[发明专利]一种核级设备及管道用中间填屏蔽材料保温层

说明书

本发明公开了一种核级设备及管道用中间填屏蔽材料保温层，包括保温外盒和装填在保温外盒内部的中子屏蔽层、伽马屏蔽层、冷热两侧金属反射箔片，中子屏蔽层和伽马屏蔽层均采用具有金属特性的无机屏蔽材料制成；在保温层厚度截面上的装填顺序依次为：保温外盒的热面壳板、热面侧金属反射箔片、中子屏蔽层、伽马屏蔽层、冷面侧金属反射箔片、保温外盒的冷面壳板；冷热两侧金属反射箔片均呈纵横规律性间隔排布的正反圆锥凸台波纹形状，且相邻两层金属反射箔片以正反球窝顶点对顶点的背向式交错叠放。本发明提供了一种既带保温隔热功能、又带屏辐射屏蔽功能的复合金属保温层，可长寿期服役在高温辐射环境下。

技术领域

本发明涉及核工业技术领域，具体涉及一种核级设备及管道用中间填屏蔽材料保温层。

背景技术

核反应堆正常运行时，核一级主设备及管道内部的流动着高温、高压、高放射性冷却介质，需要在设备及管道外表面设置保温层进行隔热，减少热量损失，同时也需要在核一级设备及管道外部设置屏蔽材料以降低设备外围的辐射剂量，有助于人员在役期间的检查维护。目前，核反应堆冷却剂系统的一级设备及管道外部通常都采用金属保温层，但这种金属保温层仅仅具备保温隔热功能，不具备屏蔽功能，例如：专利US3904379A、CN1159062A、CN203131332U提供的金属保温层均不具备屏蔽功能。但是随着核电技术的发展，对既带保温隔热功能、又带屏蔽功能的核级设备及管道保温层的需求越发明显，专利CN103174912B和CN103971761A各自提供了一种带屏蔽功能的复合型保温层，但两者的屏蔽材料都采用了含硼硅树脂或含硼聚乙烯板或含硼环氧树脂板等非金属有机材料，这类非金属有机屏蔽材料的适用温度范围一般不能高于200℃，即便是在低于200℃的工作环境下，出于有机树脂材料自身的固有特性限制，这类非金属有机屏蔽材料在高温、长时间的使用下必然会产生性能老化，导致其屏蔽功能逐渐下降甚至丧失，其一次使用年限不会很长，在用于超长寿期的核电厂及核动力设备（例如60年寿期）时，必然需要定期更换以保证其屏蔽性能始终满足要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有技术中带辐射屏蔽功能的复合金属保温层采用有机材料制成，耐高温性能差，使用寿命短，需要定期更换，本发明提供了解决上述问题的一种核级设备及管道用中间填屏蔽材料保温层。

本发明通过下述技术方案实现：

一种核级设备及管道用中间填屏蔽材料保温层，包括保温外盒和装填在保温外盒内部的中子屏蔽层、伽马屏蔽层、冷面侧金属反射箔片和热面侧金属反射箔片，所述中子屏蔽层和伽马屏蔽层均采用具有金属特性的无机屏蔽材料制成；在保温层厚度截面上的装填顺序依次为：保温外盒的热面壳板、若干层热面侧金属反射箔片、中子屏蔽层、伽马屏蔽层、若干层冷面侧金属反射箔片、保温外盒的冷面壳板；若干层冷面侧金属反射箔片整体和若干层热面侧金属反射箔片整体均由正向圆锥凸台和反向圆锥凸台纵横规律性间隔排布形成波纹形状，且相邻两层冷面侧金属反射箔片或热面侧金属反射箔片均以正向圆锥凸台的顶点对反向圆锥凸台顶点的背向式交错叠放。

本发明提供的金属保温层的保温外盒的热面壳板面向发热设备的外壁，金属保温层的整体外形可以根据设备表面的形状制作成平板形、圆管形、球面形。冷面侧金属反射箔片和热面侧金属反射箔片的装填层数根据发热设备的保温和辐射屏蔽需求而定，相邻两层金属反射箔片之间的间距可以通过控制正反圆锥凸台的高度来调整，以达到金属反射箔片装填层数与保温隔热效果的最优化。相邻两层金属反射箔片装填时必须是正向圆锥凸台的顶点对反向圆锥凸台的顶点的背向式交错叠放，保证相邻两层金属反射箔片之间的接触全是点接触，目的是减少金属接触面积，减少金属接触导热损失。

进一步地，所述热面侧金属反射箔片和中子屏蔽层之间、以及伽马屏蔽层和冷面侧金属反射箔片之间均设有分隔板；所述分隔板将保温外盒内分成三个独立的腔室，分隔板采用双镜面的奥氏体不锈钢薄板制成。

分隔板与保温外盒的四周侧面壳板进行断续焊连接，目的是将内外两侧的中子屏蔽层和伽马屏蔽层与冷热面两侧的金属反射箔片分隔开，在保温外盒内分成三个独立的腔室。