[发明专利]一种热源的抗事故包装箱

说明书

本发明公开了一种热源的抗事故包装箱，包括产品盒、内容器、缓冲箱、外箱、外罩；本发明采用多层结构形式，通过各层之间复杂约束条件下的热‑力‑屏蔽性能匹配设计，实现传热散热、高温密封、抗冲击、防火烧及辐射屏蔽等多功能复合，确保热源的运输安全；包装箱内部通过金属直接紧密接触传热，外箱与外罩之间通过烟囱响应散热，外罩设置隔热纤维作为隔热层防止包装箱外表面过热，各层相互配合，实现传热散热功能；外罩的存在避免了火烧条件下火焰直接炙烤外箱外表面；导热杆结构设置有熔断片，防止火灾火焰的高温通过导热杆反向传入包装箱内部，三者共同作用，实现包装箱的防火烧功能。

技术领域

本发明涉及特殊物品包装技术领域，尤其涉及一种热源的抗事故包装箱。

背景技术

为了确保运输的产品(特别是一些危险产品，如具有放射性或者爆炸等危险特性的产品)在运输过程中的安全，提出了抗事故包装箱(Accident Resistant Container,ARC)的设计及研制。在运输阶段，抗事故包装箱及其装运产品可能处于高空跌落、火烧等严酷的事故环境(如包装箱从运输车上跌落后，再遭遇火烧的严酷环境)，在上述异常事故环境下，抗事故包装箱必须确保其装运产品的安全[1](参考文献[1]：田春蓉.美国抗事故包装箱的设计与发展.中物院化工材料研究所，2010，GF-A0161928G)。

运输事故环境：

产品在制造完成到装器投入使用前会经历在库房储存--在库房与试验场地间短距离转运--通过公路、铁路、船舶、航空等方式进行长距离运输等多种场景，在运输过程中也可能会遭遇各类运输事故。根据事故中可能的作用方式，事故环境主要包括跌落和火烧两种情况，其定义和用于表征其严重程度的参数如下：

跌落：指货包由高处坠落与地面或地上物体发生碰撞。例如，货车翻车使货包由货斗坠落至地面。用于表征其严重程度的参数为跌落高度；

火烧：指暴露在由燃烧引起的高温环境中。例如，火车脱轨后货包与火焰之间的相互作用。用于表征其严重程度的参数为火烧时间、火焰温度和火烧距离。

目前，放射性物质运输安全已经成为一个专门的安全领域。根据不完全统计，我国核工业系统在1955年～1985年期间发生22起运输相关的事故；1971～1999年，美国在放射性物质运输活动中共发生402起运输事故。这些事故造成地面污染、工作人员和公众受到辐射照射，也表明了放射性物质运输事故的发生和对公众、工作人员及环境的放射性影响是现实存在的。

因此，抗事故包装箱的设计及研制是必要的。

特种热源中同位素热源等核能源是空间探测器的首选，可以为空间探测器长期提供可靠的热能[2](参考文献[2]：吴伟仁等.放射性同位素热源/电源在航天任务中的应用.航天器工程Vol.22,No.2，2013.4)。这主要是由于放射性同位素在衰变过程中会不断释放热能，利用这一特点，将放射性同位素作为热源使用具有体积小、寿命长、不受外界环境影响、无需维护等特点，因此，同位素热源已被广泛应用于深空探测领域[3](参考文献[3]：陈媛媛等.嫦娥三号同位素热源环境辐射场发布研究.电源技术Vol40,No.9，2016.9)。

这类产品除了属于放射性危险品外，还具有长期处于衰变发热状态的特点。把该类产品定义为特种热源。

特种热源抗事故包装箱的功能要求：

由于特种热源属于放射性物品，须满足GB 11806-2019《放射性物品安全运输规程》相关规定，又由于其长期处于衰变发热状态，对安全运输要求就更高更复杂。这类特种热源的抗事故包装箱设计，它应该具备以下功能：

传热散热：传热散热功能需求为将热源产生的热及时导出并排散，避免热集聚在包装箱内部影响热源的性能，保证热源表面温度在允许范围内；同时，还需采取有效措施降低包装箱表面温度，满足GB 11806-2019《放射性物品安全运输规程》对包装箱表面温度的要求；