Опорная конструкция и способ погрузки и транспортировки баллона с топливом - RU2655246C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[01] Изобретение относится к емкости и, в частности, к опорной конструкции баллона для топлива, а также к способу погрузки и транспортировки указанного баллона.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[02] Как правило, ядерное топливо, такое как гексафторид урана, хранят в специальном стальном баллоне, что обусловлено радиоактивными свойствами данного топлива. Для контейнерной перевозки емкости, предназначенной для хранения и транспортировки ядерного топлива применяют, как правило, рамные или обычные ящики для повышения грузовместимости, уменьшения затрат на перевозку и возможности использования морского и наземного транспорта, а также в связи с возросшими масштабами контейнерных перевозок и с учетом преимуществ, обеспечиваемых контейнерными перевозками. Однако вследствие ограниченного объема обычных ящиков, в один ящик можно загрузить и транспортировать в нем только три стальных баллона с фтористым ураном, тем самым, недостаточно используя полезное пространство. Что касается рамного ящика, в один ящик можно загрузить и транспортировать в нем шесть стальных баллонов типа 48Y с гексафторидом урана, однако, это приводит к более чем трехкратному увеличению транспортных расходов по сравнению с обычными ящиками, что связано со спецификой рамных ящиков.

[03] Таким образом, для уменьшения расходов при транспортировке стальных баллонов с гексафторидом урана необходимо разработать новую конструкцию и способ для транспортировки баллонов с топливом, чтобы устранить вышеупомянутые недостатки известного уровня техники.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[04] Принимая во внимание вышеупомянутые недостатки, в настоящем изобретении предложена опорная конструкция баллонов для топлива, при этом данная конструкция облегчает контейнерную перевозку и может способствовать устранению недостатков, связанных с высокими расходами при транспортировке указанного баллона с ядерным топливом, а также недостатков, связанных с трудностями при перемещении и транспортировке груза.

[05] Для устранения вышеупомянутых недостатков в настоящем изобретении предложена опорная конструкция баллонов для топлива, применяемая при контейнерной перевозке. Указанная опорная конструкция содержит основную раму, первую рамную опору и вторую рамную опору, расположенные на указанной основной раме. Первая рамная опора содержит по меньшей мере две группы первых опорных балок, расположенные в продольном направлении, параллельные друг другу и расположенные на расстоянии одна от другой, при этом каждая группа первых опорных балок содержит по меньшей мере две первые поперечные опорные балки, расположенные в поперечном направлении. Первая рамная опора дополнительно содержит первые опорные дугообразные пластины, каждая из которых соединена по меньшей мере с двумя первыми поперечными опорными балками, относящимися к одной группе, и закреплена на верхних концах указанных балок, образуя наклонную первую дугообразную опорную поверхность, нисходящую снаружи вовнутрь опорной конструкции. Вторая рамная опора содержит по меньшей мере две группы вторых опорных балок, расположенные в продольном направлении, параллельные друг другу и расположенные на расстоянии одна от другой, при этом каждая группа вторых опорных балок содержит по меньшей мере две вторые поперечные опорные балки, расположенные в поперечном направлении. Вторая рамная опора дополнительно содержит вторые дугообразные опорные пластины, каждая из которых соединена по меньшей мере с двумя вторыми поперечными опорными балками, относящимися к одной группе, и закреплена на верхних концах указанных балок, образуя наклонную вторую дугообразную опорную поверхность, нисходящую снаружи вовнутрь опорной конструкции. Первая рамная опора выше второй рамной опоры.

[06] В предложенной опорной конструкции высота в поперечном направлении по меньшей мере двух первых поперечных опорных балок, расположенных в одной и той же группе, последовательно уменьшается в направлении снаружи вовнутрь опорной конструкции, и высота в поперечном направлении по меньшей мере двух вторых поперечных опорных балок, расположенных в одной и той же группе, последовательно уменьшается в направлении снаружи вовнутрь опорной конструкции.

[07] В опорной конструкции первая рамная опора дополнительно содержит поперечную связь, соединяющую две смежные первые поперечные опорные балки.

[08] В предложенной опорной конструкции первая рамная опора дополнительно содержит наклонную связь, соединяющую две смежные первые поперечные опорные балки и образующую непрямой угол с двумя смежными поперечными опорными балками.

[09] В предложенной опорной конструкции первая рамная опора дополнительно содержит балку жесткости, соединяющую первые опорные балки, относящиеся к разным группам.

[10] В предложенной опорной конструкции первая рамная опора и вторая рамная опора расположены по обеим сторонам относительно продольной средней линии основной рамы.

[11] В предложенной опорной конструкции основная рама содержит нижние продольные балки, проходящие вдоль продольного направления, и нижние поперечные балки, проходящие вдоль поперечного направления. Нижние продольные балки соединены перекрестным образом с нижними поперечными балками, образуя прямой угол. Между двумя смежными нижними продольными балками образованы проемы под вилы автопогрузчика, соответствующие захватным зубцам вилочного подъемника.

[12] В предложенной опорной конструкции на одном конце нижней продольной балки расположена дугообразная пластина скольжения, соответствующая вилочному подъемнику.

[13] Кроме того, в изобретении предложен способ погрузки и транспортировки баллонов с топливом, включающий следующие этапы:

S1: обеспечение описанной выше опорной конструкции баллонов для топлива,

S2: расположение одного баллона с топливом на первой дугообразной опорной пластине и расположение второго баллона с топливом на второй дугообразной опорной пластине, причем два указанных баллона располагают со смещением с обеспечением расположения колец жесткости двух указанных баллонов со смещением в переднем и заднем направлении и расположения монтажных проушин двух указанных баллонов наискось относительно друг друга,

S3: обвязывание двух баллонов с топливом стягивающими приспособлениями и последующее закрепление баллонов на опорной конструкции,

S4: установка в контейнер при помощи вилочного погрузчика опорной конструкции и закрепленных на ней баллонов с топливом.

[14] В указанном способе погрузки и транспортировки баллонов с топливом контейнер представляет собой стандартный 40-футовый ящик, в котором расположены три комплекта опорной конструкции, при этом две смежные группы первой рамной опоры и второй рамной опоры располагают со смещением.

[15] В соответствии с настоящим изобретением, поддержку баллона с топливом обеспечивают путем его размещения на опорной конструкции, надлежащим образом расположенной в контейнере, обеспечивая возможность погрузки в один 40-футовый ящик шести баллонов с топливом, что повышает грузовместимость контейнера и уменьшает расходы на транспортировку.

[16] Кроме того, предложенная опорная конструкция обеспечивает облегчение ее сборки и разборки, допускает использование разнообразных инструментов для сборки и разборки и существенно повышает эффективность сборки и разборки.

[17] Более того, использование стягивающих приспособлений обеспечивает безопасность в процессе транспортировки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[18] Фиг. 1 представляет собой структурно-схематический вид в аксонометрии опорной конструкции баллонов для топлива и транспортировки в соответствии с настоящим изобретением.

[19] Фиг. 2 представляет собой схематический вид спереди конструкции, изображенной на Фиг. 1.

[20] Фиг. 3 представляет собой схематический вид слева конструкции, изображенной на Фиг. 1.

[21] Фиг. 4 представляет собой блок-схему способа погрузки и транспортировки баллонов с топливом в соответствии с настоящим изобретением.

[22] Фиг. 5 представляет собой структурно-схематический вид баллонов с топливом, поддерживаемых опорной конструкцией в соответствии с настоящим изобретением.

[23] Фиг. 6 представляет собой структурно-схематический вид загруженной в контейнер опорной конструкции с баллонами с топливом в соответствии с настоящим изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[24] Далее для пояснения принципа и конструкции настоящего изобретения будут подробно описаны, со ссылкой на прилагаемые чертежи, предпочтительные варианты выполнения изобретения.

[25] Как показано на фиг. 1-3, выполненная согласно данному изобретению опорная конструкция 10 баллонов для топлива, применяемая при контейнерной перевозке, содержит основную раму 13 и расположенные на ней первую рамную опору 11 и вторую рамную опору 12.

[26] Основная рама 13 содержит нижние продольные балки 131, проходящие вдоль продольного направления, и нижние поперечные балки 132, проходящие вдоль поперечного направления. Нижние продольные балки 131 соединены с нижними поперечными балками 132 под прямым углом. Между двумя смежными нижними продольными балками 131 образованы проемы под вилы автопогрузчика, соответствующие захватным зубцам вилочного подъемника. Более того, на одном конце нижней продольной балки 131 расположена дугообразная пластина 14, соответствующая вилочному подъемнику и предназначенная для уменьшения силы трения, возникающей в процессе толкающих и выталкивающих движений подъемника. Первая рамная опора 11 содержит три группы первых опорных балок 111, закрепленных на нижних поперечных балках 132 и расположенных в продольном направлении, при этом группы, состоящие из первых опорных балок 111, параллельны друг другу и расположены на расстоянии друг от друга. Каждая группа первых опорных балок 111 содержит первую поперечную опорную балку 111а и первую поперечную опорную балку 111b, расположенные в поперечном направлении, причем высота первой поперечной опорной балки 111а больше высоты первой поперечной опорной балки 111b. В каждой группе первых опорных балок 111 соответствующим образом расположена дугообразная опорная пластина 112, обеспечивающая поддержку баллона для топлива, при этом первые дугообразные опорные пластины 112, относящиеся к разным группам, параллельны друг другу и расположены на одинаковой высоте. Дугообразная опорная пластина 112 соединяет две первые поперечные опорные балки 111а, 111b, относящиеся к одной группе, и закреплена на верхнем конце указанных балок, образуя дугообразную опорную поверхность, левая сторона которой расположена выше правой.

[27] Кроме того, для усиления несущей способности опорной конструкции 10 и повышения ее устойчивости, между двумя смежными первыми поперечными опорными балками одной группы (то есть, между первой поперечной опорной балкой 111а и первой поперечной опорной балкой 111b) предпочтительно расположена поперечная связь 113.

[28] Более того, для дополнительного усиления несущей способности опорной конструкции 10 и повышения ее устойчивости, между двумя смежными первыми поперечными опорными балками одной группы (то есть, между первой поперечной опорной балкой 111а и первой поперечной опорной балкой 111b) предпочтительно расположена установленная под углом связь 114. Наклонная связь 114 расположена под поперечной связью 113, при этом два конца связи 114 прикреплены к первым поперечным опорным балкам 111а и 111b, соответственно, с образованием непрямого угла с указанными балками. Верхний конец наклонной связи 114 приварен в прямом углу, образованном между поперечной связью 113 и первой поперечной опорной балкой 111а, тогда как нижний конец приварен в прямом углу, образованном между нижней поперечной балкой 132 и первой поперечной опорной балкой 111b. Разумеется, дополнительные варианты выполнения не ограничены данной конфигурацией. Верхний конец наклонной связи 114 может быть приварен в прямом углу, образованном между поперечной связью 113 и первой поперечной опорной балкой 111b, тогда как нижний конец связи 114 может быть приварен в прямом углу, образованном между нижней поперечной балкой 132 и первой поперечной опорной балкой 111а.

[29] Кроме того, для упрочнения соединения между первыми поперечными опорными балками 111, относящимися к разным группам, между первыми поперечными опорными балками 111а (или между первыми поперечными опорными балками 111b) разных групп предпочтительно расположена связь 115, обеспечивающая соединение указанных первых балок 111, относящихся к разным группам.

[30] Вторая рамная опора 12 содержит три группы вторых опорных балок 121, расположенных в продольном направлении, и вторые дугообразные опорные пластины 122, расположенные соответствующим образом в каждой группе указанных вторых балок 121 и предназначенные для установки на указанные пластины баллона с топливом. Группы, состоящие из вторых опорных балок 121, параллельны друг другу, отстоят друг от друга и расположены на разных нижних поперечных балках 132. Каждая группа вторых опорных балок 121 содержит вторые поперечные опорные балки 121а, расположенные в поперечном направлении, причем балки 121а параллельны друг другу и имеют разную высоту, которая последовательно уменьшается в поперечном направлении снаружи вовнутрь опорной конструкции 10. Вторая дугообразная опорная пластина 122 соединена со вторыми поперечными опорными балками 121а и закреплена на верхнем конце указанных балок, образуя дугообразную опорную поверхность, правая сторона которой расположена выше левой. Вторые дугообразные опорные пластины 122, относящиеся к разным группам, параллельны друг другу и расположены на одинаковой высоте.

[31] Как изображено на фиг. 1, первая рамная опора 11 и вторая рамная опора 12 расположены по обеим сторонам относительно продольной средней линии (то есть, линии, проходящей вдоль средней нижней продольной балки, показанной на фиг. 1) основной рамы 13, соответственно, первая опорная балка 111 и вторая опорная балка 121 из одной группы закреплены на одной и той же нижней поперечной балке 132. Первая рамная опора 11 выше второй рамной опоры 12, что обеспечивает более высокое расположение первой дугообразной опорой пластины 112 по сравнению со второй дугообразной опорной пластиной 122 и смещение центра баллона для топлива, расположенного на первой указанной пластине 112, относительно центра такого же баллона, расположенного на второй указанной пластине 122. Первая и вторая рамные опоры расположены со смещением по высоте для максимального увеличения несущей способности опорной конструкции.

[32] Кроме того, в изобретении также предложен способ погрузки и транспортировки баллонов с топливом для обеспечения контейнерной перевозки с использованием вышеописанной опорной конструкции. Указанный способ погрузки и транспортировки баллонов с топливом подробно описан далее со ссылкой на фиг. 4.

[33] Способ погрузки и транспортировки баллонов с топливом включает следующие этапы:

[34] S1: создание вышеописанной опорной конструкции,

[35] S2: размещение, как показано на фиг. 5, одного баллона 15 с топливом на первой дугообразной опорной пластине опорной конструкции 10, при этом второй баллон располагают на второй дугообразной опорной пластине данной конструкции, причем два указанных баллона 15 расположены со смещением с обеспечением расположения кольцевых ребер 151 жесткости двух указанных баллонов также со смещением в переднем и заднем направлении, и расположения монтажных проушин 152 двух указанных баллонов наискось относительно друг друга для исключения взаимного пересечения кольцевых ребер 151 и проушин 152 и уменьшения занимаемого пространства,

[36] S3: обвязывание двух баллонов 15 стягивающим приспособлением 16 и последующее закрепление баллонов на опорной конструкции 10, причем стягивающее приспособление 16 может представлять собой стягивающий ремень,

[37] S4: установка опорной конструкции 10, собранной согласно этапам S1-S3 вместе с баллонами 15, в заданное местоположение внутри контейнера 20 при помощи вилочного подъемника, как изображено на фиг. 6.

[38] Кроме того, следует отметить, что когда опорную конструкцию 10 поднимают при помощи вилочного подъемника, вилочные захваты подъемника должны проходить от середины длины баллона 15 и приближаться к одному концу нижней продольной балки, на которой расположена пластина скольжения, чтобы центр масс баллонов 15, установленных на опорной конструкции 10, соответствовал расположению на вилочных захватах, предотвращая наклон и переворачивание одного конца в процессе подъема на вилочных захватах указанного подъемника, обеспечивая с его помощью успешный подъем опорной конструкции 10.

[39] В данном варианте выполнения контейнер 20 представляет собой стандартный 40-футовый ящик, при этом в одном контейнере 20 вдоль его длины можно расположить три комплекта опорной конструкции 10. При погрузке в контейнер 20 опорной конструкции 10, две смежные группы первых рамных опор и вторых рамных опор конструкции 10 располагают со смещением, то есть, две смежные группы опорной конструкции 10 располагают попеременно в левом и правом положении, другими словами, если предыдущую группу устанавливают более высокой частью к левой стороне, а более низкой частью к правой стороне, то более низкая часть последующей группы должна стоять слева, а более высокая часть справа, чтобы при наклоне контейнера 20 не допустить отклонения центра тяжести в одну сторону.

[40] Самым важным преимуществом настоящего изобретения является то, что в одном стандартном 40-футовом ящике можно разместить 6 баллонов с топливом (например, баллон типа 48Y с гексафторидом урана (UF6)) путем расположения опорной конструкции для поддержания баллонов с топливом с разновысотными правой и левой сторонами и путем выбора надлежащего положения опорной конструкции в контейнере. Это повышает грузовместимость контейнера и снижает транспортные расходы. Более того, использование стягивающего приспособления гарантирует безопасность в процессе транспортировки. Помимо этого, данная опорная конструкция обеспечивает облегчение сборки и разборки, допускает использование разнообразных инструментов для сборки и разборки и существенно повышает эффективность сборки и разборки.

[41] Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, емкость для хранения и транспортировки может содержать стальной баллон, предназначенный для загрузки и перевозки ядерного топлива, или другие сосуды, имеющие подобную форму.

[42] Более того, в вышеописанном варианте выполнения основная рама содержит три нижних продольных балки, однако дополнительные варианты выполнения не ограничены данной конфигурацией. Количество нижних продольных балок может быть четыре или более.

[43] Помимо прочего, в вышеописанном варианте выполнения первая рамная опора содержит три группы первых опорных балок, однако дополнительные варианты выполнения не ограничены данной конфигурацией. В первой рамной опоре в продольном направлении могут быть образованы две, четыре или более групп, состоящих из первых опорных балок. Подобным образом, первая дугообразная опорная пластина, расположенная на первой опорной балке, видоизменяется в зависимости от количества первых опорных балок.

[44] Более того, в вышеописанном варианте выполнения первые опорные балки из одной группы содержат две первых поперечных опорных балки, однако данный вариант выполнения не ограничен указанной конфигурацией. Первые опорные балки, относящиеся к одной группе, могут содержать более двух первых поперечных опорных балок, высота которых неодинакова и последовательно уменьшается в поперечном направлении снаружи вовнутрь опорной конструкции.

[45] Кроме того, в вышеописанном варианте выполнения вторая рамная опора содержит три группы вторых опорных балок, однако данный вариант выполнения не ограничен указанной конфигурацией. В первой рамной опоре в продольном направлении могут быть расположены две, четыре или более групп первых опорных балок. Подобным образом, первая дугообразная опорная пластина, расположенная на второй опорной балке, видоизменяется в зависимости от количества вторых опорных балок.

[46] Вышеописанные варианты выполнения представляют собой исключительно предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения и не ограничивают объем его правовой охраны. Любые преобразования, которые прямо или косвенно могут быть применимы в других соответствующих областях техники с использованием конструкций или процедур, эквивалентных представленным в описании настоящего изобретения и на прилагаемых чертежах, также не выходят за рамки объема правовой охраны настоящего изобретения.

Реферат

Изобретение относится к опорной конструкции (10) и способу погрузки и транспортировки баллонов с топливом, при этом опорная конструкция (10) содержит основную раму (13), первую рамную опору (11) и вторую рамную опору (12), расположенные на раме (13). Первая рамная опора (11) содержит по меньшей мере две группы первых опорных балок (111), расположенных в продольном направлении, и первые дугообразные опорные пластины (112), расположенные на каждой группе первых опорных балок (111). Группы первых опорных балок (111) параллельны друг другу и расположены на расстоянии одна от другой, при этом каждая группа первых опорных балок (111) содержит по меньшей мере две первые поперечные опорные балки (111а, 111b). Каждая первая дугообразная опорная пластина (112) соединена по меньшей мере с двумя первыми поперечными опорными балками (111а, 111b) одной и той же группы. Вторая рамная опора (12) содержит по меньшей мере две группы вторых опорных балок (121) и вторые дугообразные опорные пластины (122), расположенные на каждой группе вторых опорных балок (121). Группы вторых опорных балок (121) параллельны друг другу и расположены на расстоянии одна от другой, при этом каждая группа вторых опорных балок (121) содержит по меньшей мере две вторые поперечные опорные балки (121а), расположенные в поперечном направлении. Каждая вторая дугообразная опорная пластина (122) соединена по меньшей мере с двумя вторыми поперечными опорными балками (121а), относящимися к одной группе. Первая рамная опора (11) выше второй рамной опоры (12). Указанные опорная конструкция (10) и способ погрузки и транспортировки баллонов с топливом обеспечивают уменьшение транспортировочных расходов. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Формула