一种用于装运二氧化铀燃料芯块的运输容器

摘要

本发明涉及一种用于装运二氧化铀燃料芯块的运输容器，包括壳体，壳体内设有外密封容器，外密封容器内设有内密封容器，内密封容器中设有芯块盒，芯块盒内放置二氧化铀芯块，二氧化铀芯块被容器的壳体，外密封容器，内密封容器以及芯块盒进行重重保护，能够避免在运输过程中因交通事故引起的二氧化铀芯块的损坏，该容器具有防火、防水和抗震的功能，可以保证运输过程中货包的临界安全。

说明书

技术领域

本发明涉及运输设备领域，尤其是一种用于装运二氧化铀燃料芯块的运输容器。

背景技术

燃料芯块是构成核反应堆中使用的燃料元件中的燃料小块，通常为圆柱形。燃料芯块是燃料元件的核心部分，也是核电厂的能量来源。燃料芯块通常指二氧化铀燃料芯块(UO₂芯块)。UO₂芯块熔点约为2800℃，辐照稳定性好，对水的抗腐蚀性能好，与各种金属材料相容性良好。虽然UO₂芯块放射性水平较低，但作为放射性物质，其也属于第七类危险货物。此外，UO₂芯块经济价值高、质量要求严格，为了保证在运输事故条件下UO₂芯块的完好，防止UO₂芯块洒落，减轻经济损失和社会影响，需要特殊设计一种包装容器用于装运UO₂芯块。

UO₂芯块运输容器装载UO₂芯块后属于AF型货包，需保证事故条件下UO₂芯块的完好。容器内部有聚乙烯发泡塑料，其熔点约为150摄氏度，为保证聚乙烯发泡塑料的力学性能，需专门设计隔热材料。UO₂芯块为易裂变材料，在充分慢化(如被水浸没)、裂变材料质量足够的情况下，可能发生核临界，因此容器需具备良好的密封性能。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种用于装运二氧化铀燃料芯块的运输容器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于装运二氧化铀燃料芯块的运输容器，包括壳体，壳体内设有外密封容器，外密封容器内设有内密封容器，内密封容器中设有芯块盒，芯块盒内放置二氧化铀芯块，所述壳体包括外壳和内壳，外壳内壁的四角处设有直角钢板，内壳与直角钢板固定连接，外壳和内壳之间填充硅酸铝棉毯，壳体的顶部开口位置设有盖板，盖板的边角处设有角钢支撑板，角钢支撑板的上方固定吊板，盖板下方设有外包钢壳的硅酸铝棉毯，外包钢壳的硅酸铝棉毯的下方以及内壳的内腔的腔壁上固定减震板，外包钢壳的硅酸铝棉毯下方的减震板以及内壳腔壁上的减震板围成抗震密封腔，所述外密封容器位于抗震密封腔内通过减震板支撑包覆。

进一步，所述外密封容器包括外密封容器壳体，外密封容器壳体的顶部开口处设有外密封容器上盖，外密封容器上盖的侧面设有吊耳，外密封容器上盖通过螺栓与外密封容器壳体密封连接，外密封容器上盖与外密封容器壳体的接触位置设有密封圈，外密封容器壳体的内腔腔壁以及外密封容器上盖的底部均设有外密封容器减震板，内密封容器位于外密封容器壳体的内腔中通过外密封容器减震板支撑包覆。

进一步，所述内密封容器包括内密封容器壳体，内密封容器壳体由内密封容器上壳体和内密封容器下壳体组成，内密封容器下壳体的两侧设有支撑块，内密封容器上壳体两侧的法兰通过螺栓与支撑块密封连接，法兰与支撑块的接触处设有密封圈，内密封容器上壳体的顶部安装提手。

进一步，所述芯块盒包括芯块盒壳体以及设置在芯块盒壳体顶部与其活动连接的芯块盒上盖，芯块盒上盖的两侧设有母扣，芯块盒壳体的两侧设有与母扣对应的公扣，芯块盒上盖的顶部以及芯块盒壳体的底部包覆聚乙烯泡沫塑料板。

进一步，所述芯块盒壳体内设有多个横向聚乙烯泡沫塑料隔板和纵向聚乙烯泡沫塑料隔板，横向聚乙烯泡沫塑料隔板和纵向聚乙烯泡沫塑料隔板将芯块盒壳体的内腔分隔为多个芯块安置腔，二氧化铀芯块放置在芯块安置腔内。

进一步，所述壳体底部支撑在支座上，支座由四根纵向筋板和两张水平布置的盖板组成，形成叉车孔。

进一步，所述减震板，外密封容器减震板为泡桐木减震板，侧面放置的泡桐木减震板为竖纹，顶面和底面放置的泡桐木减震板为横纹。

进一步，所述外壳与盖板之间通过法兰以及螺栓固定连接，上下法兰之间使用XB350石棉橡胶垫密封。

本发明的有益效果为：该运输容器的壳体内设有外密封容器，外密封容器内设有内密封容器，内密封容器中设有芯块盒，芯块盒内放置二氧化铀芯块，UO₂芯块被容器的壳体，外密封容器，内密封容器以及芯块盒进行重重保护，能够避免在运输过程中因交通事故引起的UO₂芯块的损坏，该容器具有防火、防水和抗震的功能，可以保证运输过程中货包的临界安全。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明壳体的结构示意图；

图3为本发明外密封容器的结构示意图；

图4为本发明内密封容器的结构示意图；

图5为本发明芯块盒的结构示意图；

图6为本发明芯块盒的内部示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种用于装运二氧化铀燃料芯块的运输容器，包括壳体1，壳体1内设有外密封容器2，外密封容器2内设有内密封容器3，内密封容器3中设有芯块盒4，芯块盒4内放置二氧化铀芯块5，壳体1包括外壳11和内壳12，外壳11内壁的四角处设有直角钢板13，内壳12与直角钢板13固定连接，外壳11和内壳12之间填充硅酸铝棉毯14，壳体1的顶部开口位置设有盖板15，盖板15的边角处设有角钢支撑板16，角钢支撑板16的上方固定吊板17，盖板15下方设有外包钢壳的硅酸铝棉毯14，外包钢壳的硅酸铝棉毯14的下方以及内壳12的内腔的腔壁上固定减震板18，减震板18的材质为泡桐木减震板，泡桐木减震板侧面竖纹，顶面和底面横纹，角钢支撑板16下方的减震板18以及内壳12腔壁上的减震板18围成抗震密封腔19，外密封容器2位于抗震密封腔19内通过减震板18支撑包覆。

壳体1作为容器的第一层结构，其主要作用为：1)放置和吊装其内部的两层密封容器和芯块盒组；2)壳体内包裹的硅酸铝棉毯14为重要的隔热层，可有效减少火灾事故条件下热量向内传递；3)泡桐木作为减震材料，可以降低作用在密封容器上的动态负荷，保护密封性屏障的结构元件，盖板15的法兰为10mm厚的S30408不锈钢板，其盖板15为3mm厚的不锈钢板。盖板15设计有吊板17、角钢支撑板16，方便吊装和堆放，此外，角钢支撑板16下沿和法兰保护板可有效避免法兰、螺栓受到直接碰撞。角钢支撑板16内部填充100mm厚的2号(标准型)硅酸铝棉毯(密度为100kg/m³)，防止外部热量通过盖板15向内传导。角钢支撑板16的底部设计有55mm厚的横纹泡桐木，并通过直角钢板和ST5.5自攻螺钉固定。

外壳11和内壳12采用80#(d＝8mm)不锈钢角钢框架+2mm厚S30408不锈钢板包覆结构，稳定性好。外壳11和内壳12之间的空腔填充100mm厚的2号(标准型)硅酸铝棉毯(密度为100kg/m³)，防止外部热量通过壳体向内传导。壳体1底部支撑在支座10上，支座10由四根纵向筋板和两张水平布置的盖板组成，形成叉车孔101，方便叉装和堆放，底板四角各有一个18的通孔，用于运输过程中容器与车厢底部的固定。

上下法兰采用30个M12的A2-70内六角螺栓连接，其中有2套共4条法兰铅封螺栓，对角各使用2条，并分别对同一角的2条螺栓铅封。上下法兰之间使用XB350石棉橡胶垫密封。

进一步，图3所示，外密封容器2包括外密封容器壳体21，外密封容器壳体21的顶部开口处设有外密封容器上盖22，外密封容器上盖22的侧面设有吊耳25，外密封容器上盖22通过螺栓与外密封容器壳体21密封连接，外密封容器上盖22与外密封容器壳体21的接触位置设有密封圈23，外密封容器壳体21的内腔腔壁以及外密封容器上盖22的底部均设有外密封容器减震板24，内密封容器3位于外密封容器壳体21的内腔中通过外密封容器减震板24支撑包覆。

外密封容器壳体21采用5mm厚的S32168不锈钢板焊接而成，外形尺寸为418mm×354mm×300mm，外密封容器是容器的第二层结构，也是容器的第一层防水结构；

外密封容器上盖22设计的吊耳25数量为四个，吊耳孔尺寸15，板厚6mm。外密封容器上盖22与外密封容器壳体21的密封性能由榫槽配合的密封面和厚度为10mm的天然橡胶密封圈23保证。外密封容器壳体21内部衬有40-50mm厚的泡桐木材质的外密封容器减震板24，用于降低内密封容器3的动态负荷。

进一步，图4所示，内密封容器3包括内密封容器壳体，内密封容器壳体由内密封容器上壳体31和内密封容器下壳体32组成，内密封容器下壳体32的两侧设有支撑块33，内密封容器上壳体31两侧的法兰通过螺栓34与支撑块33密封连接，法兰与支撑块33的接触处设有密封圈35，内密封容器上壳体31的顶部安装提手36，方便容器移动。

内密封容器壳体采用5mm厚的S32168不锈钢板焊接而成，外形尺寸为326mm×262mm×189mm，内密封容器是容器的第三层结构，也是容器的第二层防水结构；

进一步，图5、图6所示，芯块盒4包括芯块盒壳体41以及设置在芯块盒壳体41顶部与其活动连接的芯块盒上盖42，芯块盒上盖42的两侧设有母扣43，芯块盒壳体41的两侧设有与母扣43对应的公扣44，芯块盒上盖42的顶部以及芯块盒壳体41的底部包覆聚乙烯泡沫塑料板45，防止运输过程芯块盒相互磕碰。

芯块盒壳体41内设有多个横向聚乙烯泡沫塑料隔板46和纵向聚乙烯泡沫塑料隔板47，横向聚乙烯泡沫塑料隔板46和纵向聚乙烯泡沫塑料隔板47将芯块盒壳体41的内腔分隔为多个芯块安置腔，二氧化铀芯块5放置在芯块安置腔内。

其中，芯块盒壳体41采用1mm厚的S30408不锈钢板冲压而成，外形尺寸为137mm×90mm×70mm。二氧化铀芯块5放置在芯块安置腔内通过横向聚乙烯泡沫塑料隔板46和纵向聚乙烯泡沫塑料隔板47支撑，横向聚乙烯泡沫塑料隔板46和纵向聚乙烯泡沫塑料隔板47起到固定二氧化铀芯块5以及防止二氧化铀芯块5磕碰的效果。

该运输容器的壳体1内设有外密封容器2，外密封容器2内设有内密封容器3，内密封容器3中设有芯块盒4，芯块盒4内放置二氧化铀芯块5，UO₂芯块被容器的壳体1，外密封容器2，内密封容器3以及芯块盒4进行重重保护，能够避免在运输过程中因交通事故引起的UO₂芯块的损坏，该容器具有防火、防水和抗震的功能，可以保证运输过程中货包的临界安全。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。