CN108022664B - 一种反应堆辐照监督管通用运输容器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反应堆辐照监督管通用运输容器，包括两端开口的容器主体，所述容器主体的开口端分别设置有上端塞和下端塞，且上端塞和下端塞分别密封其插入的开口端，在上端塞和下端塞分别安装有压紧垫和缓冲垫，且缓冲垫设置在压紧垫和下端塞之间。本运输容器可实现对反应堆辐照监督管的安全运输，装载国内现已知最大放射性活度的辐照监督管时，容器外表面最高辐射水平不超过0.5mSv/h，距离容器表面1m处最高辐射水平不超过0.01mSv/h，本运输容器可涵盖国内目前多种堆型的辐照监督管的运输需求，配用合适规格的缓冲垫可装载最长为2050mm的辐照监督管。

Description

一种反应堆辐照监督管通用运输容器

技术领域

本发明涉及一种装载和运输核反应堆辐照监督管的放射性物质运输容器，具体涉及一种反应堆辐照监督管通用运输容器。

背景技术

为了监测中子辐照对反应堆压力容器材料性能的影响，在反应堆压力容器内设置了辐照监督管。辐照监督管中放置有力学性能试样、温度探测器和剂量探测器等。使用过程中，按计划定期从反应堆中抽出辐照监督管并对其进行检验、试验，确定相关材料的性能变化，为反应堆压力容器安全评估提供重要依据。辐照监督管由于长期接受堆内中子辐照，具有强烈的放射性，在运输过程中需要专用的运输容器才能满足法规要求。

国内现有的核电站存在多种反应堆堆型，各种堆型的辐照监督管横截面结构相同但长度相差较大。国内目前尚缺乏可适用于运输各种堆型辐照监督管的通用运输容器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有各种堆型辐照监督管没有专门的通用运输容器来运输而存在安全隐患，其目的在于提供一种反应堆辐照监督管通用运输容器，该容器满足放射性物质运输的安全要求，又能涵盖国内目前多种堆型的辐照监督管的运输需要。

本发明通过下述技术方案实现：

一种反应堆辐照监督管通用运输容器，包括两端开口的容器主体，所述容器主体的开口端分别设置有上端塞和下端塞，且上端塞和下端塞分别密封其插入的开口端，在上端塞和下端塞之间分别安装有压紧垫和缓冲垫，且缓冲垫设置在压紧垫和下端塞之间。辐照监督管在反应堆中进行使用后，由于长期接受堆内中子辐照，具有强烈的放射性，而辐照监督管需要进行检验、试验，确定相关材料的性能变化，为反应堆压力容器安全评估提供重要依据，。同时辐照监督管具有很多型号，其横截面结构相同但长度相差较大，没有通用的设备来进行运输，其要么是在设备中容易晃动撞击而造成损坏，要么是需要一些复杂的固定方式来固定，这就造成操作人员与辐照监督管接触时间长，受到的辐射剂量大，又会对身体造成伤害。本方案设计了一种反应堆辐照监督管的通用运输容器，该运输容器呈圆柱形中空结构，带放射性的辐照监督管装载于容器主体内部，上、下两端可由压紧垫和缓冲垫实现压紧和固定。压紧垫和缓冲垫分别与上端塞和下端塞固定，而容器主体、上端塞和下端塞内均有足够厚度的灌铅作为屏蔽，防止辐射外泄，从而保证运输过程的安全，其能够实现对不同长度的辐照监督管的输送，该运输容器具有足够的屏蔽性能、密封性能及结构强度，保证运输容器满足相关法规的要求。即使装载国内现已知最大放射性活度的辐照监督管时，容器外表面最高辐射水平不超过0.5mSv/h，距离容器表面1m处最高辐射水平不超过0.01mSv/h，完全达到国家规范要求，本运输容器可涵盖国内目前多种堆型的辐照监督管的运输需求，配用合适规格的缓冲垫可装载最长为2050mm的辐照监督管。

容器主体包括均内部中空且两端开口的外壳和内壳，且内壳设置在外壳中并与外壳同轴，外壳和内壳之间填充灌铅，压紧垫和缓冲垫均设置在内壳中，容器主体分别设置有上封头和下封头，且上封头和下封头同时与对应的外壳的端面固定，内壳两端均穿过上封头和下封头，上端塞和下端塞均插入到内壳中并且上端塞与上封头固定，下端塞与下封头固定。为了便于加工、检修和清洗，将容器主体设计为圆柱形结构，外壳和内壳的结构材料采用06Cr18Ni11Ti不锈钢，屏蔽材料为铅。外壳的外径为内壳的内径为运输容器的高度为2430mm，满载时最大总重约3200kg。。

上端塞和下端塞是用于对内壳两端进行密封和压紧的部件，其中上端塞主要由端塞吊耳、上端盖和上端壳组成，其中端塞吊耳固定在上端盖的顶面上，上端壳为内部中空且一端开口的壳体，上端壳的开口端与上端盖的底面固定，上端壳的空腔中填充灌铅，且上端壳插入到内壳中，上端盖封闭内壳的端面并与上封头固定；上端壳底部设置有燕尾槽，压紧垫套在燕尾槽中；在上端盖顶面上设置有进气孔，且进气孔沿着上端盖的中心线对称并贯穿上端盖，进气孔设置在上端壳的端面外部，进气孔一般是螺纹孔，即用作起盖螺钉孔，又可在排水时拧入螺钉将上端盖顶起使空气进入便于排水，而下端塞主要由下端壳与下端盖组成，下端壳为内部中且一端开口的壳体，下端壳的开口端与下端盖的顶面固定，下端壳的空腔中填充灌铅，且下端壳插入到内壳中，下端盖封闭内壳的端面并与下封头固定；下端壳顶部设置有安装槽，缓冲垫的底端插入到安装槽中；下端壳两侧沿外壁对称设置有导流腔，导流腔贯穿下端壳中的灌铅与安装槽连通，下端盖上设置有排水孔，且排水孔与导流腔对应连通。这样能够保证压紧、固定和屏蔽功能都同时具有，使得辐照监督管被固定，移动时不会晃动，而取出时只需拔出对应的上端塞或下端塞即可。

压紧垫采用氯丁橡胶制成，压紧垫的底面为锥面，其伸入监督管头部腔体以便于对中和压紧；缓冲垫采用聚四氟乙烯制成，缓冲垫内部开有圆孔供监督管尾部伸入固定，缓冲垫的外壁设置有若干个导流槽用于排水。这样设计的压紧垫和缓冲垫能够保证固定的有效性，同时这种材料能够承受重量同时减少辐照监督管的撞击力度，具有一定的耐辐照性能。由于运输容器装载辐照监督管的操作在储存水池中进行，装载完毕后容器需要排出内部积水。为此，运输容器设计了专用的排水通道。缓冲垫四周设置有4个半径为R4的半圆形导流槽，下端塞两侧设置有2个半径为R6的半圆形导流腔，下端塞底部开有2个M12螺纹孔作为排水孔用于排水，排水完毕须后用螺钉封堵。上端塞开有2个M10螺纹孔作为进气孔，既用作启盖螺钉孔，又可在排水时拧入螺钉将上端塞顶起使空气进入便于排水。

容器主体的外壁固定有若干组吊耳，且吊耳垂直固定在容器主体的外壁上。为了便于吊装，还设置有吊耳，吊耳根据运输容器的重量设定相应的间距，使得吊装时重心稳定。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本运输容器可实现对反应堆辐照监督管的安全运输，装载国内现已知最大放射性活度的辐照监督管时，容器外表面最高辐射水平不超过0.5mSv/h，距离容器表面1m处最高辐射水平不超过0.01mSv/h，本运输容器可涵盖国内目前多种堆型的辐照监督管的运输需求，配用合适规格的缓冲垫可装载最长为2050mm的辐照监督管。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的整体外形结构示意图；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为容器主体的剖视图；

图4为上端塞的结构示意图；

图5为下端塞的结构示意图；

图6为压紧垫与监督管头部固定状态图；

图7为缓冲垫与监督管尾部固定状态图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-上端塞，2-容器主体，3-下端塞，4-压紧垫，5-内套管，6-辐照监督管，7-缓冲垫，8-吊耳，9-上封头，10-外壳，11-内壳，12-容器主体灌铅，13-下封头，14-端塞吊耳，15-上端盖，16-上端壳，17-上端塞灌铅，18-下端壳，19-下端塞灌铅，20-下端盖，21-监督管头部，22-监督管尾部。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例：

如图1至图7所示，一种反应堆辐照监督管通用运输容器，包括两端开口的容器主体2，以便于检修及清洗，容器主体2包括均内部中空且两端开口的外壳10和内壳11，且内壳11设置在外壳10中并与外壳10同轴，内壳11和外壳10均由厚度10mm的不锈钢板卷焊而成，其中外壳10为整段直管结构，内壳11为三段直管与两段锥管焊接形成的中间细两端粗的开口结构，外壳10两端分别与上封头9、下封头13焊接，而内壳11穿过上封头9和下封头13并与上封头9和下封头13焊接，上封头9和下封头13之间、内壳11和外壳10之间所形成的内部腔室由灌铅填充，将此处灌铅命名为容器主体灌铅12，铅层厚度为150mm。容器主体决定了运输容器的外径与内径分别为和高度为2430mm。在内壳11内壁设置有内套管5以尽可能减轻辐照监督管6与容器内壁的摩擦与碰撞，其材料为聚四氟乙烯。

在上端塞1和下端塞3之间分别安装有压紧垫4和缓冲垫7，且缓冲垫7设置在压紧垫4和下端塞3之间。上端塞1主要由端塞吊耳14、上端盖15和上端壳16组成，其中端塞吊耳14固定在上端盖15的顶面上，上端壳16为内部中空且一端开口的壳体，上端壳16的开口端与上端盖15的底面固定，上端壳16的空腔中填充灌铅，将此处灌铅命名为上端塞灌铅17，铅层厚度为150mm，且上端壳16插入到内壳11中，上端盖15封闭内壳11的端面并与上封头9固定。端塞吊耳14和上端盖15厚度分别为10mm与15mm，上端壳16为厚度8mm的筒状部件，上端壳16底部开有一燕尾槽，以便于安装橡胶压紧垫。

在上端盖15顶面上设置有进气孔，且进气孔沿着上端盖15的中心线对称并贯穿上端盖，进气孔设置在上端壳16的端面外部，进气孔是2个M10螺纹孔，既用作启盖螺钉孔，又可在排水时拧入螺钉将上端塞顶起使空气进入以便积水顺利排出，同时上端盖本身还设置螺栓孔。

下端塞3主要由下端壳18与下端盖20组成，下端壳18为内部中且一端开口的壳体，下端壳18的开口端与下端盖20的顶面固定，下端壳18的空腔中填充灌铅，将此处灌铅命名为下端塞灌铅19，铅层厚度为150mm，且下端壳18插入到内壳11中，下端盖20封闭内壳11的端面并与下封头13固定。其中下端盖20厚度为20mm，下端壳18厚度为8mm的筒状部件，下端壳18顶部开槽形成安装槽以便于安装缓冲垫。另外下端壳两侧沿外壁对称有2个半径为R6的半圆形导流腔，导流腔贯穿下端壳18中的灌铅与安装槽连通，与之对应的下端盖处开有2个M12螺纹孔作为排水孔用于排水，且排水孔与导流腔对应连通，排水完毕后可用螺钉封堵。

压紧垫4与缓冲垫7的共同作用实现对辐照监督管的固定和夹持，压紧垫材料为氯丁橡胶，其下部为一锥面，可伸入监督管头部21的腔体以便于对中和压紧。缓冲垫材料为聚四氟乙烯，缓冲垫内部开有Φ15mm圆孔供监督管尾部22伸入固定，四周设置有4个半径为R4的半圆形导流槽用于排水。对于不同堆型的辐照监督管，设计了多种规格厚度的缓冲垫，可实现不同长度辐照监督管的装载和运输。容器主体2的外壁对称设置有上、下两对吊耳8，可实现对容器的竖直和水平起吊。容器内部采用压紧垫与缓冲垫共同实现对辐照监督管的固定和夹持，且采用不同规格长度的缓冲垫以实现对不同长度的辐照监督管的装载和运输。

本发明作为装载和运输核反应堆辐照监督管的放射性物质运输容器，可涵盖国内目前多种堆型的辐照监督管的运输需求，采用不同规格的压紧垫和缓冲垫配套使用，可实现对不同堆型辐照监督管的运输，运输容器内部设置有内套管用于保护辐照监督管，并采用上部压紧垫与下部缓冲垫的方式实现对辐照监督管的固定和夹持。该运输容器具有足够的屏蔽性能、密封性能及结构强度，保证运输容器满足相关法规的要求。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种反应堆辐照监督管通用运输容器，其特征在于，包括两端开口的容器主体（2），所述容器主体（2）的开口端分别设置有上端塞（1）和下端塞（3），且上端塞（1）和下端塞（3）分别密封其插入的开口端，在上端塞（1）和下端塞（3）之间分别安装有压紧垫（4）和缓冲垫（7），且缓冲垫（7）设置在压紧垫（4）和下端塞（3）之间；所述容器主体（2）包括均内部中空且两端开口的外壳（10）和内壳（11），且内壳（11）设置在外壳（10）中并与外壳（10）同轴，外壳（10）和内壳（11）之间填充灌铅，压紧垫（4）和缓冲垫（7）均设置在内壳（11）中，容器主体（2）分别设置有上封头（9）和下封头（13），且上封头（9）和下封头（13）同时与对应的外壳（10）的端面固定，内壳两端均穿过上封头（9）和下封头（13），上端塞（1）和下端塞（3）均插入到内壳（11）中并且上端塞（1）与上封头（9）固定，下端塞（3）与下封头（13）固定；所述下端塞（3）主要由下端壳（18）与下端盖（20）组成，下端壳（18）为内部中空且一端开口的壳体，下端壳（18）的开口端与下端盖（20）的顶面固定，下端壳（18）的空腔中填充灌铅，且下端壳（18）插入到内壳（11）中，下端盖（20）封闭内壳（11）的端面并与下封头（13）固定。

2.根据权利要求1所述的一种反应堆辐照监督管通用运输容器，其特征在于，所述上端塞（1）主要由端塞吊耳（14）、上端盖（15）和上端壳（16）组成，其中端塞吊耳（14）固定在上端盖（15）的顶面上，上端壳（16）为内部中空且一端开口的壳体，上端壳（16）的开口端与上端盖（15）的底面固定，上端壳（16）的空腔中填充灌铅，且上端壳（16）插入到内壳（11）中，上端盖（15）封闭内壳（11）的端面并与上封头（9）固定。

3.根据权利要求2所述的一种反应堆辐照监督管通用运输容器，其特征在于，所述上端壳（16）底部设置有燕尾槽，压紧垫（4）套在燕尾槽中。

4.根据权利要求2所述的一种反应堆辐照监督管通用运输容器，其特征在于，在上端盖（15）顶面上设置有进气孔，且进气孔沿着上端盖（15）的中心线对称并贯穿上端盖，进气孔设置在上端壳（16）的端面外部。

5.根据权利要求1所述的一种反应堆辐照监督管通用运输容器，其特征在于，所述下端壳（18）顶部设置有安装槽，缓冲垫（7）的底端插入到安装槽中。

6.根据权利要求1所述的一种反应堆辐照监督管通用运输容器，其特征在于，所述下端壳（18）两侧沿外壁对称设置有导流腔，导流腔贯穿下端壳（18）中的灌铅与安装槽连通，下端盖（20）上设置有排水孔，且排水孔与导流腔对应连通。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种反应堆辐照监督管通用运输容器，其特征在于，所述压紧垫（4）采用氯丁橡胶制成，压紧垫（4）的底面为锥面，其伸入监督管头部（21）的腔体以便于对中和压紧；缓冲垫（7）采用聚四氟乙烯制成，缓冲垫（7）内部开有圆孔供监督管尾部（22）伸入固定，缓冲垫（7）的外壁设置有若干个导流槽用于排水。

8.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种反应堆辐照监督管通用运输容器，其特征在于，所述容器主体（2）的外壁固定有若干组吊耳（8），且吊耳（8）垂直固定在容器主体（2）的外壁上。