[发明专利]一种新型乏燃料运输设备

说明书

本发明提供一种新型乏燃料运输设备，所述设备创造性的使用一种以铅合金为主要原材料的多层异形嵌合结构辐射屏蔽材料，充分利用不同元素射线的协同防护效应以达到最佳屏蔽效果，本发明提供的新型乏燃料运输设备能有效屏蔽X/γ射线和中子辐射，具备优异的耐热、耐腐蚀性特性，本发明所提供的乏燃料运输设备量轻，适用于核退役过程中乏燃料的转移。

技术领域

本发明涉及运输设备领域，尤其涉及一种新型乏燃料运输设备。

背景技术

一座百万千瓦的火电厂，每年要烧掉约330万吨煤，同样装机容量的核电站，一年只用30吨核燃料。但是，与燃煤后仅留下一堆废煤渣不同，从核反应堆中替换出来的乏燃料处理起来要复杂得多。乏燃料中包含有大量的放射性元素，后续若不加妥善处理，会影响环境、生态及人类健康。从堆内卸出的核燃料由于铀含量降低，无法继续维持核反应，但仍有大量用途。经过特殊的后处理后，乏燃料中的铀和钚可以分离出来并返回反应堆，作为燃料循环使用，形成核燃料的循环。

环境保护部核与辐射安全中心2016年6月发表的《全球乏燃料后处理 现状与分析》论文称，全世界都不得不面对这样一个事实，核电站卸出的 乏燃料数量在增长，随着核电机组的陆续建成和投运，中国乏燃料的产生 量和累积量将呈逐年上升趋势。大部分核电站的在堆贮存水池容量已经超 负荷，让乏燃料后处理在核能发展中变废为宝、变废为少，刻不容缓。

从核电站到后处理厂，乏燃料的运输有一套严密的体系。本发明提供一种新型乏燃料运输设备，采用新型工艺和方法，将铅或铅盐通过物理-化学方法与其他材料进行掺杂处理，制备出轻量化、易加工、韧性高的辐射屏蔽装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供。

本发明是以如下技术方案实现的：

一种新型乏燃料运输设备，所述运输设备包括筒体、密封盖、底座及乏燃料腔室。

进一步地，所述筒体内设置有乏燃料腔室，筒体内沿径向由外向里依次为外筒体、热隔离区、第一辐射屏蔽层、第一缓冲层及乏燃料腔室，第一缓冲层内均匀设置径向缓冲弹簧，且径向缓冲弹簧沿筒体轴向等间距分布。

进一步地，所述密封盖包括顶盖与固定部，两者通过螺栓连接，所述固定部同时与外筒体、辐射屏蔽层的顶部焊接，底座自上而下依次设置有不锈钢座、第二缓冲层、第二辐射屏蔽层、底盖，所述底盖内设置有排水通道，所述排水通道与热隔离区相连接，第二缓冲层内均匀设置轴向缓冲弹簧，且轴向缓冲弹簧等间距分布，使得整体结构具备有减震、防冲击的性能，筒体底部结构之间通过焊接连接。

进一步地，乏燃料腔室内部为正六边形阵列结构。

进一步地，所述设备的主要结构采用一种新型辐射屏蔽材料制成，所述辐射屏蔽材料为多层异形嵌合结构，第一层为成型性能优异的第一铅合金金属层，第二层为高强韧的第二铅合金金属层，第三层为耐高温环氧树脂，第四层为稀土高分子材料。

进一步地，所述第一铅合金金属层含有铅、钨、硼、铝、钛、铜、镍、钼，具体地，所述的第一铅合金金属层的组成组份的重量百分比如下：钨0.5％～1.2%，优选地，为0.8%；硼0.1%～1%，优选地，为0.3%；铝0.013%～0.027%，优选地，为0.021%；钛0.009%～0.016%，优选地，为0.011%；铜0.1%～0.23%，优选地，为0.18%；镍0.08%～0.13%，优选地，为0.14%；钼0.006%～0.019%，优选地，为0.012%；还原铅为余量，所述各组份的组成重量百分比之和为100％。

进一步地，所述第二铅合金金属层包括：铅、铬、锰、锑、钨，具体地，所述的第二铅合金金属层的组成组份的重量百分比如下：铬1.7％～5.3%，优选地，为3.2%；锰1%～1.34%，优选地，为1.21%；锑0.005%～0.009%，优选地，为0.008%；钨0.1％～0.24%，优选地，为0.17%；还原铅为余量，所述各组份的组成重量百分比之和为100％。