CN1973339A - 存储地下生态危险物质的方法以及实施该方法的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地下存储生态危险物质的方法和实施该方法的装置，该装置包括地下掩体(1)、位于钻孔嘴(3)上方的锁定装置(2)及钻孔上部区域(4)，该装置还包括管衬(10)，其内布置有沉箱(12)，沉箱内包含存储目标(27)，该装置还包括下沉箱(21)。沉箱(12、21)具有壁(7)、气体区域(16)和带孔(26)的上盖(8)，孔与浸没管(9)紧密结合。管(9)的下端放置在沉箱(12)的带孔(28)的下盖(20)前面，沉箱(21)包括带液压减震器(22)的支撑柱(23)，工艺性管塔(33)设在具有绝热层(31)的管衬(10)内，其包括终止于管衬底部的管渠(32)和具有角度孔(30)的气体导管(29)，用于将气体供应到吹入气体的下部区域(24)和中间区域(14)，所述钻孔具有上部区域(4)、沉箱上水平面(5)和沉箱填充参考面(6)。

Description

存储地下生态危险物质的方法以及实施该方法的装置

技术领域

本发明涉及存储各种物质和特殊目标的领域，主要是存储生态危险物质和/或包含这种生态危险物质的产品，尤其是用于存储放射性废物、废燃料成分、由军用铀和钚制成的任何形式的核弹头以及化学武器，以及包括生态危险物质的很多其他有毒物质。而且，本发明也可以用于存储很多其他特殊目标，例如特别有价值的金属、矿石以及由它们制成的珠宝，还有贵重的文件、支票、档案内容以及历史文件等等，这些物品要存储很长时间。

背景技术

在2001年7月4日提出的名称为“Storage site for fissionmaterials(裂变物质的存储地点)”的专利RU2193799中公开的发明特别接近根据本发明的方法和装置。根据这个发明的存储地点是井筒类型的并且包括一些容器，所述容器能在存储地点的固体强化混凝土结构中的垂直巢穴内隔开地容纳裂变材料。容器为细长圆柱形，其长度超过容器的直径一个以上数量级。存储地点的框架为金属间隔块的形式，有用于垂直存储巢穴的开口，和/或为金属管的形式，具有垫块，所述垫块形成蜂窝状金属矩阵，其内部围绕裂变材料的存储巢穴。所述内部填充有混凝土以及一批保证对中子具有高吸收能力的物质。金属垫块具有凹陷，用于用中子吸收器进行混凝土构造。

但是通过这种存储，并且实际上通过容纳存储目标在腔室中，必须进行相当的地下挖掘。因为这种方法涉及与容器相应的空间分布的存储地点，还必须使用装载和卸载机构。这也导致结构复杂且导致材料存储费用增加，而且对生态危险物质的存储安全性不足。

发明内容

本发明旨在满足以下任务：

—应该排除对存储目标的未授权接近，

—应该排除恐怖袭击的任何能想到的和重要的情景的实际实现的可能性，

—应该获得对例如放射性废物、废燃料成分、核弹头以及军用铀和钚进行存储的绝对核放射性安全性，

—应该获得例如化学武器和/或其危险元件以及其他有毒物质的残余的极其安全的存储，

—应该获得存储目标抵抗所有已知的潜在攻击的空中打击的完全保护，

—应该获得在地下存储区域的绝对的防火安全，

—存储成本与已知存储地点相比应该减少，并且不仅仅是被存储的生态危险物质，还有其他特殊的存储目标，尤其是例如贵重的金属、矿石以及由其制造的珠宝还有要存储很长时间的贵重的文件、支票、档案等等。

所提出的问题是通过一种用于存储地下生态危险物质以及其他特殊存储目标的方法来实现的，所述危险物质位于一个容器中和/或位于包含这种物质的产品中，这种方法的特征在于，所述存储发生在深钻孔和/或井筒中，其管衬被密封，并且其特征在于，所述存储目标通过本身已知的锁定装置被引入所述管衬内。所述存储目标事先放置在工艺性辅助容器中，所述辅助容器底部开口且在结构上代表更改的沉箱。此外，其内已放置存储目标的这些沉箱在装载钻孔的管衬内部被上下关系进行放置。然而，这并不是借助传统的机械装置来实现的，例如用于输送已知的地下目标的井筒提升机、电梯及类似物，而是，为了在钻孔内部实现所有必需的装载和卸载操作，要使用一个气-液复合系统。借助此复合系统(其作用将进一步详细描述)，其结构元件和功能子系统被遥控，并且尤其是以不需要引入机械装置到钻孔内部这样一种方式被遥控。可以实现全部必须的工艺操作，比如用存储目标对钻孔进行完全装载以及对钻孔进行卸载，这些操作的实现原则上并不限制地下存储地点的容量和以公里测量的钻孔深度。

进一步的特征是：

—所述气-液复合系统功能上结合了三个主系统组，即液力子系统、气体子系统以及第三子系统，所述气体子系统使用已知的优选装置，本身已知的锁定装置或者用于特殊存储目标的在结构上改进过的锁定装置容纳在所述第三子系统内，还包括上述工艺性辅助容器，其外部类似沉箱，但设计有特殊的特别结构特征；在这些辅助容器中，执行功能上最重要的动作，也就是目标计算，其中布置有存储目标的所述沉箱的正浮力值被遥控；在这个过程中，这一动作原则上在随后受迫浸入到钻孔中已事先填充的任意液体介质中的任意深度处实现；

—借助所建立的气-液系统，实现了用所述工艺性辅助容器对钻孔存储地点进行远程装载的过程；然而，首先，密封的钻孔管衬的整个内部，上至其从上述液力子系统浮现的地方，都填充有某种工艺性流体，例如水或者其他特别与所存储物质和材料最化学兼容流体，这些物质和材料在所述存储地点的整个结构中都使用，随后，借助上述第三子系统，所述下沉箱首先通过锁定装置引入充满所述流体的钻孔内，此下沉箱具有特殊的结构，其内没有放置存储目标，且其可以被构造成保持正浮力直到直接到达钻孔底部的最大浸入；而且，上述沉箱被投入钻孔内的工艺性流体内，这是由于再次借助具有适当撞撞锤的锁定装置在该沉箱上面放置了具有存储目标在其中的第二工艺性沉箱，并且该第二工艺性沉箱具有相对低的初始期望正浮力值；然后第三沉箱等以类似的方式放置；最后的结果是整个计算得的沉箱组被浸没在钻孔内的工艺性流体中，并且从钻孔置换出来的相应的工艺性流体被导入液力子系统的一个外部收集器中或者导入其他例如邻接的钻孔内，该钻孔准备用于将来装载或者位于卸载区域；然而，在上述动作过程中，所提供的整个垂直沉箱组件的由于沉箱而产生的总的正浮力的减少被不断监测；然后这个值通过计算机来维持，因为上述气体子系统开始并且因为用于存储目标的空气或一些其他化学优选气体，例如氮、氩或氦，基于钻孔内部的计算得的深度而穿过工艺性流体层被导入下沉箱内；通过上述互联动作，所提供的整个垂直沉箱组件的正浮力根据其浸没而被保持，直到下沉箱撞击钻孔底部；从而用其内布置有存储目标的沉箱对钻孔进行的计算的遥控装载过程终止；

—因此在钻孔存储地点，使用所建立的气-液控制系统，产生出了“干”存储条件，在对深钻孔进行的装载结束后，钻孔的嘴通过适当的阻塞装置进行密封，并且通过上述气体子系统在一定压力下将气体导入管衬内部，在该压力下，较早使用的工艺性流体以有保证的方式从钻孔内部以“压出”方式通过外周管渠移除，所述外周管渠为此而紧固到钻孔的下基础部分；因此产生了连通容器组。在工艺性流体移除到外部收集器内的最终移除过程后，上述管渠也被密封。在存储钻孔内部，进一步产生气体的一个工艺性推荐过压，所述气体出于技术原因选择，以在钻孔存储地点完全形成适当的“干”保护性气氛；

—使用所建立的气-液系统从钻孔存储地点卸载出容纳有存储目标的沉箱的过程按如下方式实现，首先，先前在钻孔内建立的保护性气氛的气体压力被降低到计算值，例如降低到外部气氛压力，此后，通过液力子系统对钻孔的基础部分填充工艺性流体，为此使用了上述外周管渠；同时，还从所述基础部分开始，通过气体子系统将喷射气体导入下沉箱，所述下沉箱被设计成使得气体又流入到布置在上面的所有沉箱内；因此在整个垂直沉箱组件中产生计算的正浮力，结果，造成整个沉箱柱的受控的整体上升，到达钻孔嘴的上水平面和/或到达进入锁定装置的入口，由此，沉箱通过适当的夹紧机构被循环引导到控制室内；通过这种方式，在地下存储地点，对沉箱以及置于其内的存储目标的设备检查得到保证，以做出总体决定，或者例如在邻接的钻孔存储地点中对深存储时间(对其中一些)进行延伸，或者根据相应约定将准备从掩体中移除的目标递送出，例如用于工艺性处理；

—在热量绝对必须从存储目标消散的那些情况中，例如从放射性废物或者废燃料成分以及军用钚和其他放射性物质中消散，在钻孔存储地点的结构中，实现了已知的“超热传导”物理效果。而且，在钻孔内部布置有一个所谓的热管，将热量消散到钻孔管的上部区域的内壁上和/或穿过其壁到达外部热交换器上。而且，相应地在钻孔内部的保护性气氛中设定为此所必需的气体压力；

—特别危险的存储目标例如核裂变材料被装载到最安全类型的工艺性沉箱内，为此，使用细长的圆柱形容器，所述容器在名称为“裂变材料的存储地点”的较早专利RU2193799中所公开；

—在上沉箱的装载过程中，不仅通过适当浸没在钻孔中，而且通过使用已知的保护性材料，例如氢化锂、钆、铅以及其他物质，对存储目标例如核裂变材料的所完成的装载受到保护不受外部物理影响，并且以此为基础，产生所谓的屏蔽保护抵抗外部的中子辐射和/或硬γ射线；

—在使用的地下掩体内部，产生了两个或多个钻孔存储地点，其锁定装置通过输送通道来结合，输送通道具有通用的自动机械腔，自动机械腔用于对沉箱以及容纳在沉箱内的存储目标进行遥控的全面设备检查，输送通道还具有一个通用区域，用于容纳到地下掩体内以及从此掩体中传递出具有实际存储目标的沉箱。

—为了实际完成排除对位于钻孔存储地点的存储目标的非授权接近，在存储目标被装载以后并且钻孔嘴被密封以后，使用的锁定装置被拆掉且从地下掩体中移除，以被容纳在一个外部中心存储点，所述工作过程能够至少暂时在其他统一的存储地点被执行。而且，所述气-液引导系统被放置在例如汽车运输拖车上，其移动到实际钻孔存储地点的位置仅持续一段执行批准的计划工作所需的时间，然后该引导系统又被移动到上述中心存储点；

—当使用深度相对浅的钻孔存储地点的时候，有可能使用浮筒类的气密漂浮罐来替代上述被气体吹过的工艺性沉箱，存储目标紧固到该漂浮罐上；然后在有限使用上述气体子系统的情况下实现装载和卸载钻孔的所有过程，该有限使用仅用于在希望产生“干”存储的情况下将工艺性流体“压”到钻孔外。

—为了减少将容纳有存储目标的沉箱或者漂浮浮筒浸没到钻孔存储地点的工艺性流体内所必须的力的值，使用一个适当的泵将上述流体的一些从钻孔移除到外部，移除的量例如与投入这个流体内的下一个目标的体积相应；

—由垂直沉箱组件所产生的且随着在工艺性流体内的浸没的增加而自然减少的总的正浮力的值被遥控，所述力的值被测量和计算，这个力例如在述垂直沉箱组件所产生的循环浸没的过程中通过锁定装置的撞锤从侧面作用；

—为了提供对钻孔存储地点的遥控监控，在钻孔地点上的批准的工作结束的时候，地下掩体被密封，并且在此位置以及直接在钻孔中，从技术上和结构上产生一个推荐的过气压，其输入值被固定且然被连续自动维持，例如从中央保护支撑点通过无线频道来进行。

用于实现上述用于存储地下例如生态危险物质的方法的存储地点的装置具有钻孔及其钻孔管(柱)，或者具有井筒柱，所述井筒柱具有相应的管柱或者包括多个独立的钻孔，它们的管柱固定到其壁内。然而在所有情况下，钻孔管的基部被密封。在独立钻孔的嘴上方(为了简化问题)安装有一个地下掩体，其内布置有锁定装置，用于通过使用沉箱形式的工艺性辅助容器来实施外部装载和卸载，存储目标本身容纳在沉箱中。这里，在钻孔内部，除了其钻孔管外，还安装有一个工艺性管柱，在其外侧固定有管渠。某些管渠连接到液力子系统上，另一些管渠连接到气体子系统上。将在后面详细描述的包括附属结构件的所有这些元件都在功能上被结合在所建立的复合气-液系统的托件中，用于遥控，并且用于相应地提供钻孔内所有必须的装载和卸载操作，尤其无需使用在地下存储地点中有问题的要引导到钻孔中的机械装置，例如井筒提升机、电梯和类似设备来导入钻孔内，这些设备在所有已知的地下存储地点中通常用于装载和卸载。

本发明的进一步的特征是：

—在存储地点中用于遥控工作的所述气-液复合系统包括三个主子系统，具体地是液力子系统和气体子系统以及第三子系统，液力子系统和气体子系统每个都具有已知的功能元件，尤其是具有液压泵和带适当阀配件的气体压缩机；这两个子系统布置在地下掩体外面，例如在汽车拖车底部，并且仅在批准的工作期间连接到总控制合成上；该第三子系统布置在钻孔存储地点内部，并且包括已知类型的锁定装置或者与实际存储目标匹配的类型的锁定装置以及沉箱形式的工艺性辅助容器组，但是其具有不同的特征，这将在后面详细描述；存储目标直接布置在这些特殊沉箱中。

—作为上述第三功能子系统的一部分的沉箱形式的工艺性辅助容器被设计成使得每个沉箱具有一个上盖，上盖具有开口，内注入管(浸没管)以密封的方式从下面连接到该开口。注入管的下端布置在沉箱的下盖前面，其本身也具有开口，这里所述开口的中心垂直于沉箱上盖上的开口的中心而一个在另一个上面；而且，存储目标固定在这些盖之间，它们连接到上述沉箱内部的圆柱形外壁上；

—最下面的沉箱设计有最大的计算浮力，其正面的重要性在其浸没的所有水平面上都得到结构上的保证，直到它停靠在钻孔的底部；而且，没有存储目标固定在此沉箱中，并且其具有一个中间支撑平台和一个液压减震器；

—在钻孔的基础区域中，安装在工艺性钻孔管柱上并且其上部区域连接到液力子系统的那些管渠中的某些通过它们的下端紧固到管衬的基础平面上；这些管渠与钻孔内周一起形成连通容器组；与外部气体子系统相连的其他管渠在其下端具有角度孔(喷嘴)，供以穿过工艺性流体的射流形式供给的喷射气体到达下沉箱中。而且通过下沉箱，气体被连续导入所有布置得更高的沉箱内，这些沉箱中已经具有存储目标。这里提供有特别深的钻孔，它们具有多个中间区域，用于通过下沉箱吹入气体，这些区域在钻孔深度上分布。这些中间区域具有相应的气体导管，这些导管也具有下角度孔(喷嘴)用于以类似方式将喷射气体供应到下沉箱。例如在其浸入过程中以及向着这些中间区域精确移动的过程中；

—与液力子系统相连的一个或多个管渠与独立的抽吸单元相连，用于周期性地将工艺性流体从浸没平面泵送到钻孔外，其小于上述流体的气压柱；

—在钻孔嘴的平面，在其密封的上挡盖前面，固定有滑动支撑，例如一些类型的单侧闭锁装置，以防止装载的上沉箱的任何不可控制的提升，并且用于在锁定装置的下挡盖布置区域中沉箱的总体安装。

基于对在本发明中使用的支撑点概念和它们需要的工艺操作以及在为此建立的主功能子系统及其主结构元件的基本上新颖的总体性考虑，来解释根据本发明的地下存储地点的相应装置以及方法的实现。

总之，地下存储是用于上述在生态上尤其危险的物质，以及其他特殊的存储目标，它们位于合适的包装中和/或是开口的产品，它们被带入到专门建立的深钻孔中或者带入到已不再使用但可以进行适当重建的以重新使用的深钻孔中。而且，对于根据本发明的存储地点的建立而言，在原则上有可能使用来自于例如一些其他地下结构的先前操作中的井筒。在这里可以有一个变化，其中多个分离的管衬(浸没管)固定在大面积井筒中，其进一步形成适当的钻孔存储地点，但可以在不对钻孔进行传统钻加工的情况下使用。在这个方面，原则上有可能例如在峡谷中以及在深海沟以及类似地点中形成根据本发明的地下存储地点。然而，在所有情况下，必须对相应管衬进行概念上的强制密封。正是第一支撑点概念实现了本发明。

用于根据本发明的地下存储地点的特殊气-液系统的建立必须被认为是一个第二的和极度重要的关键概念。这个系统的任务是彻底排除机械装载和卸载装置的使用，其穿透地下结构以进行操作，例如传统使用的多支管井筒提升机、电梯和类似设备。与所有已知的地下存储地点相比本发明的基本上最重要的不同和决定性的优势就在于排除了上述传统的机械装置。并且在本发明的实现中其保证了上述特别重要的技术成果。

上述气-液复合系统包括在功能上结合的三个主子系统，具体是采用已知装置的液力子系统和气体子系统，以及最特殊的第三子系统，其包括已知类型的锁定装置，但是该锁定装置在结构上与实际存储目标匹配，并且还包括一组工艺性辅助容器，其外部与沉箱类似，但结构上体现了充分不同的特殊特征。此特殊特征在于，当存储目标容纳在这种沉箱中的时候并且所建立的气-液系统然后启动时，存在有通过遥控的支撑的全部可能性，通过输入计算，控制在受迫浸入充入钻孔内的流体介质的过程中上述沉箱的正浮力的水平。

附图说明

本发明将借助实施例和附图来详细描述。图中：

图1是穿过钻孔存贮地点的示意性纵剖视图，

图2是穿过具有下沉箱的存储钻孔的密封基础部分的一部分的纵剖视图，

图3是穿过在气体吹过的图示的中间区域的钻孔以及下沉箱的一部分的纵剖视图，

图4是穿过有气-液系统影响的沉箱结合区域的一部分的剖视图，

图5是穿过具有垂直容纳的沉箱的存储地点钻孔的一部分的纵剖视图，

图6是穿过下沉箱和布置在其上的工艺性存储沉箱的纵剖视图，

图7是沉箱的上盖的平面图，

图8是具有布置于其中的存储目标的沉箱的剖视图，

图9是沉箱的下盖的从下面看的视图，

图10是穿过气体在下沉箱中吹过的区域的一部分的纵剖视图，

图11是沉箱和存储钻孔的一部分的壁的剖视图，以及

图12是穿过气体在下沉箱中吹过的区域中的钻孔的剖视图。

为了解释本发明方法和实现本发明方法的装置，附图示出了下面的主要结构和功能元件：

1.地下掩体，

2.有条件引用的锁定装置，

3.存储钻孔的嘴，

4.存储钻孔的上区，

5.存储地点的具有保护性覆盖材料的沉箱的有条件引用的上水平面，

6.用具有存储目标的沉箱对钻孔进行装载的有条件的上水平，

7.沉箱的圆柱壁(控制台)，

8.沉箱的上盖，

9.沉箱的浸没管，

10.钻孔的管衬(钻塔)，

11.固体混凝土，

12.具有存储目标的有条件地示出的沉箱，

13.周围的地质岩石，

14.供气体吹过的中间区域之一，

15.从沉箱排出气体的浸没管出口，

16.沉箱的气体区域，

17.沉箱中的气体/流体边界，

18.沉箱的浸没管的下部，

19.供气体进入沉箱的浸没管入口，

20.沉箱的下盖，

21.下沉箱，

22.液压减震器，

23.下支撑柱，

24.供气体吹过的下区域，

25.钻孔的管衬的基础部分，

26.沉箱的浸没管的上开口，

27.固定在沉箱中的存储目标，

28.供气体进入沉箱的下入口的开口，

29.供气体吹入下沉箱的导管，

30.供应气体进入下沉箱的喷气件的角度孔，

31.绝热层和/或毛细冷却系统层，

32.用于供应工艺性流体及其返回输送的管道，

33.钻孔的工艺性管塔(双管)。

具体实施方式

现在将通过随后的本发明实际实现过程以及所附的权利要求来详细描述所建立的气-液复合系统及其功能。

如图1所示，所提出的地下存储地点是通过使用掩体1以及结合在其中的锁定装置2来建立的，锁定装置位于钻孔嘴3的上方，钻孔具有给定的上部4和管衬10，管衬原则上导入无限深处。被称为“沉箱”且存储目标容纳于其中的工艺性容器12被放置在管衬内所述第三子系统的托件中，并位于专用下沉箱的上方(见图2和图5)。

结构上，工艺性沉箱(见图6)具有一个上盖8，上盖具有开口26，该开口与浸入管9密封地相连，浸入管下端18位于下盖20的前面，下盖具有开口28，供气体从下部进入沉箱内。这些开口与上盖中的开口26以上下关系沿垂直轴线排列。上述盖被紧固到沉箱的圆柱形外壁7上，并且在所述沉箱中直接放置存储目标。

下沉箱21只具有与工艺性沉箱完全相同的上盖，并且内部具有类似的浸入管9，但是与其他沉箱相比，沉箱21中没有放置存储目标，而是具有一个下稳定支撑23，其具有液压减震器22(见图2和6)。

管衬10内额外地安装有工艺性循环双管33，管渠32布置在该双管内，一些管渠在顶部连接到液压子系统上且它们的下端被引到基础区域25内。而其他气体导管29在顶部连接到气体子系统上且它们的下端具有角度孔(管嘴)30，用于将气体喷流输送到位于所述基础区域24的下沉箱中，以及输送到中间区域14中，该中间区域14根据钻孔深度被调整到计算出的标记处。

管衬10的内表面额外地具有绝热层31和/或具有毛细冷却系统。

借助所建立的气-液系统，实现了用工艺性辅助沉箱对钻孔存储地点进行的遥控装载。首先，钻孔中密封的管衬10的整个内部，直到其通过上述液压子系统浮现出来的地方，都填充有一些工艺性流体，例如水或者在化学上最适于所存储的物质和材料的其他流体，这些物质和材料在全部存储地点的构造中使用。

此后，借助在权利要求2中提到的第三子系统，首先下沉箱21通过锁定装置引入到已注满流体的钻孔内，所述沉箱21具有特殊的特征，即其中没有布置存储目标；此下沉箱被构造成用于保持正浮力一直到直接到达钻孔25底部的最大沉浸。上述沉箱被投入钻孔内的工艺性流体中，其内具有存储目标27的第二工艺性沉箱7再次借助具有适当撞锤的锁定装置被从上面放置在该沉箱上，此第二沉箱7具有相对较小的从结构上输入的初始正浮力值。然后第三沉箱等以类似方法被引入。以此方式，整个计算得的沉箱组12被沉浸在位于钻孔内的工艺性流体中。

因此从钻孔中置换出的工艺性流体被导入液压子系统的一个外部收集器或者导入一些其他邻接的准备用于将来装载或者位于卸载区的钻孔中。

在上述动作过程中，不断监控所添加的整个沉箱垂直组件的根据沉箱的浸没而产生的总正浮力的降低，且此后该数值通过计算获得，因为上述(在权利要求2中)的气体子系统被启动，并且因为在钻孔内部的计算深度14，24处，用于存储目标的空气或者一些其他化学优选气体，例如氮、氩或者氦，穿过工艺性流体层被导入下沉箱内。

通过上述互连动作，所增加的整个沉箱垂直组件的输入正浮力根据它们的浸没而被固定，直到下沉箱21撞击钻孔底部25，并且用装有存储目标的沉箱对钻孔进行的计算的遥控装载过程因此终止。

在那些希望为实际存储目标在钻孔存储地点创建“干”存储条件的情况中，在对钻孔的装载完成后，使用所建立的气-液控制系统，钻孔的嘴3通过适当的闭塞装置来气密封。此后通过上述(在权利要求2中)的气体子系统在一定压力下将气体导入管衬内部，在该压力下，通过穿过外周管渠32朝外压出的方式来保证先前使用的工艺性流体从钻孔内部移除。为此，上述具有凹陷的管渠被紧固到钻孔的下基础部分25上，因此产生连通器组。

在工艺性流体被移除到外收集器的此最终移除以后，上述管渠也被密封。而且，在存储钻孔内部，气体的技术上推荐的计算过压被固定，其还出于技术原因被选择，以在钻孔存储地点完全形成相应的“干”保护气氛。

从钻孔存储地点卸载具有存储目标的沉箱的过程可使用所建立的气-液系统来如下实现。

首先，先前在钻孔中建立的气体保护性气氛的气体压力被降低到计算值，例如降低到外部气氛压力。此后，通过液力子系统，钻孔的基础部分被填充工艺性流体，为此，使用了上面提到的外周管渠。

同时喷射气体从气体子系统传输到下沉箱21内，而且从基础部分24开始。这个沉箱被设计成使得从气体缓冲区域16穿过浸入管19的下横截面18而进入的气体使沉箱中的气体/流体边界17向下移动，并且在方向15上通过管9前进，且在方向19上向上进入已位于布置得较高的工艺性沉箱中的缓冲区域16的进入孔28内。

以此方式，气体连续流动到整个沉箱垂直组件内，并且产生计算的正浮力，在此基础上产生沉箱的整个柱体的受控的整体升高，一直达到钻孔嘴的上水平面和/或直到进入锁定装置2的入口。由此沉箱通过夹紧机构在控制室(未示出)中被循环导出，以这种方式，在地下掩体1内部，沉箱以及设置在沉箱中的存储目标的设备检查得以保证。

在这个阶段，要作出一个决定，是否一些目标将继续被深存储，例如存储在邻接的钻孔存贮地点，或者是否实际存储目标根据相应的约定例如为了工艺处理而要从掩体中取出。

在热量绝对必须从存储目标消散的那些情况中，例如从放射性废物或者废燃料成分以及军用钚和其他放射性材料中消散，在钻孔存储地点的结构中，使用了已知的“超热传导”物理效果，并且在钻孔内部使用所谓的热管，将热量消散(使用适当的下毛细层31)到管衬10的上部区域4的内壁上和/或穿过其壁到外部热交换器上，并且相应地，在钻孔内部的保护性气氛中设定为此必需的气压。

在存储目标表现得特别危险的情况下，例如包括军用铀和/或钚的核裂变材料，它们被放在其最安全类型的初始容器中而装载到工艺性沉箱内；为此，使用了细长的圆柱形容器，例如在名称为“Storage sites of fission materials(裂变物质的存储地点)”的专利RU2193799中公开的容器。

在上沉箱的装载过程中，不仅通过适当浸没在钻孔中(直至水平面6，其在图1中有条件地引用)，而且通过使用已知的保护性材料，例如氢化锂、碳化硼、钆、铅以及其他物质，使得所完成的在根据本发明存储地点中的核裂变材料的装载受到保护不受外部物理影响，并且以此为基础，产生所谓的屏蔽保护(直至有条件地引用的水平面5)抵抗外部的中子辐射和/或硬γ射线。

在所用的地下掩体1内部，产生了两个或多个考虑类型的钻孔存储地点，其锁定装置通过输送通道来结合，输送通道具有通用的自动机械腔，用于对沉箱以及容纳在沉箱内的存储目标进行遥控的全面设备检查，输送通道还具有通用区域，用于容纳到地下掩体内以及将实际存储目标位于其内的沉箱传送到这个掩体外。

为了实际完成使位于钻孔存储地点的存储目标无法非授权接近，在目标被装载以后并且钻孔嘴被密封以后，所用的锁定装置被拆掉且从地下掩体中移除；锁定装置然后被容纳到一个中心外部存储点。它们还可临时使用，以在其他统一的存储地点实现工作过程。最后，气-液引导系统例如通过汽车运输拖车被运输，并且被带到实际钻孔地点的位置仅持续一段执行批准的计划工作所需要的时间。在工作结束的时候，上述系统又被带到中心存储点。

当使用深度相对浅的钻孔存储地点的时候，有可能使用浮筒类的气密漂浮罐来替代上述供气体吹过的工艺性沉箱12，存储目标紧固到该漂浮罐上，在有限使用权利要求2中所述的气体子系统的情况下，进行对钻孔装载和卸载的所有过程，该有限使用仅用于在希望建立“干”存储的情况下将工艺性流体“压”到钻孔外。

为了减少将容纳有存储目标的沉箱或者漂浮浮筒浸没到钻孔存储地点的工艺性流体内所必须的力的值，使用一个适当的泵通过一个或多个管渠32将上述流体中的一些从钻孔移除到外部，移除的量例如与投入此流体内的下一个目标体积相对应。

在用垂直沉箱组件12对钻孔进行装载的过程中，随着沉箱降低到工艺性流体内的降入量的增加而减少的正浮力值可借助某个力的值的适当确定来测量，该力例如在如权利要求3所述的形成的垂直沉箱组件的循环降低的过程中从锁定装置2的撞锤一侧发生。

为了实施对钻孔存储地点的遥控监控，在这个地点上进行的被批准的工作结束的时候，地下掩体被密封，并且在这个位置同样也是直接在钻孔中，在技术上和结构上产生一个推荐的过气压，其输入值被固定且连续被自动维持，例如从中央保护支撑点通过无线频道来进行。

为了防止在位于密封的上挡盖前面的钻孔嘴平面3中，锁定装置下挡盖的布置区域中，以及有可能在上装载极限平面5(见图1)中，所装载的上沉箱和/或整个沉箱组件的不受控的上升，在管衬10内部固定有滑动支撑，例如一些类型的单侧闭锁装置。

总之，地下存储用于在专门建立的深钻孔中或者在已不用但可被适当重建的深钻孔中存储例如上述在生态上尤其危险的物质，以及其他特殊的存储目标，它们位于合适的包装中和/或是敞口的产品。而且，对于根据本发明的存储地点的建立而言，在原则上有可能使用例如来自任何类型的地下结构的一些先前用过的井筒。这里也可能有一个变化，其中多个分离的管衬(管衬塔)装配在大面积井筒中，其进一步形成相应的钻孔存储地点，但是没有传统的对孔的钻入管理。在这方面，原则上有可能例如在峡谷中以及在深海沟以及类似地点中形成根据本发明的地下存储地点。然而，在所有情况下，相应管衬的概念上的强制密封是必须的。

本发明是有实用性的，因为没有特殊的材料、设备和新技术对于本发明的实现来讲是必须的。

Claims (21)

1.一种用于存储地下生态危险物质以及其他特殊存储目标的方法，所述危险物质位于容器中和/或是包含这种物质的开口产品，这种方法的特征在于，

所述存储发生于深钻孔中和/或具有钻孔管的井筒中，所述钻孔管被密封并且所述存储目标通过一个锁定装置被带到所述钻孔管内，例如通过本身已知的锁定装置，所述存储目标预先布置在工艺性辅助容器中，所述辅助容器底部开口且在结构上代表更改过的沉箱，并且随后其内已放置存储目标的这些沉箱呈上下关系被放置在所述钻孔的管衬内部，避免了使用像井筒提升机或者电梯那样的传统的机械装置，

并且其特征在于，为了操作所有已知的地下目标，优选地是为了在所述钻孔内部进行所有必需的装载和卸载操作，要使用一个气一液复合系统，借助此系统，进入此系统的托件中的结构件和此系统的功能性子系统可被遥控。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述气-液复合系统在功能上结合了三个主系统组，具体是液力子系统、气体子系统以及第三子系统，液力子系统和气体子系统都具有本身已知但改进过的装置，所述第三子系统包括本身已知的或者为特殊存储目标而设的在结构上改进过的锁定装置，还有上述工艺性沉箱，然而，所述沉箱设计有一个特殊的特别结构特征，其结果是，通过所建立的气-液复合系统在所述沉箱中实现功能上最重要的动作，也就是目标计算，其中存储目标布置在其中的沉箱的正浮力的值通过遥控确定，此动作原则上与在钻孔中已经事先填充的随意流体介质中紧接着受迫浸入的任意深度有关。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

-借助所述气-液系统，用所述工艺性沉箱对所述钻孔存储地点进行的遥控装载原则上是因为密封的钻孔管衬的整个内部甚至上至其从液力子系统浮现的地方都填充有一些工艺性流体而发生的，该流体例如为水或者其他特别与所存储的物质和材料最化学兼容的流体，这些物质和材料在所述存储地点的整个构造中都被使用，

-此后，借助上面提到的第三子系统，具有特殊结构的所述下沉箱首先通过所述锁定装置被装载到充满所述流体的钻孔内，

-在此下沉箱中没有布置存储目标，且此下沉箱被构造成可以保持正浮力值直到直接到达钻孔底部的最大浸入，

-此后，此下沉箱通过这种方式被投入钻孔内的工艺性流体内，

-再次借助具有适当撞锤的锁定装置，在下沉箱的顶面上放置第二工艺性沉箱，该第二工艺性沉箱中具有存储目标以及计算得的相对较低的初始正浮力值，

-第三沉箱等以类似的方式放置，直到整个计算的沉箱组都浸没在钻孔内的工艺性流体中，并且从钻孔置换出来的相应的工艺性流体被导入液力子系统的一个外部收集器或者导入一些其他的邻接的钻孔，这些钻孔准备将来装载或者位于卸载区域，

-在上述动作过程中，所提供的整个垂直沉箱组件的根据沉箱的浸没而产生的减少的总的正浮力值被不断地监测，然后借助监测通过计算来获得该浮力值，

-然后启动所述气体子系统，

-在钻孔内部的计算得的深度内，用于存储目标的空气或一些其他化学优选气体，优选为氮、氩或氦，穿过工艺性流体层被导入下沉箱内，并且

-通过上述互联动作，所提供的整个垂直沉箱组件的输入正浮力值根据其浸没而被保持，直到下沉箱撞击钻孔底部，并且因此用其中带有存储目标的沉箱对钻孔进行的计算得的遥控装载过程被终止。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

-为了使用所述气-液控制系统在钻孔存储地点建立“干”存储条件，在对深钻孔的装载结束后，用适当的阻塞装置将钻孔的嘴密封住，

-其特征在于，通过所述气体子系统在一定压力下将气体导入管衬内部，在该压力下，可利用通过外周管渠将所用工艺性流体压出到外面的方式来保证所用工艺性流体从钻孔内部的移除，所述外周管渠为此而紧固到钻孔的下基础部分，产生连通容器组，

-在此工艺性流体移除到外部收集器内的最终移除过程后，这些外周管渠也被密封，并且

-另外，其特征还在于，在存储钻孔内部产生该气体的一个技术上推荐的过压，该气体出于技术原因而被选择，以在钻孔存储地点完全形成适当的“干”保护性气氛。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

使用所述气-液系统从钻孔存储地点中卸载出包含有存储目标的沉箱的过程按以下方式实现：

-首先，先前在钻孔内建立的气体保护性气氛的压力被降低到计算值，优选地降到外部气氛的压力，

-此后，通过液力子系统在钻孔基础部分中填充工艺性流体，为此使用所述外周管渠，

-同时，也从所述基础部分开始，通过气体子系统将喷射气体导入下沉箱，下沉箱被设计成使得气体又流入到布置在上面的所有沉箱内，并通过这种方式，流入整个垂直沉箱组件中，另外还使得产生出计算的正浮力值，结果，产生整个沉箱柱的受控的整体上升，到达钻孔的上嘴部和/或到达进入锁定装置的入口，由此，通过适当的夹紧机构，沉箱在控制室内并因此在地下掩体内被循环引导，对沉箱以及置于其内的存储目标进行设备检查，以作出总体决定，或者例如在邻接的钻孔存储地点对深存储(其中一些)进行延伸，或者根据相应约定将准备从掩体中移出的存储目标递送出，优选是用于工艺处理。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

在热量绝对必须从存储目标消散的那些情况中，例如从放射性废物或者废燃料成分以及军用钚以及其他放射性材料中驱散，在钻孔存储地点的构造中，实现了已知的“超热传导”物理效果，并且其特征在于，在钻孔内部布置有一个所谓的热管，将热量消散到管衬上部区域的内壁上和/或穿过其壁到达外部热交换器上，而且，相应地在钻孔内的保护性气氛中设定为此而必需的气体压力。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

将特别危险的存储目标例如核裂变材料装载到工艺性沉箱中，所述沉箱是最安全类型的容器，为此，使用细长的圆柱形容器，所述容器在名称为“裂变材料的存储地点”的专利RU2193799中所公开。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

在装载上沉箱的过程中，不仅通过适当浸没在钻孔中，而且通过使用已知的保护性材料，优选地是氢化锂、钆、铅以及其他物质，使得所完成的例如核裂变材料的存储目标的装载受到保护不受外部物理影响，并且其特征在于，以此为基础，产生可抵抗外部中子辐射和/或硬γ射线的所谓屏蔽保护。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

在所用的地下掩体内部，产生两个或多个钻孔存储地点，其锁定装置通过输送通道来结合，这些输送通道具有一个通用的自动机械腔，用于对沉箱以及容纳在沉箱内的存储目标进行遥控的全面设备检查，输送通道还具有一个通用区域，用于容纳到地下掩体内以及用于将具有存储目标的沉箱从此掩体中送出。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

为了实际上完全排除对位于钻孔存储地点的存储目标的非授权接近，在存储目标被装载以后并且钻孔嘴被密封以后，所用的锁定装置被拆掉且从地下掩体中移除，以被容纳在一个外部中心存储点，也有可能暂时容纳到用于要执行的工作过程的其他统一存储地点，而且其特征在于，所述气-液引导系统被布置在车辆上，优选为汽车输送拖车上，其移动到实际钻孔存储地点的位置，只持续一段执行批准的计划工作所需的时间，然后又移动到上述中心存储点。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

当使用深度相对浅的钻孔存储地点的时候，有可能使用类似浮筒的气密漂浮罐来替代上述用喷射气体操作的工艺性沉箱，其中存储目标被紧固到这些漂浮罐上，然后在有限度地使用上述气体子系统的情况下进行装载和卸载钻孔的所有过程，其中该有限使用仅仅用于在“干”存储的情况下将工艺性流体“压”出到钻孔外。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

为了减少将沉箱或者漂浮浮筒投入到钻孔存储地点的工艺性流体内所必须的力的值，使用一个适当的泵将上述流体中的一些从钻孔移出到外部，移出的量优选与投入此流体内的下一个目标的体积相对应。

13.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

优选地，在上述循环浸没过程中，通过对产生垂直沉箱组件的过程中具有锁定装置撞击的一侧产生的力的值进行远程计算，来测量总的正浮力，该浮力由竖直沉箱组件产生且随着在工艺性流体中的浸没量的增加而自然减少。

14.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

为了实施对钻孔存储地点的遥控监控，在所述地点上进行的批准的工作结束的时候，地下掩体被密封，并且在所述掩体中以及直接在钻孔中，从技术上和结构上产生一个推荐的过气压，过气压的设定值被固定且然后继续被自动维持，优选从中央保护支撑点通过无线频道来进行。

15.一种实施根据权利要求1到14中任一项所述的用于存储优选为地下生态危险物质的方法的装置，其特征在于，

所述装置具有钻孔及其钻孔管(柱)或者具有井筒柱，所述井筒柱具有相应的管柱或者容纳有多个独立钻孔，这些钻孔的管塔固定到其壁内，在所有情况下，钻孔管的基部可被密封，并且每个钻孔的嘴上方紧固有地下掩体，掩体内布置有锁定装置，用于通过以沉箱形式使用的工艺性辅助容器来实施外部装载和卸载，存储目标本身容纳在该工艺性辅助容器中，并且其特征在于，在钻孔内部，除了其钻孔管外，还紧固有一个工艺性管柱，在此管柱的外侧固定有管渠，其中的一些管渠连接到液力子系统上，其他管渠连接到气体子系统上，其包括附属结构件，这些结构件构成所建立的复合气-液系统的零件。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，

用于在存储地点中进行遥控工作的所述气-液复合系统包括三个主子系统，也就是所述液力子系统和气体子系统以及第三子系统，液力子系统和气体子系统每个都具有已知的功能元件，尤其是具有液压泵和带适当阀配件的气体压缩机，这两个子系统紧固在地下掩体外，例如在汽车拖车上，并且仅仅在批准的工作过程中连接到总控制合成上，第三子系统紧固在钻孔存储地点内部，并且包括其本身是已知类型或与实际存储目标相匹配的类型的锁定装置，以及一套沉箱形式的工艺性辅助容器，然而该沉箱具有特殊的结构，且存储目标直接布置在这些工艺性辅助容器中。

17.根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，

作为上述第三功能子系统的零件的沉箱形式的工艺性辅助容器被设计成使得每个沉箱具有一个上盖，上盖具有开口，内注入管以密封的方式从下面连接到开口，注入管的下横截面布置在沉箱的下盖前面，此下盖本身也具有开口，开口的中心相对于沉箱上盖上的开口的中心而言呈上下关系布置，而且存储目标固定在这些盖之间，这些盖连接到上述沉箱内部的圆柱形外壁上。

18.根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，

最下面的沉箱具有最大的计算浮力，其正面重要性在其所有浸没水平面上都能得到结构上的保证，直到它停靠在钻孔的底部，而且其特征在于，在这个沉箱中没有固定存储目标，并且其具有一个中间支撑平台和一个液压减震器。

19.根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，

在钻孔的基础区域中，紧固在工艺性钻孔管柱上且其上部区域连接于液力子系统的那些管渠中的一些在其下端紧固到管衬的基础平面上，并且与钻孔的内周一起形成连通容器组，并且其特征在于，与外部气体子系统相连的其他管渠在其下端具有角度孔(喷嘴)，供以穿过工艺性流体的射流而提供的喷射气体到达下沉箱，而且气体穿过此沉箱被连续供给到具有存储目标的所有布置得较高的沉箱内，在此过程中，特别深的钻孔具有用于穿过下沉箱吹入气体的多个中间区域，这些中间区域在钻孔深度上分布，且这些区域具有相应的气体导管，这些导管也具有下角度孔(喷嘴)，用于例如在其浸入过程中和向着这些中间区域精确移动的过程中以类似的方式将喷射气体供应给下沉箱。

20.根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，

与液力子系统相连的一个或多个管渠与一个单独的抽吸单元相连，所述抽吸单元用于周期性地将工艺性流体从浸没平面泵送到钻孔外，其小于此流体的大气压柱的尺寸。

21.根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，

在钻孔嘴的平面中，在其密封的上挡盖前面，固定有滑动支撑，优选为一些类型的单侧闩锁结构，以防止装载的上沉箱以及进入锁定装置下挡盖布置区域中的整个沉箱组件的任何不可控制的上升。

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