具有密封結構的乏燃料貯存器的製作方法

2023-07-22 09:36:54

本實用新型涉及核工業乏燃料密封貯存技術領域，具體來說，涉及一種具有密封結構的乏燃料貯存器。

背景技術：

乏燃料具有高比活度，能釋放大量的中子，該中子為高放射性廢物，採用貯存器對乏燃料進行貯存，如果貯存器的密封效果不好，則乏燃料釋放的中子將會洩漏，從而對人體產生傷害，另外，外界環境中的空氣一旦進入貯存器中，則會引起乏燃料組件包殼的氧化，導致包殼失去保護乏燃料中產生的裂變產物和阻止裂變產物外洩的作用，從而導致有毒的裂變產物釋放到空氣中，對人體造成危害，因此需提高貯存器的密封性能。

在核工業領域中，根據相關技術，貯存器的密封大多為單個密封蓋密封，且未有對貯存器的埠處進行惰性氣體密封的密封形式，單層密封的效果相對多層密封的效果較差，貯存器開口處不採用惰封的形式則會導致空氣中的氣體進入貯存器中，易引起乏燃料包殼的氧化，使乏燃料失去一層保護屏障，增加危險隱患。

另外，現有技術中，對乏燃料進行密封時所採用的貯存器無法實現檢測其內部壓強和放射性元素的含量，不能檢測貯存器的密封性能，從而無法檢測乏燃料被貯存時是否具有安全性。

技術實現要素：

本實用新型旨在一定程度上解決上述技術問題之一。

有鑑於此，本實用新型提供了一種具有密封結構的乏燃料貯存器，該貯存器可實現多層密封，提高密封效果，且可檢測蓋體與桶壁連接處的氣體的壓強和放射性元素含量。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種具有密封結構的乏燃料貯存器，包括：桶體，所述桶體的桶壁內側設有防輻射的鉛層，所述桶體的內部設有用於裝載乏燃料的格架，且所述桶體的上端開口處設有蓋體，所述蓋體包括：從上到下按順序依次連接且中心重合的第一蓋體、第二蓋體和第三蓋體，所述蓋體與所述桶壁之間設有密封環，所述桶壁上設有用於在所述第一蓋體與所述第二蓋體之間和所述第二蓋體與所述第三蓋體之間的空腔處以及所述蓋體與所述桶體的連接處填充惰性氣體的通槽，所述桶壁與所述蓋體的連接處設有與用於計量所述蓋體與所述桶體連接處氣體的壓強和放射性元素含量的設備連接的檢測導管。

進一步，所述第一蓋體、所述第二蓋體和所述第三蓋體的下端設有第一凸臺、第二凸臺和第三凸臺，所述第一凸臺、所述第二凸臺和所述第三凸臺與所述桶壁上設有的構成階梯形狀的第一凸肩、第二凸肩和第三凸肩貼合連接。

進一步，所述第一凸肩、所述第二凸肩和所述第三凸肩上均設有用於裝配所述密封環的凹槽。

進一步，所述通槽沿所述桶壁的厚度方向貫通，且所述通槽的端部設有第一密封旋塞。

進一步，所述檢測導管沿所述桶壁的厚度方向貫通，且所述檢測導管的端部設有第二密封旋塞。

進一步，所述密封環包括用於分別密封所述第一蓋體、所述第二蓋體和所述第三蓋體的第一密封環、第二密封環和第三密封環。

進一步，所述第一蓋體、所述第二蓋體和所述第三蓋體的外圓面與所述桶壁的內圓面貼合連接。

進一步，對應於所述桶壁上設有的螺紋孔，所述蓋體上開設有對應的通孔，所述第一蓋體、所述第二蓋體和所述第三蓋體均與所述桶壁之間通過螺栓固定連接。

進一步，所述密封環為金屬C型環。

本實用新型的技術效果在於：根據本實用新型的一種具有密封結構的乏燃料貯存器，該貯存器設有三個蓋體，每個蓋體與桶壁連接處均設有密封環，形成三道密封屏障，增加密封效果，防止乏燃料釋放的放射性物質進入空氣中。另外，在桶壁上還設有通槽，通過該通槽充入惰性氣體使每每兩個相鄰蓋體之間以及蓋體與桶壁連接處均填充有惰性氣體，形成惰封層，使貯存器內部的壓強高於外界空氣中的壓強，防止外界環境中的空氣進入貯存器內部，避免乏燃料的包殼氧化，從而防止乏燃料產生有毒性裂變產物和阻止裂變產物暴露在貯存器中。

桶壁上設有檢測導管，可以計量兩個相鄰蓋體間的氣體的壓強和放射性元素的含量，當兩個蓋體間的壓強較小或者放射性元素較多時，則需對貯存器進行處理，檢查蓋體是否有洩漏，若無洩漏則需在兩個相鄰蓋體間添加惰性氣體，從而檢測乏燃料貯存器的安全性。通過上述檢測方式可有效防止貯存器中有害物質的洩漏。

本實用新型具有密封性好，安全性高，穩定性好，結構簡單的特點。

附圖說明

圖1是根據本實用新型一個實施例的一種具有密封結構的乏燃料貯存器的總體結構示意圖；

圖2是根據本實用新型一個實施例的蓋體的分解示意圖；

圖3是根據本實用新型一個實施例的桶體示意圖；

圖4是根據本實用新型一個實施例的密封環的縱切截面示意圖；

其中：1-桶體；2-蓋體；3-凸肩；4-通槽；5-密封環；6-檢測導管；7-桶壁；8-螺栓；11-螺紋孔；12-鉛層；13-格架；20-空腔；21-第一蓋體；22-第二蓋體；23-第三蓋體；24-通孔；27-第一凸臺；28-第二凸臺；29-第三凸臺；31-凹槽；32-第一凸肩；33-第二凸肩；34-第三凸肩；41-第一密封旋塞；51-第一密封環；52-第二密封環；53-第三密封環；61-第二密封旋塞。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本實用新型並能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。

如圖1所示，根據本實用新型的一種具有密封結構的乏燃料貯存器，包括：桶體1，桶體1的桶壁7內側設有防輻射的鉛層12，桶體1的內部設有用於裝載乏燃料的格架13，且桶體1的上端開口處設有蓋體2，蓋體2包括：從上到下按順序依次連接且中心重合的第一蓋體21、第二蓋體22和第三蓋體23，蓋體2與桶壁7之間設有密封環5，桶壁7上設有用於在所述第一蓋體21與所述第二蓋體22之間和所述第二蓋體22與所述第三蓋體23之間的空腔20處以及蓋體2與桶體1的連接處填充惰性氣體的通槽4，所述桶壁7與所述蓋體2的連接處設有與用於計量蓋體2與桶體1連接處氣體的壓強和放射性元素含量的設備連接的檢測導管6。

根據本實用新型的一種具有密封結構的乏燃料貯存器，該貯存器設有三個蓋體2，每個蓋體2與桶壁7連接處均設有密封環5，形成三道密封屏障，增加密封效果，防止乏燃料釋放的放射性物質進入空氣中。另外，在桶壁7上還設有通槽4，通過該通槽4充入惰性氣體使每每兩個相鄰蓋體2之間以及蓋體2與桶壁7連接處均填充有惰性氣體，形成惰封層，使貯存器內部的壓強高於外界空氣中的壓強，防止外界環境中的空氣進入貯存器內部，防止乏燃料的包殼氧化，從而防止乏燃料產生的有毒性裂變產物暴露在貯存器中和阻止裂變產物從貯存器中洩漏到外界環境中。

桶壁7上設有檢測導管6，可以計量相鄰蓋體2間的氣體的壓強和放射性元素的含量，當兩個蓋體2間的壓強較小或者放射性元素較多時，則需對貯存器進行處理，檢查蓋體2是否有洩漏，若無洩漏則需在兩個蓋體2間添加惰性氣體，從而檢測乏燃料貯存器的安全性。通過上述檢測方式可有效防止貯存器中有害物質的洩漏。

第一蓋體21、第二蓋體22和第三蓋體23的下端設有第一凸臺27、第二凸臺28和第三凸臺29，第一凸臺27、第二凸臺28和第三凸臺29與桶壁7上設有的構成階梯形狀的第一凸肩32、第二凸肩33和第三凸肩34貼合連接，三個蓋體2密封貯存器，使得密封效果更好。

如圖1所示，第一凸肩32、第二凸肩33和第三凸肩34上均設有用於裝配密封環5的凹槽31，凹槽31可防止密封環5在桶體1的徑向方向竄動。

通槽4和檢測導管6均沿桶壁7的厚度方向貫通，且通槽4的端部設有第一密封旋塞41，檢測導管6的端部設有第二密封旋塞61，當需要對貯存器填充惰性氣體時，打開第一密封旋塞41，當需要計量兩個蓋體2之間氣體的壓強或放射性元素含量時打開第二密封旋塞61，其他情況下，均為密封狀態。

如圖1和圖2所示，密封環5包括用於分別密封第一蓋體21、第二蓋體22和第三蓋體23的第一密封環51、第二密封環52和第三密封環53，第一密封環51、第二密封環52和第三密封環53大小不同，且底端均裝配在對應的凹槽31中，上端與對應蓋體2設有的凸臺的下端面緊密貼合，從而實現蓋體2對桶體1的密封作用。

第一蓋體21、第二蓋體22和第三蓋體23的外圓面與桶壁7的內圓面貼合連接。

如圖3所示，為桶體1的示意圖，桶體1上設有螺紋孔11。

對應於桶壁7上設有的螺紋孔11，蓋體2上開設有對應的通孔24，第一蓋體21、第二蓋體22和第三蓋體23均與桶壁7之間通過螺栓8固定連接，連接第二蓋體22和第三蓋體23的螺栓8分別置於第一蓋體21與第二蓋體22之間和第二蓋體22與第三蓋體23之間的空腔20內，該空腔20通過填充惰性氣體實現蓋體2之間的密封。

如圖4所示，密封環5為金屬C型環。密封環5的縱切截面為類似C形的結構。

惰性氣體為氦氣或氬氣，化學性質很不活潑，不會氧化乏燃料的包殼。在相鄰蓋體2間充入一定的惰性氣體，可使蓋體2間的壓強大於外界大氣壓強，有效防止空氣進入貯存器中，防止乏燃料的包殼被氧化。

根據本實用新型的一種具有密封結構的乏燃料乾式貯存器，其使用方法如下：

將乏燃料裝入格架13中，首先將第三密封環53放入對應的第三凸肩34上設有的凹槽31中，將第三蓋體23安裝在桶體1的開口處，將第三蓋體23與桶壁7通過螺栓8連接。

接著，將第二密封環52放入對應的第二凸肩33上設有的凹槽31中，將第二蓋體22安裝在桶體1的開口處，將第二蓋體22與桶壁7通過螺栓8連接。

將第一密封環51放入對應的第一凸肩32上設有的凹槽31中，將第一蓋體21安裝在桶體1的開口處，將第一蓋體21與桶壁7通過螺栓8連接。

打開第一密封旋塞41，向通槽4內充入稀有氣體，稀有氣體進入兩個相鄰蓋體2之間形成惰封層，充氣完畢後，旋緊第一密封旋塞41。

最後，打開第二密封旋塞61，在檢測導管6的末端進行氣體壓強檢測和放射性元素含量的檢測，當檢測結果符合安全標準時，旋緊第二密封旋塞61；如果檢測結果不合格，則需重新檢查貯存器是否有洩漏，或繼續添加惰性氣體直至達到合格標準。

綜上所述，本實用新型具有密封性好，安全性高，穩定性好，結構簡單的特點。

以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新型的保護範圍不限於此。本技術領域的技術人員在本實用新型基礎上所作的等同替代或變換，均在本實用新型的保護範圍之內。本實用新型的保護範圍以權利要求書為準。