一种带有多层盖结构的多用途乏燃料组件用容器的制作方法

本发明涉及危险品运输、贮存技术领域，尤其涉及一种带有多层盖结构的多用途乏燃料组件用容器。

背景技术：

乏燃料组件在运输、贮存过程中需要保证安全，在正常贮存、运输条件以及贮存、运输事故条件下要保证乏燃料组件包容在贮存容器内部，容器的包容、屏蔽和次临界功能均能保持和保证。因此在容器的设计中就需要考虑选用合适的容器结构、减震器结构，保证在冲击、跌落、洪水或火烧时容器内装载的燃料组件的安全。

在实现上述运输、贮存乏燃料组件的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

缺乏专门适用于乏燃料组件运输贮存、屏蔽性能好、抗冲击性能好、易操作、满足国家法规标准要求的运输贮存容器。

技术实现要素：

针对现有技术中所存在的不足，本发明的目的在于提供一种乏燃料组件用容器，减轻贮存、运输中对容器中乏燃料组件的影响，防火、抗冲击性能好、又容易操作的容器，保证乏燃料组件的贮存和运输安全。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种带有多层盖结构的多用途乏燃料组件用容器，可用于乏燃料组件的运输或贮存，容器筒体从内到外依次包括内筒体、γ屏蔽层、外筒体、第一中子屏蔽层、外壳，其中，还包括可拆卸的密封设置在所述容器筒体顶端开口上的具有辐射屏蔽功能的多层容器盖。

所述多层容器盖通过螺栓紧固件连接在所述容器筒体上，所述多层容器盖为层叠结构,包括从内到外依次设置的容器内盖、第二中子屏蔽层、容器内盖盖板、容器外盖，在所述容器内盖与所述内筒体之间设有两道第一密封圈，在所述容器外盖与所述外筒体之间设有一道第二密封圈。

进一步，所述容器内盖、容器外盖均为金属材料；所述容器内盖、容器外盖为各自独立的部件，能够分别通过螺栓紧固件连接在所述容器筒体的所述开口上；所述第二中子屏蔽层设置在所述容器内盖和所述容器内盖盖板之间形成的空腔中；所述第一密封圈和所述第二密封圈为o型金属密封圈。

进一步，所述容器内盖内设有排水孔和排气孔，

进一步，所述容器筒体内部设置有排水管组件；所述排水管组件的上端与所述容器内盖上的所述排水孔连接，所述排水管组件的下端插入所述容器筒体底部预留的蓄水坑中，所述排水管组件用于排出所述内筒体内部的水。

进一步，所述容器筒体为同心圆柱体空腔结构，所述内筒体、外筒体、外壳为金属材料，所述γ屏蔽层设置在所述内筒体和所述外筒体之间形成的空腔中，所述第一中子屏蔽层设置在所述外筒体与所述外壳之间形成的空腔中。

进一步，在所述容器筒体底部焊接有底部盖板，并在焊接形成的封闭腔体内填充有第三中子屏蔽层。

更进一步，所述γ屏蔽层为高密度材料，如钢，铅，混凝土，钨，铀等对γ涉嫌具有较强减弱能力的材料；所述第一中子屏蔽层、第二中子屏蔽层、第三中子屏蔽层选用轻材料，如水、石蜡等，以便中子很快减速。

进一步，所述容器筒体内部设有吊篮，所述吊篮中设有能够放置所述乏燃料组件的贮存小室和层叠设置在所述贮存小室周围的支撑板和传热板。

更进一步，所述贮存小室表面设有中子吸收材料，以保证所述贮存小室内的所述乏燃料的临界安全。

进一步，所述中子吸收材料为含硼金属。

进一步，所述支撑板为不锈钢材料，所述传热板为铝材。

进一步，在所述容器筒体的外部顶端周向设有提升耳轴，用于容器的吊装操作；在所述容器筒体外部底端设有旋转凹槽，用于容器的翻转操作。

进一步，在安装有所述多层容器盖的所述容器筒体的顶端和底端能够安装减震器，所述减震器用于吸收容器在运输过程中的冲击能量。

本发明的有益效果在于：

1.本发明在采取了上述技术方案以后，乏燃料组件装载在吊篮的贮存小室中，吊篮通过支撑板对装有乏燃料组件的贮存小室起支撑作用，并可将乏燃料组件的热量通过传热板导出，贮存小室内表面中设置的中子吸收材料能保证乏燃料组件在贮存小室内处于次临界状态。

2.吊篮放置于容器内，通过螺柱连接多层容器盖与容器筒体后，乏燃料组件包容在容器内部。多层容器盖和容器筒体对乏燃料组件起到包容和屏蔽作用，保证了乏燃料组件的贮存和运输安全。本容器在用于乏燃料运输时，可安装减震器，采用公路、铁路和水路运输，能够满足相关法规对乏燃料运输容器的各项要求。本容器作为贮存容器时，不带减震器，容器内部充满氦气，为乏燃料组件提供密封包容边界和惰性环境，并保证其次临界状态。

3.多层容器盖的容器外盖、容器内盖分开安装的形式使得对容器内部的排水、排气、抽真空以及氦气回填操作更加方便和彻底，并能够保证在排水、排气、抽真空以及氦气回填操后仍然能够对容器的开口保持严格的密封和辐射屏蔽。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中所述的一种带有多层盖结构的多用途乏燃料组件用容器的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式中所述的一种带有多层盖结构的多用途乏燃料组件用容器的侧向剖视图；

图中：1-容器外盖，2-容器内盖，3-容器筒体，4-吊篮，5-多层容器盖，6-贮存小室，7-内筒体，8-γ屏蔽层，9-外筒体，10-第一中子屏蔽层，11-外壳，12-支撑板，13-传热板，14-排水孔，15-排气孔，16-提升耳轴，17-第二中子屏蔽层，18-容器内盖盖板，19-第三中子屏蔽层，20-第一密封圈，21-第二密封圈，22-蓄水坑。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如图1、图2所示，本发明提供的一种带有多层盖结构的多用途乏燃料组件用容器(以下简称容器)，用于对乏燃料组件在运输过程中的存储，由容器筒体3、吊篮4、多层容器盖5构成。

其中，容器筒体3从内到外依次为内筒体7、γ屏蔽层8、外筒体9、第一中子屏蔽层10、外壳11；

容器筒体3为同心圆柱体空腔结构，内筒体7、外筒体9、外壳11为金属材料，γ屏蔽层8设置在内筒体7和外筒体9之间形成的空腔中，第一中子屏蔽层10设置在外筒体9与外壳11之间形成的空腔中；

在容器筒体3底部的焊接有底部盖板，并在焊接形成的封闭腔体内填充有第三中子屏蔽层19；

在容器筒体3的外部顶端开口附近周向设有四个提升耳轴16，使用四个或其中相对的两个提升耳轴16均能够垂直起吊容器筒体3；

在容器筒体3底端对称设有两个旋转凹槽，用来将容器筒体3固定在运输托架上水平转运或将容器筒体3由水平位置翻转至垂直位置或由垂直位置翻转至水平位置。

多层容器盖5通过螺栓紧固件连接在容器筒体3顶端开口上，多层容器盖5为层叠结构,包括从内到外依次设置的容器内盖2、第二中子屏蔽层17、容器内盖盖板18、容器外盖1，在容器内盖2与内筒体7之间设有两道第一密封圈20，在容器外盖1与外筒体9之间设有一道第二密封圈21；

容器内盖2、容器外盖1均为金属材料；容器内盖2、容器外盖1为各自独立的部件，能够分别通过螺栓紧固件连接在容器筒体3的开口上；第二中子屏蔽层17设置在容器内盖2和容器内盖盖板18之间形成的空腔中(填充在容器内盖2和容器内盖盖板18焊接形成的封闭腔体内)；第一密封圈20和第二密封圈21为o型金属密封圈；

容器内盖2内设有排水孔14和排气孔15，还包括设置在内筒体7中的排水管组件；排水管组件的上端与排水孔14相连，排水管组件的下端插入外筒体9底部预留的蓄水坑22中，排水管组件用于排出内筒体7内部的水。

吊篮4设置在内筒体7内，吊篮4中设有能够放置乏燃料组件的贮存小室6和层叠设置在贮存小室6周围的支撑板12和传热板13；

贮存小室6表面设有中子吸收材料，以保证贮存小室6内的乏燃料的临界安全。

在安装有多层容器盖5的容器筒体3的顶端和底端能够安装减震器，减震器用于容器筒体3在运输过程中的减震(吸收冲击能量)。

最后举例说明本发明所提供的一种带有多层盖结构的多用途乏燃料组件用容器在实际操作中的应用。

装料时，吊篮4在容器筒体3中安装到位，利用容器筒体3上部设置的提升耳轴16提升容器，将容器放至核电厂的乏燃料池的水下装料位置，将乏燃料组件逐根放入吊篮4的贮存小室6中。乏燃料组件装载完成后，在容器顶端的开口上盖上容器内盖2，拧紧容器内盖2与容器筒体3的连接螺栓。利用容器上部的提升耳轴16提升容器至准备位置，利用容器内盖2中的排水孔14和排气孔15，对容器内部(内筒体7)进行进气、排水、抽真空并回填氦气，随后盖上容器外盖1，拧紧容器外盖1与容器筒体3的连接螺栓。利用容器顶端开口附近的提升耳轴16提升容器至运输车辆，在容器的顶端和底端分别安装减震器后，可用于运输至指定区域在指定区域拆除减震器后进行乏燃料组件的贮存。

综上所述，通过容器筒体3、吊篮4、多层容器盖5组成容器整体，装载乏燃料组件，保证了运输和贮存时乏燃料组件的安全。

本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。