выщелачивание бетона наружных стенок 5, 6, 7 корпуса. The same contributes to the implementation on the outer surface of the container of the protective layer 4 of epoxy resin and plastic, which prevents leaching of concrete of the outer walls 5, 6, 7 of the housing.

Возможное выполнение в крышке 3 с наружной ее стенкой 7 сквозного отверстия 10 с гидравлическим затвором 11 и расположение в ней датчика 12 уровня материала, загружаемого в полость 13 контейнера, предопределяет оптимальное использование его объема по сравнению с прототипом. The possible implementation in the lid 3 with its outer wall 7 of the through hole 10 with a hydraulic shutter 11 and the location in it of the sensor 12 of the level of the material loaded into the cavity 13 of the container, determines the optimal use of its volume in comparison with the prototype.

Источники информации
1. Патент США N 5338493, кл. G 21 F 9/00, опубл. 16.08.94.Sources of information
1. US patent N 5338493, CL. G 21 F 9/00, publ. 08/16/94.

2. Заявка ФРГ N 3132704, кл. G 21 F 5/00, опубл. 10.03.83. (прототип)ю 2. Application of Germany N 3132704, CL G 21 F 5/00, publ. 03/10/83. (prototype)

Claims

1. A container for long-term disposal of hazardous waste, including a cylindrical body, whose bottom is molded integrally with the wall, a lid and a protective layer deposited on the outer surface of the container, characterized in that the cylindrical body and lid are made of material based on slag stone casting and have external walls made of reinforced concrete, and are located from them at a distance of 0.5 - 5% of the wall thickness of the cylindrical body, and the gap is filled with a layer of polymer material, the side surface is the wall of the lid has a tapered interface with the inner surface of the outer wall of the housing, while the taper angle is 2 - 4 ^o , and the protective layer deposited on the outer surface of the container is an epoxy film covered by a layer of plastic.

2. The container according to claim 1, characterized in that a through hole with a hydraulic shutter is made in the lid with its outer wall and a level sensor for the material loaded into the container cavity is located.