CN114743706B - 核废料容器 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及高危防辐射领域,尤其是涉及一种核废料容器,其包括顶端开口的罐体和设在所述罐体开口处的封口盖,所述罐体内设有能够伸展变形的内胆和夹持组件,所述内胆通过所述夹持组件固定在所述罐体的内壁上,所述内胆的端部通过弹簧与所述罐体连接,所述内胆的胆壁和所述罐体的内壁之间留有空隙。本申请能够改善核废料易泄漏并对土壤造成污染的问题。
Description
技术领域
本申请涉及高危防辐射领域,尤其是涉及一种核废料容器。
背景技术
核废料泛指在核燃料生产、加工或者核反应堆用过的不再需要并具有放射性的废料,核废料按物理状态一般分为核废液、核废气和干式核废料。在对干式核废料进行处理时,先将干式核废料装填入核废料容器并对干式核废料进行压缩,核废料容器填满后将核废料容器长时间深埋于地下。
在上述干式核废料的处理过程中,发明人发现上述技术至少存在以下问题:核废料容器在深埋于地下的过程中,地底的岩石因地壳运动可能发生变形从而对核废料容器造成挤压,核废料容器可能会因挤压而破裂从而导致核废料泄漏并对土壤造成污染。
发明内容
为了改善核废料易泄漏并对土壤造成污染的问题,本申请提供一种核废料容器。
本申请提供的一种核废料容器采用如下的技术方案:
一种核废料容器,包括顶端开口的罐体和设在所述罐体开口处的封口盖,所述罐体内设有能够伸展变形的内胆和夹持组件,所述内胆通过所述夹持组件固定在所述罐体的内壁上,所述内胆的端部通过弹簧与所述罐体连接,所述内胆的胆壁和所述罐体的内壁之间留有空隙。
通过采用上述技术方案,核废料装填在罐体的内胆中,当地底的岩石因地壳运动对核废料容器造成挤压时,由于罐体与内胆之间留有空隙,使得罐体遭受冲击甚至破裂之后内胆仍有较大的可能维持原状,且内胆受到挤压后能够发生形变从而减缓受到的冲击力,从而尽可能防止核废料泄漏并对土壤造成污染。
在一个具体的可实施方案中,所述罐体的顶面设有保护壳,所述保护壳的顶面铰接有保护盖,所述保护盖与所述封口盖之间铰接有连接杆,所述保护盖上设有锁紧机构。
通过采用上述技术方案,通过加设保护壳以及保护盖,使得罐体不易受到外来的损坏,从而起到防护作用。锁紧机构的设置能够进一步加强保护盖的保护作用,使得保护盖不易因误触而打开。
在一个具体的可实施方案中,所述锁紧机构包括壳体、电机和螺杆,所述电机安装在所述壳体的底面,所述电机的输出轴穿过所述壳体连有第一齿轮;所述螺杆沿水平方向设置在所述壳体内且能够转动,所述螺杆靠近所述第一齿轮的一端设有第二齿轮,所述第一齿轮与所述第二齿轮相啮合;所述螺杆上螺纹连接有滑块,所述滑块连有第二卡块,所述第二卡块设在所述壳体外,所述保护壳上开设有供所述第二卡块卡入的卡槽。
通过采用上述技术方案,启动电机后,第一齿轮带动第二齿轮发生转动,使得滑块在螺杆上移动并带动第二卡块卡入卡槽内,从而对保护盖起到锁紧的作用。
在一个具体的可实施方案中,所述内胆的胆壁呈波浪状,所述内胆的两端呈内凹的弧形。
通过采用上述技术方案,向核废料容器内装填核废料时,核废料进入内胆,随着核废料数量的增多,内胆受到的压力增大,通过内胆波浪形的胆壁和内陷的端部伸展变形能够有效化解内胆受到的压力,从而尽可能避免内胆破裂。
在一个具体的可实施方案中,所述内胆与所述罐体的内壁之间设有柔性填充物,所述柔性填充物为岩棉。
通过采用上述技术方案,岩棉能够将内胆的胆壁和罐体的内壁之间阻隔开,缓冲两者之间的作用力,且相较于其他填充物,岩棉能够更好地减轻核废料容器的重量。
在一个具体的可实施方案中,所述罐体外设有防护层,所述防护层为含铅水泥。
通过采用上述技术方案,铅是自然界中原子序数较高的元素,能够有效减缓核辐射的溢出,且相较于原子序数更高的元素,更为划算且易获取。水泥的作用是对核废料容器的结构进行加强保护,尽可能防止核废料容器因挤压而破裂并导致核废料泄漏。
在一个具体的可实施方案中,所述罐体上设有加固机构,所述加固机构包括环体和两个固定板,所述环体套设在所述罐体的外壁上,所述环体的一侧开口设置,两个所述固定板与所述环体的两端一一对应,所述固定板与所述环体对应的端部固定连接,两个所述固定板通过螺栓连接。
通过采用上述技术方案,通过螺栓将两个固定板固定从而将环体套设在罐体的外壁,能够有效加强罐体的牢固性,同时环体拆卸方便,能够反复使用并节省成本。
在一个具体的可实施方案中,所述罐体的底部设有若干个加强筋,所述加强筋呈伞状分布在所述罐体的底部,所述加强筋的整体呈弧形且与所述罐体的外表面相贴合。
通过采用上述技术方案,由于加强筋与罐体的外表面相贴合,便于加强筋将罐体的底部托住,从而提升罐体底部的支撑力,加强罐体整体的牢固性。
在一个具体的可实施方案中,所述封口盖的底面设有双轴气缸,所述双轴气缸的活塞杆均连有第一卡块,所述第一卡块的一侧与所述罐体的内顶壁相抵。
通过采用上述技术方案,启动双轴气缸使得双轴气缸的活塞杆带动第一卡块伸缩,并使得第一卡块能够与罐体的内底壁相抵,起到对封口盖的锁紧作用。
在一个具体的可实施方案中,所述内胆的底面设有第一磁块,所述弹簧靠近内胆的一端设有第二磁块,所述第一磁块与所述第二磁块相互磁吸。
通过采用上述技术方案,通过设置第一磁块和第二磁块,利用两者之间的磁力将内胆固定在罐体内,相较于其他固定方式无需人工调整,更为便捷。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.核废料装填在罐体的内胆中,当地底的岩石因地壳运动对核废料容器造成挤压时,由于罐体与内胆之间留有空隙,使得罐体遭受冲击甚至破裂之后内胆仍有较大的可能维持原状,且内胆受到挤压后能够发生形变从而减缓受到的冲击力,从而尽可能防止核废料泄漏并对土壤造成污染;
2.向核废料容器内装填核废料时,核废料进入内胆,随着核废料数量的增多,内胆受到的压力增大,通过内胆波浪形的胆壁和内陷的端部伸展变形能够有效化解内胆受到的压力,从而尽可能避免内胆破裂;
3.铅是自然界中原子序数较高的元素,能够有效阻挡核辐射,且相较于原子序数更高的元素,更为划算且易获取。水泥的作用是对核废料容器的结构进行加强保护,尽可能防止核废料容器因挤压而破裂并导致核废料泄漏。
附图说明
图1是本申请实施例中核废料容器的整体结构示意图。
图2是本申请实施例中核废料容器的剖视图。
图3是图1中A部分的放大图。
图4是本申请实施例中保护壳的剖视图。
图5是本申请实施例中保护盖的剖视图。
图6是图5中B部分的放大图。
附图标记说明:1、罐体;11、防护层;12、安装环;13、夹持组件;131、电动推杆;132、夹持板;14、安装座;2、封口盖;21、堵块;22、双轴气缸;23、第一卡块;24、连接杆;3、内胆;31、第一磁块;32、弹簧;321、第二磁块;4、支脚;5、加固机构;51、环体;52、固定板;53、螺栓;6、锁紧机构;61、壳体;62、电机;63、驱动轴;64、第一齿轮;65、第二齿轮;66、螺杆;67、第二卡块;68、滑块;69、连杆;7、保护壳;71、保护盖;72、卡槽;8、加强筋;9、拉手。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种核废料容器。参照图1和图2,核废料容器包括顶端开口设置的罐体1和用于封闭罐体1开口处的封口盖2,罐体1的底端固定连接有四个支脚4,罐体1的外侧壁上覆盖有防护层11,防护层11为含铅水泥,铅是自然界中原子序数较高的元素,能够有效减缓核辐射的溢出,且相较于原子序数更高的元素,更为划算且易获取,水泥的作用是对核废料容器的结构进行加强保护,使得核废料容器能够承受较大的冲击力。
参照图1,罐体1上设有安装环12,安装环12套设且固定安装在罐体1的外侧壁上。罐体1的底部设有若干个加强筋8,加强筋8的整体呈弧形且与罐体1的外表面相贴合,加强筋8的一端与安装环12的底面固定连接,加强筋8的另一端与罐体1的底部固定连接。若干个加强筋8呈伞状均匀分布在罐体1的底部,加强筋8的设置能够对罐体1的底部起到辅助支撑的作用,从而提升了罐体1底部的支撑力,加强了罐体1整体的稳固性。
参照图2,罐体1内设有能够伸展变形的内胆3,内胆3的胆壁呈波浪状且内胆3的两个端部向呈内凹的弧形,核废料装填在内胆3中,内胆3的顶端初始状态下为开口,核废料从开口装入内胆3内,装入后再将端盖焊接在内胆3的顶部。内胆3的胆壁和罐体1的内壁之间设有四组夹持组件13,其中两组夹持组件13相对设置,另外两组夹持组件13相对设置,每组夹持组件13均包括电动推杆131和夹持板132,电动推杆131的一端与罐体1的内壁固定连接,电动推杆131的另一端与夹持板132固定连接,夹持板132呈“C”型且开口远离电动推杆131,电动推杆131能够带动夹持板132从内胆3的胆壁两侧将内胆3外侧壁的凹陷部夹持住,既不易上下松动,又能够保持内胆3在罐体1内的平衡。内胆3的底面固定安装有第一磁块31,罐体1的内底壁上固定安装有弹簧32,弹簧32竖直设置且弹簧32的顶面固定安装有能够与第一磁块31相磁吸的第二磁块321,内胆3装入罐体1后通过第一磁块31与第二磁块321相互磁吸的作用力从而将内胆3固定在罐体1内部。在向内胆3中装填核废料的过程中,随着核废料的堆积,内胆3波浪形的胆壁和向内凹陷的端部伸展变形能够有效化解内胆3受到的压力。内胆3与罐体1内壁之间的空隙内填充有岩棉,岩棉具有柔性且能够将罐体1与内胆3之间很好地阻隔开,缓冲两者之间的作用力,且相较于其他填充物,岩棉能够更好地减轻核废料容器的重量,便于核废料容器的安全运输。当地底的岩石因地壳运动对深埋于地底的核废料容器造成挤压时,罐体1与内胆3之间留有空隙且装填有岩棉,使得罐体1遭受冲击甚至破裂之后内胆3仍有较大的可能维持原状,从而尽可能防止核废料泄漏并对土壤造成污染。
参照图1,罐体1的外侧壁上设有加固机构5,结合图3,加固机构5包括环体51和两块固定板52,环体51的一侧开口设置且整体结构呈C型,环体51套设在防护层11的外侧,环体51的两端与两块固定板52一一对应,两块固定板52通过螺栓53固定连接。通过螺栓53锁紧固定板52,由于核废料自身带有的核辐射,核废料在容器内极易发生放热反应从而使得罐体1向外膨胀,环体51能够夹紧罐体1使得罐体1不易因膨胀而损坏。需要说明的是,加固机构5能够设有若干个且均匀分布在罐体1的外侧壁,结合图2,还可以设在与夹持组件13相对应的外侧壁上,从而加强夹持组件13的连接强度。
参照图4,罐体1的顶面设有安装座14,安装座14与封口盖2的顶面铰接。结合图2,封口盖2的底面固定连接有堵块21,堵块21的底面固定安装有双轴气缸22,双轴气缸22的两个活塞杆均固定连接有第一卡块23,第一卡块23的一侧与罐体1的内顶壁相抵,启动双轴气缸22,使得活塞杆能够带动第一卡块23伸缩,并使得第一卡块23能够抵住罐体1的内顶壁,起到对封口盖2的锁紧作用。
参照图5,罐体1的顶面设有保护壳7,保护壳7呈圆环状且内径大小与罐体1的内径大小相同,保护壳7的顶面铰接有保护盖71,保护盖71的底面设有锁紧机构6,结合图6,锁紧机构6包括中空的壳体61和电机62,壳体61固定安装在保护盖71的底面,电机62固定安装在壳体61的底面,电机62的输出轴穿过壳体61固定连接有驱动轴63,驱动轴63远离电机62的一端固定连接有第一齿轮64。壳体61内设有两组锁紧组件,两组锁紧组件对称设置且结构相同,接下来以一组锁紧组件为例作出详细介绍:锁紧组件包括螺杆66和滑块68,螺杆66横向设置在壳体61内部且螺杆66能够在壳体61内发生转动,螺杆66靠近第一齿轮64的一端固定连接有第二齿轮65,第二齿轮65与第一齿轮64相啮合,滑块68与螺杆66螺纹连接,滑块68固定连接有连杆69,连杆69远离滑块68的一端穿过壳体61并固定连接有第二卡块67。保护壳7的内侧壁上开设有两处卡槽72,两处卡槽72对称设置,卡槽72与第二卡块67一一对应,启动电机62后,电机62的输出轴带动第一齿轮64转动,第二齿轮65因啮合的设置同时带动螺杆66发生转动,滑块68在螺杆66上移动并能够带动第二卡块67卡入或滑出对应的卡槽72,从而完成对保护盖71的锁紧或解锁。
参照图4,保护盖71的顶面规定安装有拉手9,拉手9的设置便于工作人员操纵机械设备打开保护盖71。封口盖2与保护盖71之间连有连杆69,连杆69的一端与封口盖2的顶面铰接,连杆69的另一端与保护盖71的底面铰接,操纵机械设备打开保护盖71时,连杆69的设置使得封口盖2能够同时被打开,从而使得核废料容器的处理工作更加便捷。
本申请实施例一种核废料容器的实施原理为:核废料储存在内胆3中,在向内胆3中装填核废料的过程中,随着核废料的堆积,内胆3波浪形的胆壁和向内凹陷的端部伸展变形能够有效化解内胆3受到的压力,且柔性填充物岩棉能够将内胆3与罐体1阻隔开,缓冲两者之间的作用力。罐体1底部设置的加强筋8和外侧壁上设置的加固机构5均起到提升罐体1整体牢固性的作用,罐体1的外侧壁上设置的含铅水泥防护层11既能够对核废料容器的结构进行加强保护,又能够有效减缓核辐射的溢出。当地底的岩石因地壳运动对深埋于地底的核废料容器造成挤压时,罐体1与内胆3之间留有空隙且装填有岩棉,使得罐体1遭受冲击甚至破裂之后内胆3仍有较大的可能维持原状,从而尽可能防止核废料泄漏并对土壤造成污染。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种核废料容器,包括顶端开口的罐体(1)和设在所述罐体(1)开口处的封口盖(2),其特征在于,所述罐体(1)内设有能够伸展变形的内胆(3)和夹持组件(13),所述内胆(3)通过所述夹持组件(13)固定在所述罐体(1)的内壁上,所述内胆(3)的端部通过弹簧(32)与所述罐体(1)连接,所述内胆(3)的胆壁和所述罐体(1)的内壁之间留有空隙,所述罐体(1)的顶面设有保护壳(7),所述保护壳(7)的顶面铰接有保护盖(71),所述保护盖(71)与所述封口盖(2)之间铰接有连接杆(24),所述保护盖(71)上设有锁紧机构(6),所述锁紧机构(6)包括壳体(61)、电机(62)和螺杆(66),所述电机(62)安装在所述壳体(61)的底面,所述电机(62)的输出轴穿过所述壳体(61)连有第一齿轮(64);所述螺杆(66)沿水平方向设置在所述壳体(61)内且能够转动,所述螺杆(66)靠近所述第一齿轮(64)的一端设有第二齿轮(65),所述第一齿轮(64)与所述第二齿轮(65)相啮合;所述螺杆(66)上螺纹连接有滑块(68),所述滑块(68)连有第二卡块(67),所述第二卡块(67)设在所述壳体(61)外,所述保护壳(7)上开设有供所述第二卡块(67)卡入的卡槽(72)。
2.根据权利要求1所述的核废料容器,其特征在于:所述内胆(3)的胆壁呈波浪状,所述内胆(3)的两端呈内凹的弧形。
3.根据权利要求1所述的核废料容器,其特征在于:所述内胆(3)与所述罐体(1)的内壁之间设有柔性填充物,所述柔性填充物为岩棉。
4.根据权利要求1所述的核废料容器,其特征在于:所述罐体(1)外设有防护层(11),所述防护层(11)为含铅水泥。
5.根据权利要求1所述的核废料容器,其特征在于:所述罐体(1)上设有加固机构(5),所述加固机构(5)包括环体(51)和两个固定板(52),所述环体(51)套设在所述罐体(1)的外壁上,所述环体(51)的一侧开口设置,两个所述固定板(52)与所述环体(51)的两端一一对应,所述固定板(52)与所述环体(51)对应的端部固定连接,两个所述固定板(52)通过螺栓(53)连接。
6.根据权利要求1所述的核废料容器,其特征在于:所述罐体(1)的底部设有若干个加强筋(8),所述加强筋(8)呈伞状分布在所述罐体(1)的底部,所述加强筋(8)的整体呈弧形且与所述罐体(1)的外表面相贴合。
7.根据权利要求1所述的核废料容器,其特征在于:所述封口盖(2)的底面设有双轴气缸(22),所述双轴气缸(22)的活塞杆均连有第一卡块(23),所述第一卡块(23)的一侧与所述罐体(1)的内顶壁相抵。
8.根据权利要求1所述的核废料容器,其特征在于:所述内胆(3)的底面设有第一磁块(31),所述弹簧(32)靠近内胆(3)的一端设有第二磁块(321),所述第一磁块(31)与所述第二磁块(321)相互磁吸。
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