CN102314954A - 一种核反应堆启动用一次中子源部件的储存运输容器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核反应堆启动用一次中子源部件的储存运输容器，该容器为柱状结构，它包括外包壳、内包壳、吊耳、支架，支架和吊耳安装在外包壳上，外包壳和内包壳之间设有含氢材料的中子屏蔽层和金属组成的γ屏蔽层，内包壳为容纳中子源部件的两层金属管及其外套金属管，金属管之间以软连接的方式组成，内包壳与外包壳焊接为一个整体，内包壳端部安装有压盖。该发明提供了一种结构简单、屏蔽性好、抗冲击和挤压、保证中子源部件清洁度的专门适用于核反应堆启动用一次中子源部件储存运输容器。
Description
技术领域
本发明涉及放射性物质安全储存运输技术领域，特别涉及一种核反应堆启动用一次中子源部件的储存运输容器。
背景技术
在核电站的反应堆启动中，都必须使用同位素中子源来做初次启动。而中子源放射性强，储存、运输和使用过程中都必须保证中子源及人员的安全。
目前国内外没有针对核反应堆启动用一次中子源部件储存运输容器的相关报道，关于中子源的安全防护容器的有相关报道，中子源的安全防护容器一般是由盛满硼酸水溶液的铁桶外加重混凝土防护层构成。美国设计并实际使用的多用途252Cf中子源防护容器也具有一定的代表性，该容器的外壳用一英寸钢板制成的刚体结构，兼作252Cf源的次级γ射线的外屏蔽层。上、下截锥，圆柱体和上、下底板之间均用法兰连接。
现有的上述具有代表性的两种容器都是用于储存运输中子源的容器，而核反应堆启动需要中子源部件，中子源部件制作完成后都要在安装现场进行安装操作，但是由于中子源部件具有较强的放射性，因此在现场安装过程无论是操作人员的防护还是中子源部件安装后的精密检验都不能很好的得到保证，因此急需设计一种专门适用于核反应堆启动用一次中子源部件的安全可靠的储存运输容器。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种结构简单、屏蔽性好、抗冲击和挤压、保证中子源部件清洁度的专门适用于核反应堆启动用一次中子源部件的储存运输容器。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种核反应堆启动用一次中子源部件的储存运输容器，该容器为柱状结构，它包括外包壳、内包壳、吊耳、支架，支架和吊耳安装在外包壳上，中子源部件运输容器的外壳简称外包壳，中子源部件运输容器的部件保护套简称内包壳；外包壳和内包壳之间设有含氢材料的中子屏蔽层和高密度金属组成的γ屏蔽层，内包壳为容纳中子源部件的两层金属管及其外套金属管，金属管之间以软连接的方式组成，内包壳与外包壳焊接为一个整体，内包壳端部安装有压盖。
本发明还可以：
所述的屏蔽层为由200mm～900mm厚的含氢材料中子屏蔽层和30mm～100mm的高密度金属γ屏蔽层组成。所述的含氢材料为石蜡、水、聚乙烯。所述的高密度金属为铅或贫铀或钨钢。所述的外包壳由碳钢板或不锈钢板制成。所述的外包壳的厚度为8mm～30mm。所述的含氢材料中子屏蔽层的厚度为450mm、高密度金属γ屏蔽层的厚度为50mm。所述的容器为圆柱形结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明由内到外依次采用内包壳、金属的γ屏蔽层、含氢材料的中子屏蔽层、外包壳等多层材料进行防护屏蔽，屏蔽效果好，内包壳采用直径不同的多层金属管套在一起形成软连接的方式组装，很好的保证了中子源部件在内包壳内的清洁度，防止了挤压变形，抗震性更好。采用该容器运输中子源部件过程中保证了中子源的安全，同时也避免了在核反应堆现场进行组装中子源的操作。
附图说明
图1核反应堆启动用一次中子源部件的储存运输容器的结构示意图
图2内包壳截面示意图
1吊耳、2中子源部件、3外包壳、4内包壳、5γ屏蔽层、6中子屏蔽层、7支架、8压盖、9挡板、10a内层金属管、10b内层金属管、11a外层金属管、11b外层金属管、12外套金属管
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图1所示的一种核反应堆启动用一次中子源部件的储存运输容器，该容器为柱状结构，它包括外包壳3、内包壳4、吊耳1、支架7，外包壳3和内包壳4之间设置有含氢材料的中子屏蔽层和高密度金属γ屏蔽层，外包壳3和内包壳4通过焊接成一个整体。如图2所示的内包壳4的结构为，两个管径不同的金属管套在一起，内层金属管10a、10b用于容纳中子源部件，内、外层金属管10a、10b、11a、11b之间软连接；外层金属管10b外还套有外套金属管12，也是以软连接的方式组装。上述的软连接是指金属管之间套在一起，相对之间可以移动。如图2所示，内包壳4为可以容纳两根中子源部件2的结构示意图。
内包壳4和外包壳3之间通过挡板9连接固定，其中内包壳4、外包壳3、挡板9之间形成的内腔可以用来灌装中子屏蔽层6和γ屏蔽层5。内包壳4端部安装有压盖8，中子源部件2置于内包壳4后，压盖8防止了中子源部件2沿着内包壳4来回移动。其中外包壳3和内包壳4之间灌装厚度为200mm～900mm的含氢材料作为中子屏蔽层和厚度为10mm～100mm的高密度金属作为容器的γ屏蔽层。本发明的含氢材料优选采用含硼石蜡、水、聚乙烯，高密度金属为铅或贫铀或钨钢。
为了便于运输，容器的外包壳3上设置有刚性支架7，用于运输过程中的刚性支撑。容器的水平方向和垂直方向都含有吊耳1，主要有两个作用：第一、用于提吊整个容器；第二、用于容器与运输工具之间固定。其中吊耳1的强度及外壳的焊接强度经过核算，这种设计使货包上的提吊装置在按预期方式使用时不会失效。
容器优选采用圆柱形结构，这样进一步保证了容器对中子源部件2各个方向上的屏蔽更加均匀。容器的外包壳3采用8mm～30mm厚的碳钢板或不锈钢板一体压制成型，容器的表面刷防锈漆。内包壳4也采用8mm～30mm厚的两个直径不同的不锈钢管或碳钢管以软连接的方式构成，这样极好的保证了中子源部件的清洁度，使其满足核反应堆的要求，同时进一步防止了中子源部件2在运输过程中损伤。
外包壳3和内包壳4之间通过不锈钢板连接，它们之间形成的内腔用于设置屏蔽层，屏蔽层通过灌装含氢材料和高密度金属形成。外包壳3和内包壳4之间形成的内腔既可以全部灌装高密度金属和含氢材料，也可以在中子源部件2中中子源所在的位置处灌装。
实施例1
本实施例采用中子源部件2为252Cf核素的中子源，根据252Cf核素的物理性能，采用中子源发射率为1.6×109n/s，中子源棒最大外形尺寸(Φ10×3175mm)，其中容器的屏蔽层中石蜡的厚度为450mm，高密度金属铅的厚度为50mm，不锈钢外包壳3的厚度为10mm，本实施例中内包壳4设计成容纳两根中子源部件的结构，其中内包壳4中两根中子源部件的内、外两层金属管10a、10b、11a、11b的厚度都分别是1mm、3mm，上述套有两层金属管的两根中子源部件外套有5mm的外套金属管12，经过上述屏蔽层防护后测出该容器表面的中子表面剂量为40μSv/h，γ表面剂量为370μSv/h。
实施例2
本实施例同实施例1，其不同之处在于，容器的屏蔽层中石蜡的厚度为700mm，高密度金属铅的厚度为100mm，经过上述屏蔽层防护后测出该容器表面的中子表面剂量为1μSv/h，γ表面剂量为260μSv/h。
实施例2
本实施例同实施例1，其不同之处在于，容器的屏蔽层中石蜡的厚度为200mm，高密度金属铅的厚度为30mm，经过上述屏蔽层防护后测出该容器表面的中子表面剂量为400μSv/h，γ表面剂量为2000μSv/h。
Claims (8)
1.一种核反应堆启动用一次中子源部件的储存运输容器，该容器为柱状结构，它包括外包壳、内包壳、吊耳、支架，支架和吊耳安装在外包壳上，其特征在于，外包壳和内包壳之间设有含氢材料的中子屏蔽层和金属组成的γ屏蔽层，内包壳为容纳中子源部件的两层金属管及其外套金属管，金属管之间以软连接的方式组成，内包壳与外包壳焊接为一个整体，内包壳端部安装有压盖。
2.根据权利要求1所述的一种核反应堆启动用一次中子源部件的储存运输容器，其特征在于，所述的屏蔽层为由200mm～900mm厚的含氢材料中子屏蔽层和30mm～100mm的高密度金属γ屏蔽层组成。
3.根据权利要求1或2所述的一种核反应堆启动用一次中子源部件的储存运输容器，其特征在于，所述的含氢材料为石蜡、水、聚乙烯。
4.根据权利要求1或2所述的一种核反应堆启动用一次中子源部件的储存运输容器，其特征在于，所述的高密度金属为铅或贫铀或钨钢。
5.根据权利要求1所述的一种核反应堆启动用一次中子源部件的储存运输容器，其特征在于，所述的外包壳由碳钢板或不锈钢板制成。
6.根据权利要求5所述的一种核反应堆启动用一次中子源部件的储存运输容器，其特征在于，所述的外包壳的厚度为8mm～30mm。
7.根据权利要求2所述的一种核反应堆启动用一次中子源部件的储存运输容器，其特征在于，所述的含氢材料中子屏蔽层的厚度为450mm、高密度金属γ屏蔽层的厚度为50mm。
8.根据权利要求1所述的一种核反应堆启动用一次中子源部件的储存运输容器，其特征在于，所述的容器为圆柱形结构。
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