CN112389833A - 环保全聚脲核废料桶 - Google Patents

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Abstract

一种环保全聚脲核废料桶，适用于存放核废料，所述环保全聚脲核废料桶包含桶本体及防护构造。所述桶本体由一种抗拉强度不小于30MPa的材质制成且包括桶身及桶盖。所述桶身具有内桶面与外桶面。所述内桶面围绕界定出用来存放所述核废料的容室。所述桶盖用于封闭所述容室并具有外盖面。所述防护构造包括底剂层及全聚脲层。所述底剂层位于所述外桶面的外侧与所述外盖面的外侧。所述全聚脲层位于所述底剂层的外侧。通过所述全聚脲层具有的耐候性、耐化性、耐冲击等优异性质，能够使本发明具有防水、耐冲击、抗蚀、使用寿命长等特性。

Description

环保全聚脲核废料桶
技术领域
本发明涉及一种处理放射性污染材料的容器，特别是涉及一种用于存放辐射性废料的环保全聚脲核废料桶。
背景技术
常见的核废料处理方式通常是将核废料封存于核废料贮存桶中，而核废料贮存桶的桶身通常由高硬度金属制成，例如钢制铁桶，由于未经表面处理，在运输过程中因金属容易在受到碰撞时产生应力集中的缺陷，且长时间存放于室外或是没有控管湿度、温度等的室内时，桶身因湿气会在应力集中的缺陷处产生锈蚀甚至破损的现象。当桶身产生锈蚀或破损的现象时，便有可能使盛装的核废料辐射外泄，而影响人体安全及造成环境污染的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防水、耐蚀且耐冲击的环保全聚脲核废料桶。
本发明的环保全聚脲核废料桶，适用于存放核废料，所述环保全聚脲核废料桶包含桶本体及防护构造。所述桶本体由一种抗拉强度不小于30MPa的材质制成且包括桶身及设置于所述桶身的桶盖。所述桶身具有反向设置的内桶面与外桶面。所述内桶面围绕界定出用来存放所述核废料的容室。所述桶盖用于封闭所述容室并具有反向设置的内盖面与外盖面，所述内盖面朝向所述容室。所述桶盖还具有连通于所述容室的注入孔，及与所述注入孔相间隔并连通于所述容室的排气孔。所述桶本体还包括两个分别封闭所述注入孔与所述排气孔的封盖。所述防护构造设置于所述桶本体且包括底剂层及全聚脲层。所述底剂层位于所述外桶面的外侧与所述外盖面的外侧。所述全聚脲层设置于所述桶身与所述桶盖，且位于所述底剂层的外侧。所述底剂层的材料选自于由聚氨酯及环氧树脂所组成的群组。所述全聚脲层由A剂及B剂混合而成，所述A剂含有二苯甲烷异氰酸盐及端氨基聚醚树脂，所述B剂含有扩链剂。
本发明的环保全聚脲核废料桶，所述桶本体具有内镀锌层及外镀锌层，所述内镀锌层设置于所述桶身的内桶面与所述桶盖的内盖面，所述外镀锌层设置于所述桶身的外桶面与所述桶盖的外盖面且位于所述底剂层的内侧。
本发明的环保全聚脲核废料桶，所述桶身的内径不小于580mm。
本发明的环保全聚脲核废料桶，所述全聚脲层的厚度不小于2mm。
本发明的环保全聚脲核废料桶，所述桶身的最小厚度及所述桶盖的最小厚度均不小于6mm。
本发明的环保全聚脲核废料桶，所述桶身还具有桶螺纹部，所述桶盖还具有用于螺接所述桶螺纹部的盖螺纹部。
本发明的环保全聚脲核废料桶，所述桶身的桶螺纹部形成于所述外桶面，所述桶盖还具有连接于所述内盖面的侧环面，所述盖螺纹部形成于所述侧环面。
本发明的环保全聚脲核废料桶，所述A剂与所述B剂的比例为1:1.1。
本发明的环保全聚脲核废料桶，所述防护构造还包括设置于所述全聚脲层相反于所述底剂层的一侧的面漆层，所述面漆层具有警示的作用。
本发明的环保全聚脲核废料桶，所述桶本体由钢铁或高密度聚乙烯制成。
本发明的有益效果在于：通过所述防护构造的全聚脲层具有的耐候性、耐化性、耐冲击等性质，能够使本发明具有防水、耐冲击、抗锈蚀等特性。
附图说明
本发明的其他的特征及功效，将于参照附图的实施方式中清楚地呈现，其中：
图1是立体图，说明本发明环保全聚脲核废料桶的实施例；
图2是所述实施例的剖视示意图；
图3是所述实施例的不完整的剖视示意图；
图4是使用示意图，说明多个所述实施例放置于一个环保栈板；及
图5是使用示意图，说明多组的多个所述实施例与多个所述环保栈板垂直堆叠。
具体实施方式
参阅图1、图2及图3，本发明环保全聚脲核废料桶的实施例，适用于存放核废料4，本实施例包含一个桶本体1及一个设置于所述桶本体1的防护构造2。
所述桶本体1由钢铁制成，并包括一个圆柱状的桶身11，及一个设置于所述桶身11且实质上呈圆盘状的桶盖12。
所述桶身11的高度为940mm、外径为660mm、内径为585mm，较佳地，所述桶身11的最小厚度与所述桶盖12的最小厚度为6mm，虽在本实施例中的所述桶身11、所述桶盖12皆具有均匀的厚度，但所述桶身11、所述桶盖12也能有厚薄差异，当不以此为限。所述桶身11具有反向设置的一个内桶面111与一个外桶面112，及一个形成于所述外桶面112的桶螺纹部113。所述内桶面111围绕界定出用来存放所述核废料4的一个容室114。所述外桶面112具有多个间隔设置的凸缘115，所述凸缘115用于增加搬运本实施例时的摩擦力。
所述桶盖12用于封闭所述容室114并具有反向设置的一个内盖面121与一个外盖面122、一个连接于所述内盖面121的侧环面123，及一个形成于所述侧环面123并用于螺接所述桶螺纹部113的盖螺纹部124。所述内盖面121朝向所述容室114。
在本实施例中，所述桶盖12还具有多个间隔形成于所述外盖面122的卡槽125、一个由所述外盖面122延伸至内盖面121且连通于所述容室114的注入孔126、一个由所述外盖面122延伸至所述内盖面121且与所述注入孔126相间隔并连通于所述容室114的排气孔127，及多个间隔形成于所述外盖面122的凸肋128。在本实施例中，所述注入孔126的孔径实质上为2英寸，所述排气孔127的孔径实质上为3/4英寸。所述卡槽125用于供一个工具(图未示)卡设而便于将所述桶盖12与所述桶身11螺接组合或将所述桶盖12移除。所述凸肋128用于手动将所述桶盖12与所述桶身11螺接组合或将所述桶盖12移除时，能够增加摩擦力而达到省力的效果。所述桶本体1还包括一个位于所述排气孔127的滤网15、两个以螺锁的方式分别封闭所述注入孔126与所述排气孔127的封盖16，及一个位于所述桶身11与所述桶盖12间且用于增加密封性的防漏环17。每一个封盖16具有一个凹槽161。所述凹槽161用于供一起子(图未示)卡设而便于进行螺锁。
更详细来说，所述桶本体1具有一个内镀锌层13，及一个外镀锌层14。所述内镀锌层13设置于所述桶身11的内桶面111与所述桶盖12的内盖面121，所述外镀锌层14设置于所述桶身11的外桶面112与所述桶盖12的外盖面122。借此，具有防水防蚀的作用。
需要说明的是，本实施例的所述桶本体1由钢铁制成，具有耐冲击的特性，但在其他变化例中，所述桶本体1也可以由抗拉强度不小于30MPa的材质制成，例如高密度聚乙烯，同样具有耐冲击的特性。另外，所述内镀锌层13与所述外镀锌层14用于对于提供由钢铁制成的所述桶本体1防锈的功能，因此当所述桶本体1由高密度聚乙烯制成时，由于高密度聚乙烯的高分子材料并没有锈蚀的问题，因此，所述桶本体1就不须设置所述内镀锌层13及所述外镀锌层14。
所述防护构造2包括一个底剂层21、一个全聚脲层22，及一个面漆层23。所述底剂层21设置于所述桶身11与所述桶盖12，且位于所述外镀锌层14的外侧。所述全聚脲层22的厚度为2mm，且设置于所述桶身11与所述桶盖12，并位于所述底剂层21的外侧。所述面漆层23设置于所述全聚脲层22相反于所述底剂层21的一侧，也就是说所述面漆层23直接外露而能被观看。
所述底剂层21的材料选自于由聚氨酯及环氧树脂所组成的群组，能够提高所述全聚脲层22涂布于所述桶身11及所述桶盖12时的附着力。
在本实施例中，所述全聚脲层22由A剂及B剂以1:1.1的比例混合而成的一种全聚脲材料，所述A剂含有二苯甲烷异氰酸盐及端氨基聚醚树脂，所述B剂含有扩链剂。参阅下表，将全聚脲材料与现有的防水防蚀的材料(聚氨酯、防水毡、玻璃纤维、树脂油漆)相比，可归纳出以下优点：
1、全聚脲材料无添加溶剂且固含量不小于96％，是一种不具毒性的环保材料。
2、全聚脲材料硬化时间短，且附着能力强，能够缩短施工时间。
3、全聚脲材料耐化性佳、且耐高低温(-40℃～120℃)，能够耐酸、碱、盐且抗锈蚀，在室外贮存场的使用年限可达150年，在室内贮存场的使用年限可达440年(以JIS K5400-1990标准中的加速实验结果评估测定出)。
4、全聚脲材料具有较佳的机械性质、耐冲击性、耐磨耗性，能够使本实施例在搬运过程中避免受到碰撞、提供缓冲效果且避免产生应力集中的缺陷。
Figure BDA0002788915340000051
如图1所示，所述面漆层23为用于标示放射性物品的颜色，例如黄色或红色，且所述面漆层23具有一个用来警示的辐射标志231，借此，提高使用安全性。
本实施例用于封存所述核废料4的流程如下：首先将所述桶盖12盖设于所述桶身11并通过所述盖螺纹部124与所述桶螺纹部113螺接锁固，接着，将所述核废料4绞碎成小块或呈粉状后与一个抗磁发泡水泥及一个碱性速凝剂(图未示)搅拌后由所述桶盖12的注入孔126注入所述桶身11的容室114内，此时，可通过所述注入孔126观察所述容室114剩余的空间，并可通过所述排气孔127使所述容室114内的空气排出，所述滤网15用于避免所述核废料4与所述抗磁发泡水泥5的混和物由所述排气孔127溢出。当所述核废料4与所述抗磁发泡水泥5的混合物注入所述容室114内并固化后，再将所述封盖16分别封闭所述注入孔126及所述排气孔127。最后，通过人工作业或机械手臂依序在所述外桶面112及所述外盖面122喷涂上所述底剂层21、所述全聚脲层22及所述面漆层23而构成所述防护构造2，由于所述防护构造2是在所述桶盖12与所述桶身11组合封闭后才喷涂形成，因此，所述桶本体1与所述防护构造2间不易产生间隙，防护效果较佳。且所述抗磁发泡水泥5由抗磁砂浆(图未示)及发泡水泥(图未示)以1:1的比例混合而成，所述抗磁砂浆能减少所述核废料4的辐射量，所述发泡水泥在固化后相较于一般的水泥，具有较低的比重而能减轻整体重量。而所述碱性速凝剂添加的比例约为所述抗磁发泡水泥5重量的2％，能够使所述抗磁发泡水泥5固化的时间由大约12小时降低至大约10分钟，且相较于酸性速凝剂，所述碱性速凝剂对人体健康危害较小且不易侵蚀所述抗磁发泡水泥5。
而当所述核废料4为液态的放射性废料时，可以利用由较低化学反应性的高密度聚乙烯制成的桶本体1盛装，并且在所述桶本体1的容室114内灌注较低化学反应性的气体(如氮气)或是惰性气体(如氩气)，来将所述容室114内的空气排出再进行后续的封存作业，能够降低所述核废料4与由较高化学反应性的材质制成的桶本体1(如钢铁)或是与空气中较高化学反应性的气体(如氧气)产生化学反应的机会，提升使用安全性。
需要说明的是，所述核废料4与所述抗磁发泡水泥5的混和物也可以直接倒入所述容室114内并进行固化后，再将所述桶盖12与所述桶身11螺接组合并封闭所述容室114，因此，在其他变化例中，所述桶盖12也可以不设置所述注入孔126及所述排气孔127，所述桶本体11也可以不包括所述滤网15及所述封盖16。
此外，因现有的核废料贮存桶外径大约为580mm，本实施例的所述桶身11的内径设计为585mm，便能够在现有的核废料贮存桶破损时直接放入本实施例的所述容室114内，再将所述桶盖12与所述桶身11螺接组合并封闭所述容室114即可封存，而不须将所述核废料4从现有的核废料贮存桶中移出再重新装桶，能够提升使用方便性。
参阅图4及图5，在运输过程中，可以将多个所述实施例先放置于一个可双面使用的环保栈板3，再操作一个堆高机(图未示)进行搬运。所述环保栈板3的周面形成有多个间隔设置的叉入口31供所述堆高机的前叉插入而便于运输。所述环保栈板3的长度及宽度均为1500mm，高度为150mm，适用于供四个所述实施例放置，且所述环保栈板3可双面使用，因此，如图5所示，能够通过多个所述环保栈板3与多组的所述实施例垂直堆叠放置。
所述环保栈板3由高密度聚乙烯的材质制成，能够重复回收使用而具有环保特性，且所述环保栈板3的动荷重介于1000～1500公斤，能够在运载货物时支撑不易变形。另外，所述环保栈板3的耐温性佳，工作温度介于-20～80℃，使用年限可达5～10年。
综上所述，本发明通过所述防护构造2的全聚脲层22具有的防水、高耐化性佳、高耐温性、高抗冲击性、高抗蚀性，而能够避免所述桶本体1在运输过程受到碰撞而产生应力集中的缺陷，以及能够隔绝水气、耐酸碱，而防止所述桶本体1长时间存放在室内或室外而产生锈蚀的现象。因此，确实能达成本发明的目的。
以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。

Claims (10)

1.一种环保全聚脲核废料桶，适用于存放核废料，其特征在于：所述环保全聚脲核废料桶包含：
桶本体，所述桶本体由一种抗拉强度不小于30MPa的材质制成且包括桶身及设置于所述桶身的桶盖，所述桶身具有反向设置的内桶面与外桶面，所述内桶面围绕界定出用来存放所述核废料的容室，所述桶盖用于封闭所述容室并具有反向设置的内盖面与外盖面，所述内盖面朝向所述容室，所述桶盖还具有连通于所述容室的注入孔，及与所述注入孔相间隔并连通于所述容室的排气孔，所述桶本体还包括两个分别封闭所述注入孔与所述排气孔的封盖；及
防护构造，设置于所述桶本体且包括底剂层及全聚脲层，所述底剂层位于所述外桶面的外侧与所述外盖面的外侧，所述全聚脲层设置于所述桶身与所述桶盖且位于所述底剂层的外侧，所述底剂层的材料选自于由聚氨酯及环氧树脂所组成的群组，所述全聚脲层由A剂及B剂混合而成，所述A剂含有二苯甲烷异氰酸盐及端氨基聚醚树脂，所述B剂含有扩链剂。
2.根据权利要求1所述的环保全聚脲核废料桶，其特征在于：所述桶本体具有内镀锌层及外镀锌层，所述内镀锌层设置于所述桶身的内桶面与所述桶盖的内盖面，所述外镀锌层设置于所述桶身的外桶面与所述桶盖的外盖面且位于所述底剂层的内侧。
3.根据权利要求1所述的环保全聚脲核废料桶，其特征在于：所述桶身的内径不小于580mm。
4.根据权利要求1所述的环保全聚脲核废料桶，其特征在于：所述全聚脲层的厚度不小于2mm。
5.根据权利要求1所述的环保全聚脲核废料桶，其特征在于：所述桶身的最小厚度及所述桶盖的最小厚度均不小于6mm。
6.根据权利要求1所述的核废料贮存桶，其特征在于：所述桶身还具有桶螺纹部，所述桶盖还具有用于螺接所述桶螺纹部的盖螺纹部。
7.根据权利要求6所述的环保全聚脲核废料桶，其特征在于：所述桶身的桶螺纹部形成于所述外桶面，所述桶盖还具有连接于所述内盖面的侧环面，所述盖螺纹部形成于所述侧环面。
8.根据权利要求1所述的环保全聚脲核废料桶，其特征在于：所述A剂与所述B剂的比例为1:1.1。
9.根据权利要求1所述的环保全聚脲核废料桶，其特征在于：所述防护构造还包括设置于所述全聚脲层相反于所述底剂层的一侧的面漆层，所述面漆层具有警示的作用。
10.根据权利要求1所述的环保全聚脲核废料桶，其特征在于：所述桶本体由钢铁或高密度聚乙烯制成。
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