CN116978599A - 多重包容、多级缓冲、双层隔热的新燃料组件运输容器 - Google Patents
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Abstract
提供了一种多重包容、多级缓冲、双层隔热的新燃料组件运输容器，包括内包容壳、外包容壳以及隔热结构。内包容壳用于容纳新燃料组件，包括多个压紧机构。多个压紧机构的多个弹性体用于共同夹紧新燃料组件。外包容壳密封地容纳内包容壳，包括外壳体和减振结构。内包容壳位于外壳体的内侧，减振结构能够变形以吸收对新燃料组件运输容器的破坏能。隔热结构设置于内包容壳和外包容壳之间，包括隔热筒、隔热底以及隔热盖。隔热筒套设于内包容壳，隔热底设置于内包容壳的轴向一侧端部，隔热盖设置于内包容壳的轴向另一侧端部。如此，新燃料组件运输容器能够确保新燃料组件运输时具有绝对的高安全性和可靠性，从而杜绝发生任何可能的核事件/核事故。
Description
技术领域
本申请涉及运输领域，更具体地涉及一种多重包容、多级缓冲、双层隔热的新燃料组件运输容器。
背景技术
新燃料组件运输容器(New Fuel Assembly Transport Container)是一种专为运输刚从核燃料厂生产的核燃料组件(新燃料组件)而设计的容器，用于确保新燃料组件的临界安全。在运输新燃料组件时，新燃料组件运输容器需要满足新燃料组件的常规运输要求。当发生正常运输事件或事故运输时，新燃料组件运输容器能够防止核燃料外泄，从而防止核事件或核事故的发生。根据中国国家标准GB11806-2019，每种型号的新燃料组件均应有专用的新燃料组件运输容器。然而，目前缺少适用于低温堆的新燃料组件运输容器。
发明内容
鉴于上述现有技术的状态而做出本申请。本申请的目的在于提供一种多重包容、多级缓冲、双层隔热的新燃料组件运输容器，其能够克服或减轻上述背景技术中说明的缺点中的至少一个缺点。
为了实现上述目的，本申请采用如下的技术方案。
本申请提供了一种如下的多重包容、多级缓冲、双层隔热的新燃料组件运输容器，包括：内包容壳，其用于容纳新燃料组件，所述内包容壳包括多个压紧机构，所述压紧机构包括弹性体，所述多个压紧机构的多个所述弹性体用于共同夹紧所述新燃料组件；外包容壳，其密封地容纳所述内包容壳，所述外包容壳包括外壳体和减振结构，所述内包容壳位于所述外壳体的内侧，所述减振结构从所述外壳体的表面向所述外壳体的外侧凸出，所述减振结构能够变形以吸收对所述新燃料组件运输容器的破坏能；以及隔热结构，其设置于所述内包容壳和所述外包容壳之间，所述外包容壳密封地容纳所述隔热结构，所述隔热结构包括隔热筒、隔热底以及隔热盖，所述隔热筒套设于所述内包容壳，所述隔热底设置于所述内包容壳的轴向一侧端部，所述隔热盖设置于所述内包容壳的轴向另一侧端部，所述隔热筒包括隔热材料，所述隔热底和所述隔热盖包括隔热材料和减振材料。
在一个可选的方案中，所述内包容壳包括内壳体，所述内壳体包括内筒体、内壳底板以及内壳盖板，所述内筒体用于套设于所述新燃料组件，所述内壳底板安装于所述内筒体的轴向一侧端部，所述内壳盖板安装于所述内筒体的轴向另一侧端部，所述新燃料组件被限制于所述内壳底板和所述内壳盖板之间。
在另一个可选的方案中，所述内壳底板设置有气孔，所述内壳体的内侧能够经由所述气孔与所述内壳体的外侧连通。
在另一个可选的方案中，所述内包容壳还包括支垫，所述支垫具有弹性，所述支垫用于分隔所述内壳体和所述新燃料组件。
在另一个可选的方案中，所述压紧机构还包括压紧螺栓、压紧螺母以及压紧垫片，所述弹性体和所述压紧螺母套设于所述压紧螺栓，所述压紧螺栓与所述压紧螺母螺合，所述弹性体和所述压紧螺母被所述压紧垫片分隔开，所述压紧螺母能够围绕所述压紧螺栓转动，以通过所述压紧垫片向所述弹性体施加沿其轴向的压力，使得所述弹性体在其径向上膨胀，从而夹紧所述新燃料组件。
在另一个可选的方案中，所述内包容壳包括盲盖和压盖，所述盲盖和所述压盖包括减振材料，所述盲盖用于安装于所述新燃料组件的轴向一侧端部，所述压盖用于安装于所述新燃料组件的轴向另一侧端部。
在另一个可选的方案中，所述内包容壳包括多个加速度计，所述多个加速度计分别用于测量所述新燃料组件在多个不同方向上的加速度，所述多个不同方向彼此正交，所述加速度计被配置为在所述加速度达到过载阈值时被触发，并且记录所述新燃料组件的过载事件。
在另一个可选的方案中，所述隔热材料和/或所述减振材料包括复合纤维、木材、尼龙以及橡胶中的一种或多种材料。
在另一个可选的方案中，所述外壳体包括爆破孔，所述外包容壳还包括自熔爆破组件，所述自熔爆破组件包括爆破片、压紧螺钉、第一爆破垫片以及第二爆破垫片，所述爆破片封闭所述爆破孔，所述第一爆破垫片和所述第二爆破垫片夹持所述爆破片，所述压紧螺钉与所述外壳体螺合，所述压紧螺钉能够转动，以通过所述第一爆破垫片向所述爆破片施加压力，使得所述第一爆破垫片和所述第二爆破垫片夹紧所述爆破片，所述爆破片被配置为在预定的温度值或温度范围下熔化，使得所述外壳体的内侧经由所述爆破孔与所述外壳体的外侧连通。
在另一个可选的方案中，所述外包容壳还包括气门芯，所述气门芯安装于所述外壳体，所述外壳体用于容纳保护气，所述保护气能够经由所述气门芯充入所述外壳体。
采用上述技术方案，通过设置内包容壳、外包容壳以及隔热结构，新燃料组件运输容器能够具有较好的抗振、防火、防水以及核安全性能，从而能够有效避免新燃料组件在运输时发生核事件或核事故，使得新燃料组件运输容器在运输新燃料组件时具有绝对的高安全性和可靠性。
附图说明
图1示出了根据本申请的一个实施例的多重包容、多级缓冲、双层隔热的新燃料组件运输容器的示意图。
图2示出了图1中的新燃料组件运输容器的端部视图。
图3示出了图1中的新燃料组件运输容器的爆炸图。
图4示出了图3中的新燃料组件运输容器的隔热结构的示意图。
图5示出了图3中的新燃料组件运输容器的内包容壳的示意图。
图6示出了图1中的新燃料组件运输容器的剖视图。
图7示出了图5中的内包容壳的一个剖视图。
图8示出了图7中的内包容壳的B-B剖视图。
图9示出了图1中的新燃料组件运输容器的外包容壳的自熔爆破组件的剖视图。
附图标记说明
1内包容壳；
11内壳体；111内筒体；112内壳底板；113内壳盖板；11a气孔；
12压紧机构；121弹性体；122压紧螺栓；123压紧螺母；124压紧垫片；
13 盲盖；
14 压盖；
15 加速度计；
16 环支垫；
17 方支垫；
2 外包容壳；
21外壳体；211外筒体；212外壳底板；213端盖；21a爆破孔；
22减振结构；
23自熔爆破组件；231爆破片；232压紧螺钉；233第一爆破垫片；234 第二爆破垫片；
24 气门芯；
3隔热结构；31隔热筒；32隔热底；33隔热盖；
4新燃料组件；
A轴向；R径向；C周向。
具体实施方式
下面参照附图描述本申请的示例性实施例。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本申请，而不用于穷举本申请的所有可行的方式，也不用于限制本申请的范围。
在本申请中，如无特殊说明，“减振材料”是指具有减振功能的材料，“一者与另一者螺合”是指一者与另一者螺纹连接。
图1至图9示出了根据本申请的一个实施例的多重包容、多级缓冲、双层隔热的新燃料组件运输容器，特别是一种适用于低温堆的一体化有盒燃料组件的新燃料组件运输容器。
参照图1至图6，新燃料组件运输容器可以包括内包容壳1、外包容壳2以及隔热结构3。内包容壳1可以容纳新燃料组件4，外包容壳2可以容纳内包容壳1，隔热结构3可以设置于外包容壳2和内包容壳1之间。
参照图3以及图5至图8，内包容壳1可以包括内壳体11、压紧机构12、盲盖13、压盖14、加速度计15、环支垫16以及方支垫17。
内壳体11可以包括内筒体111、内壳底板112以及内壳盖板113。具体地，内壳体11可以由不锈钢制成，例如可以由奥氏体不锈钢制成。内壳底板112可以设置于内筒体111的轴向一侧端部(图6和图7中的右端部)，并且与内筒体111螺合。内壳盖板113可以设置于内筒体111的轴向另一侧端部(图6和图7中的左端部)，并且与内筒体111螺合。内壳底板112设置有气孔11a，气孔11a可以沿轴向A贯通内壳底板112。在例如火烧的高温情况下，内壳体11内的气体可以经由气孔11a以及螺纹间隙排出，从而释放内壳体11内的气体压力。当需要装载或卸出新燃料组件4时，新燃料组件4可以通过吊装的方式插入或离开内壳体11。
压紧机构12可以包括弹性体121、压紧螺栓122、压紧螺母123以及压紧垫片124。具体地，压紧螺栓122可以与内筒体111焊接，压紧螺母123可以与压紧螺栓122螺合。弹性体121可以由橡胶制成，其可以套设于压紧螺母123。压紧垫片124可以套设于压紧螺栓122，用于分隔压紧螺母123和弹性体121。弹性体121的轴向一端(图6和图7中的右端)可以抵靠内筒体111，弹性体121的轴向另一端(图6和图7中的左端)可以经由压紧垫片124抵靠压紧螺母123。压紧螺栓122可以沿轴向A延伸，压紧螺母123可以围绕压紧螺栓122转动，以向弹性体121施加沿轴向A的压力。在压力的作用下，弹性体121可以在轴向A上被压缩，并且在径向R上膨胀。多个压紧机构12可以在周向C上间隔均匀地布置，例如压紧机构12的数量可以为四个。
盲盖13、压盖14以及加速度计15可以安装于新燃料组件4。具体地，盲盖13可以螺合于新燃料组件4的轴向一侧端部(图6和图7中的右端部)，压盖14可以套设于新燃料组件4的轴向另一侧端部(图6和图7中的左端部)。加速度计15用于测量新燃料组件4的加速度，其可以通过紧固件安装于压盖14。加速度计15的数量可以为多个，多个加速度计15可以分别测量多个不同方向上的加速度，例如多个不同方向可以是彼此正交的。加速度计15可以具有可设定的过载阈值，例如过载阈值可以为4g或6g。在整个运输过程中，一旦表征新燃料组件4的振动加速度达到该过载阈值，加速度计15可以被触发，并且记录该过载事件。盲盖13和压盖14可以包括减振材料。盲盖13的整体可以由具有减振功能的尼龙制成。压盖14可以由不锈钢和具有减振功能的软木纸制成，不锈钢和软木纸可以在轴向A上层叠地布置。
内壳体11可以容纳新燃料组件4。具体地，内壳底板112可以套设于新燃料组件4的轴向一侧端部(图6和图7中的右端部)，内壳盖板113可以经由压盖14抵靠新燃料组件4的轴向另一侧端部(图6和图7中的左端部)，使得新燃料组件4在轴向A上受到限位。每个压紧机构12的弹性体121可以在径向R上膨胀，多个膨胀的弹性体121可以共同夹紧新燃料组件4，使得新燃料组件4在径向R上受到限位。通过转动压紧螺母123，弹性体121向新燃料组件4施加的压紧力可以被调节。环支垫16和方支垫17可以具有弹性，例如可以由高弹性尼龙制成。环支垫16和方支垫17套设于新燃料组件4，新燃料组件4和内壳体11可以被环支垫16和方支垫17分隔开，使得新燃料组件4和内壳体11彼此不相接触，从而起到缓冲减振和隔热的效果。
参照图1至图3、图6以及图9，外包容壳2可以包括外壳体21、减振结构22、自熔爆破组件23以及气门芯24。
外壳体21可以包括外筒体211、外壳底板212以及端盖213。具体地，外壳体21可以由不锈钢制成，例如可以由奥氏体不锈钢制成。外壳底板212可以设置于外筒体211的轴向一侧端部(图6中的右端部)，并且与外筒体211焊接。端盖213可以设置于外筒体211的轴向另一侧端部(图6中的左端部)，并且与外筒体211可拆卸地密封连接，例如可以在端盖213和外筒体211之间设置密封圈，使得外壳体21是密封的。盖板213可以设置有爆破孔21a，爆破孔21a可以为具有内螺纹的台阶通孔。当需要装载或卸出新燃料组件4时，运输容器可以竖直地布置，新燃料组件4可以通过垂直吊装的方式插入或离开内壳体11。外筒体211和端盖213可以设置有彼此对应的铅封孔。铅封可以安装于外筒体211和端盖213，使得新燃料组件运输容器具有核安保功能。
减振结构22可以为具有减振缓冲与支撑作用的结构。具体地，减振结构22可以设置于外壳体21的表面，并且向外壳体21的外侧凸出。减振结构22可以与外壳体21固定，例如可以通过焊接或一体形成等方式与外壳体21固定。在跌落或动态压碎等运输事故情况下，减振结构22能够变形以吸收对运输容器的破坏能，从而达到维持新燃料组件4结构完整和外包容壳2密封的效果。
参照图9，自熔爆破组件23可以包括爆破片231、压紧螺钉232、第一爆破垫片233以及第二爆破垫片234。具体地，第一爆破垫片233和第二爆破垫片234可以为环状。爆破片231、第一爆破垫片233以及第二爆破垫片234可以在轴向上层叠地布置，爆破片231可以位于第一爆破垫片233和第二爆破垫片234之间。爆破片231、第一爆破垫片233以及第二爆破垫片234可以位于爆破孔21a内，第二爆破垫片234的轴向一侧端部(图9中的右端部)可以抵靠至爆破孔21a的肩部。压紧螺钉232可以为筒状，压紧螺钉的外周面可以设置有与爆破孔21a对应的外螺纹。压紧螺钉232可以与端盖213螺合，压紧螺钉232的轴向一侧端部(图9中的右端部)可以抵靠至第一爆破垫片233的轴向另一侧端部(图9中的左端部)，使得第一爆破垫片233和第二爆破垫片234夹紧爆破片231。第一爆破垫片233和第二爆破垫片234可以由紫铜制成，其可以作为密封垫片。爆破片231可以由锡合金制成，其可以封闭爆破孔21a。在例如火烧的高温情况下，爆破片21a可以在预定的温度范围下熔化，使得外壳体21内的气体可以经由爆破孔21a排出，从而防止新燃料组件运输容器爆炸。
外壳体21可以容纳保护气。具体地，保护气可以为氮气，其用于防止新燃料组件4在运输和暂存过程中发生氧化。气门芯24可以安装于端盖213。保护气可以经由气门芯24充入外壳体21，进入外壳体21的保护气可以经由气孔11a和内壳体11上的螺纹间隙进入内壳体11。
参照图3、图4以及图6，隔热结构3可以包括隔热筒31、隔热底32以及隔热盖33。具体地，隔热筒31可以套设于内筒体111，隔热底32可以抵靠内壳体11的轴向一侧端部(图6中的右端部)，隔热盖33可以抵靠内壳体11的轴向另一侧端部(图6中的左端部)。隔热筒31可以包括隔热材料，使得运输容器能够具有较好的隔热性能，从而确保新燃料组件4在火烧事故中保持较低温度、结构完整且燃料包壳(新燃料组件4的一部分)密封。隔热底32和隔热盖33可以包括隔热材料和减振材料，隔热材料和减振材料可以在轴向A上层叠地布置。隔热材料可以为复合纤维，例如可以为硅酸铝复合纤维。减振材料可以为木材，例如可以为松木。
这样，通过设置内包容壳1、外包容壳2以及隔热结构3，新燃料组件运输容器能够具有较好的抗振、防火、防水以及核安全性能，从而能够有效避免核事件或核事故的发生，使得新燃料组件运输容器在新燃料组件运输时具有绝对的高安全性和可靠性。
应当理解，上述实施例仅是示例性的，不用于限制本申请。本领域技术人员可以在本申请的教导下对上述实施例做出各种变型和改变，而不脱离本申请的范围。
应当理解，爆破片21a不限于由合金制成，例如可以由纯金属制成，使得爆破片21a可以在预定的温度值(纯金属的熔点)下熔化。爆破片21a不限于由金属制成，例如可以由塑料或尼龙制成。
应当理解，隔热材料不限于为复合纤维，例如可以包括复合纤维、木材、尼龙以及橡胶中的一种或多种材料。
应当理解，减振材料不限于为木材或尼龙，例如可以包括复合纤维、木材、尼龙以及橡胶中的一种或多种材料。
应当理解，保护气不限于为氮气，例如可以为惰性气体。
Claims (10)
1.一种多重包容、多级缓冲、双层隔热的新燃料组件运输容器，其特征在于，包括：
内包容壳(1)，其用于容纳新燃料组件(4)，所述内包容壳(1)包括多个压紧机构(12)，所述压紧机构(12)包括弹性体(121)，所述多个压紧机构(12)的多个所述弹性体(121)用于共同夹紧所述新燃料组件(4)；
外包容壳(2)，其密封地容纳所述内包容壳(1)，所述外包容壳(2)包括外壳体(21)和减振结构(22)，所述内包容壳(1)位于所述外壳体(21)的内侧，所述减振结构(22)从所述外壳体(21)的表面向所述外壳体(21)的外侧凸出，所述减振结构(22)能够变形以吸收对所述新燃料组件运输容器的破坏能；以及
隔热结构(3)，其设置于所述内包容壳(1)和所述外包容壳(2)之间，所述外包容壳(2)密封地容纳所述隔热结构(3)，所述隔热结构(3)包括隔热筒(31)、隔热底(32)以及隔热盖(33)，所述隔热筒(31)套设于所述内包容壳(1)，所述隔热底(32)设置于所述内包容壳(1)的轴向一侧端部，所述隔热盖(33)设置于所述内包容壳(1)的轴向另一侧端部，所述隔热筒(31)包括隔热材料，所述隔热底(32)和所述隔热盖(33)包括隔热材料和减振材料。
2.根据权利要求1所述的新燃料组件运输容器，其特征在于，所述内包容壳(1)包括内壳体(11)，所述内壳体(11)包括内筒体(111)、内壳底板(112)以及内壳盖板(113)，所述内筒体(111)用于套设于所述新燃料组件(4)，所述内壳底板(112)安装于所述内筒体(111)的轴向一侧端部，所述内壳盖板(113)安装于所述内筒体(111)的轴向另一侧端部，所述新燃料组件(4)被限制于所述内壳底板(112)和所述内壳盖板(113)之间。
3.根据权利要求2所述的新燃料组件运输容器，其特征在于，所述内壳底板(112)设置有气孔(11a)，所述内壳体(11)的内侧能够经由所述气孔(11a)与所述内壳体(11)的外侧连通。
4.根据权利要求2所述的新燃料组件运输容器，其特征在于，所述内包容壳(1)还包括支垫(16、17)，所述支垫(16、17)具有弹性，所述支垫(16、17)用于分隔所述内壳体(11)和所述新燃料组件(4)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的新燃料组件运输容器，其特征在于，所述压紧机构(12)还包括压紧螺栓(122)、压紧螺母(123)以及压紧垫片(124)，所述弹性体(121)和所述压紧螺母(123)套设于所述压紧螺栓(122)，所述压紧螺栓(122)与所述压紧螺母(123)螺合，所述弹性体(121)和所述压紧螺母(123)被所述压紧垫片(124)分隔开，所述压紧螺母(123)能够围绕所述压紧螺栓(122)转动，以通过所述压紧垫片(124)向所述弹性体(121)施加沿其轴向(A)的压力，使得所述弹性体(121)在其径向(R)上膨胀，从而夹紧所述新燃料组件(4)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的新燃料组件运输容器，其特征在于，所述内包容壳(1)包括盲盖(13)和压盖(14)，所述盲盖(13)和所述压盖(14)包括减振材料，所述盲盖(13)用于安装于所述新燃料组件(4)的轴向一侧端部，所述压盖(14)用于安装于所述新燃料组件(4)的轴向另一侧端部。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的新燃料组件运输容器，其特征在于，所述内包容壳(1)包括多个加速度计(15)，所述多个加速度计(15)分别用于测量所述新燃料组件(4)在多个不同方向上的加速度，所述多个不同方向彼此正交，所述加速度计(15)被配置为在所述加速度达到过载阈值时被触发，并且记录所述新燃料组件(4)的过载事件。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的新燃料组件运输容器，其特征在于，所述隔热材料和/或所述减振材料包括复合纤维、木材、尼龙以及橡胶中的一种或多种材料。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的新燃料组件运输容器，其特征在于，所述外壳体(21)包括爆破孔(21a)，所述外包容壳(2)还包括自熔爆破组件(23)，
所述自熔爆破组件(23)包括爆破片(231)、压紧螺钉(232)、第一爆破垫片(233)以及第二爆破垫片(234)，所述爆破片(231)封闭所述爆破孔(21a)，所述第一爆破垫片(233)和所述第二爆破垫片(234)夹持所述爆破片(231)，所述压紧螺钉(232)与所述外壳体(21)螺合，所述压紧螺钉(232)能够转动，以通过所述第一爆破垫片(233)向所述爆破片(231)施加压力，使得所述第一爆破垫片(233)和所述第二爆破垫片(234)夹紧所述爆破片(231)，
所述爆破片(231)被配置为在预定的温度值或温度范围下熔化，使得所述外壳体(21)的内侧经由所述爆破孔(21a)与所述外壳体(21)的外侧连通。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的新燃料组件运输容器，其特征在于，所述外包容壳(2)还包括气门芯(24)，所述气门芯(24)安装于所述外壳体(21)，所述外壳体(21)用于容纳保护气，所述保护气能够经由所述气门芯(24)充入所述外壳体(21)。
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| CN202310775204.1A CN116978599A (zh) | 2023-06-28 | 2023-06-28 | 多重包容、多级缓冲、双层隔热的新燃料组件运输容器 |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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