Бизнес

Яндекс.Метрика

Транспортные упаковочные комплекты - Конструкция транспортно-упаковочного комплекта ТУК-84

Содержание материала

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

РФЯЦ – ВНИИТФ совместно с ОАО "Уралхиммаш" по заданию и при поддержке руководства Белоярской АЭС и концерна "Росэнергоатом" разработал конструкцию металлического транспортно-упаковочного комплекта, предназначенного для транспортирования и длительного хранения 17-местного чехла с ОТВС АМБ, удовлетворяющего современным российским и международным нормам безопасности.

Конструкция ТУК соответствует III категории радиационной опасности, I классу ядерной безопасности, является сейсмически стойкой на уровне 7 баллов по шкале MSK-64. Основные технические характеристики ТУК представлены в табл. 1.

Таблица 1. Основные технические характеристики ТУК-84

Наименование показателя Значение
Масса загруженного ТУК, кг, не более 86 500
Масса загруженного пенала ТУК, кг, не более 9000
Количество размещенных в ТУК 17-местных чехлов 1

Габаритные размеры ТУК:

– максимальный диаметр, мм

– максимальная длина, мм

 

1400

15 170

Габаритные размеры пенала ТУК:

– максимальный диаметр, мм

– максимальная длина, мм

 

970

14 634
Допустимый диапазон воздействующей на ТУК температуры внешней среды, °С от минус 50 до плюс 45
Температура легкодоступной (наружной) поверхности ТУК с учетом инсоляции 942 Вт/м2 на горизонтальные и вертикальные поверхности ТУК в течение 12 ч,  °С, не более 55
Температура оболочек твэл ОТВС, °С, не более 72
Эффективный коэффициент размножения нейтронов в ТУК (при нормальных условиях эксплуатации, нарушениях нормальной эксплуатации и проектных авариях), не более 0,845
Мощность эквивалентной дозы излучения в любой точке внешней поверхности ТУК, м3в/ч (мбэр/ч), не более 0,3 (30)
Мощность эквивалентной дозы излучения на расстоянии 2 м от поверхностей ТУК, м3в/ч (мбэр/ч), не более 0,05 (5)
Класс герметичности контейнера ТУК согласно ПНАЭ Г-7-019-89 IV
Наименование показателя Значение
Класс герметичности пенала ТУК согласно ПНАЭ Г-7-019-89 IV
Количество ступеней герметизации 2
Срок службы ТУК, лет, не менее 50
Виды транспорта при транспортировании ТУК Железнодорожный, автомобильный

Конструктивно ТУК-84 состоит из двух независимых ступеней герметизации: пенала и контейнера. Пенал представляет собой металлический сосуд с толщиной стенки 10 мм, выполненный из коррозионно-стойкой стали аустенитного класса, состоящий из корпуса и крышки. Контейнер состоит из корпуса и крышки и является основным элементом, обеспечивающим биологическую защиту и предохраняющим внутреннее содержимое от различных воздействий при нормальных и аварийных условиях перевозки ТУК. Крышка контейнера оснащена гермовыводом, предназначенным для передачи информации от датчиков контроля к внешней регистрирующей аппаратуре, а также клапаном, необходимым для проведения работ по вакуумированию и газонаполнению межкрышечного пространства ТУК. Контейнер снабжен тремя поясами цапф. На крышку и днище контейнера устанавливаются демпферы для предохранения ТУК при транспортировании. На рис. 1 и 2 показан ТУК-84 при подготовке к бросковым испытаниям на стенде СМ-Э322 КБСМ и пенал ТУК-84 в цехе 40 ОАО "Уралхиммаш".

Рис. 1. ТУК-84 на испытательном стенде СМ-Э322 КБСМ

Рис. 2. Пенал ТУК-84 в цехе ОАО "Уралхиммаш"

В ТУК-84 реализована следующая схема закрепления его составных частей. 17-местный чехол с ОТВС АМБ расположен во внутренней полости пенала и своей фланцевой частью однозначно крепится к фланцу пенала при помощи крепежных элементов. Пенал с закрепленным чехлом расположен во внутренней полости контейнера и своим фланцем опирается на фланцевую часть перехода контейнера ТУК. Однозначное размещение пенала в корпусе ТУК обеспечивается пазом фланца пенала и направляющей контейнера. В конструкции не предусмотрено закрепление пенала к контейнеру при помощи крепежных элементов. Для обеспечения минимального осевого перемещения пенала в контейнере и его защиты при аварийных воздействиях, в конструкции предусмотрен амортизатор, установленный на внутренней поверхности крышки ТУК.


Для герметизации имеющихся в ТУК стыков (крышка контейнера – корпус контейнера, крышка пенала – корпус пенала и т.д.) применены спирально-навитые прокладки, которые выдерживают высокие температуры в условиях пожара, стойкие к воздействию ионизирующих излучений. Конструктивно прокладки имеют кольцевую форму и выполнены посредством спиральной навивки двух чередующихся лент: профилированной холоднокатанной коррозионностойкой стальной ленты и графитовой фольги "Графлекс", которая изготавливается из высококачественного природного графита специальными методами химической и термической обработки с последующим прессованием без связующего. Для контроля герметичности стыков дополнительно к спирально-навитой прокладке предусмотрена установка резинового кольца и наличие проточки, расположенной между спирально-навитой прокладкой и резиновым кольцом. Проверка герметичности стыков проводится манометрическим методом контроля путем создания и контроля давления аргона или азота в объеме, образованного проточкой. В случае повреждения резинового кольца в результате воздействия пожара герметичность ТУК обеспечивается спирально-навитой прокладкой.
Отличительной особенностью конструкции ТУК является применение рулонированных (многослойных) обечаек для изготовления его корпуса, промышленное производство которых освоено на ОАО "Уралхиммаш". Конструкция рулонированной обечайки (царги) ТУК-84 состоит из центральной обечайки, рулонной листовой стали и наружного кожуха. Изготовление царги производится посредством непрерывной навивки рулонной ленты на центральную обечайку до необходимой толщины с последующим завальцовыванием и сваркой наружного кожуха. Для обеспечения плотного прилегания слоев производится обкатка обечайки. Далее обечайка калибруется до минимального значения допуска овальности, производится подготовка торцов обечайки под сварку и наплавка торцов царг автоматической сваркой. Внешний вид рулонированных обечаек показан на рис. 3.

Рис. 3. Рулонированные обечайки (царги)

Корпус контейнера ТУК-84 состоит из 9 царг и 6 поковок. Царги и поковки соединены между собой монолитными сварными швами. Шлиф сварного шва, соединяющего царгу с поковкой, показан на рис. 4.

Рис. 4. Шлиф сварного шва, соединяющего царгу с поковкой:

1 – центральная обечайка;
2 – рулонная лента;
3 – сварной шов;
4 – наплавка торца царги;
5 – поковка;
6 – антикоррозионная наплавка;
7 – наружный кожух

 

В качестве материала для изготовления корпуса контейнера используется сталь кремнемарганцовистой группы. Листы из стали 09Г2С применяются для изготовления рулонированных обечаек; а поковки из стали 09Г2СА-А – для изготовления фланца, перехода, вставок, днища.

Применение рулонированных обечаек позволяет:

  • при одинаковых коэффициентах запаса прочности стенки корпусов сосудов в рулонированном исполнении выполнять меньшей толщины, что достигается за счет использования тонколистовой стали с более высокими прочностными характеристиками металла;
  • повысить надежность корпуса ТУК при аварийных воздействиях. Это достигается за счет собственных демпфирующих способностей рулонированных обечаек, а также того, что в многослойной стенке трещина, образовавшаяся в одном слое, не может перейти через зазор, а по другую сторону должна начаться заново, что затрудняет и замедляет распространение трещины. Кроме этого, наличие незначительных зазоров между слоями является существенной преградой, предохраняющей перегрев ОТВС выше допустимого уровня в случае попадания ТУК в очаг пожара;
  • основную несущую стенку корпуса выполнять из относительно недорогой стали 09Г2С, к которой предъявляются требования только по механической прочности, а специальные требования, вытекающие из учета среды как внутри, так и снаружи ТУК, предъявлять только к центральной обечайке и наружному кожуху;
  • добиться более высокого коэффициента использования металла по сравнению с изготовлением ковано-сварных сосудов.

В соответствии с требованиями ТЗ и ГОСТ 24797-81 контролируемыми параметрами технического состояния ТУК в течение всего периода транспортирования и хранения ОТВС являются температура и давление газовой среды во внутреннем объеме пенала и давление газовой среды в объеме между контейнером и пеналом.


Для измерения давления выбраны преобразователи Метран-100ДА с диапазоном измерения абсолютного давления от 0 до 0,4 МПа. Преобразователи устанавливаются на крышке пенала (рис. 5). Один из них при помощи штуцерного соединения сообщается с внутренним объемом пенала и предназначен для измерения давления в первой ступени герметизации. Другой предназначен для измерения давления во второй ступени герметизации. При эксплуатации датчиков необходима их поверка с интервалом раз в 3 года, которая проводится при снятой крышке ТУК. Задаточное давление подается в пенал через пневмоклапан и сравниваются показания Метран-100 и образцового манометра.

Рис. 5. Внешний вид датчиков на крышке пенала:
1 – преобразователь Метран-100ДА;
2 – термопреобразователь ТСМ-02

 

 

Для измерения температуры используется термопреобразователь сопротивления ТСМ-02 с диапазоном измерения температуры от минус 50°С до плюс 120°С. При его эксплуатации необходима поверка с интервалом раз в год, которая проводится при снятой крышке ТУК. Сравниваются показания температуры ТСМ-02 и образцового термометра в месте установки ТСМ-02.

 

Все датчики серийно изготавливаются концерном "Метран" (г. Челябинск) и НПО "ТЕХНО-ЛУЧ" (г. Подольск Московской обл.) и допущены к применению на объектах атомной энергетики.

Вывод электрических цепей осуществляется через гермовывод, разработки и изготовления РФЯЦ – ВНИИТФ (рис. 6).

Рис. 6. Внешний вид гермовывода

Авторы благодарят специалистов ОАО "Уралхиммаш" В.Б. Ромашевского, В.В. Геймура, В.Г. Куроптева, М.В. Гладышеву и специалистов РФЯЦ – ВНИИТФ В.А. Зацепина, С.Г. Вагина, В.К. Железникова, А.Г. Кокорина, Л.П. Галченко, И.А. Винокурову за помощь, оказанную при разработке конструкции.

Анфалова О.В., Воробьев А.И., Краев В.С., Чемеркин М.А. (РФЯЦ – ВНИИТФ), Осокин Л.И. (ОАО "Уралхиммаш")

 

  

© РФЯЦ – ВНИИТФ. Настоящий сайт поддерживается информационной службой РФЯЦ – ВНИИТФ и является официальным источником информации
о ФГУП «РФЯЦ – ВНИИТФ имени академика Е.И. Забабахина».
За недостоверную информацию, представленную на других сайтах, информационная служба ответственности не несет.