[发明专利]向乏燃料贮存容器中灌铅的外冷式灌铅系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种向乏燃料贮存容器中灌铅的外冷式灌铅系统和方法，特别是涉及一种属于一种用于制造放射性废料的贮存容器及其制造工艺。

背景技术

从核电站反应堆中卸出来的乏燃料具有高放射性，目前国际上对于该乏燃料的处理方式主要是临时贮存，等待对乏燃料的后处理。国际上对于临时贮存的方式有两种：露天放置的干式贮存和存放在硼水池中的湿式贮存。

乏燃料干式贮存的方法将是利用贮存容器贮存乏燃料，贮存容器需要具有屏蔽射线的屏蔽层，一般采用铅作为屏蔽层，屏蔽层的有效厚度102.5mm，屏蔽腔体厚度为104.5mm。对于乏燃料运输容器的灌铅操作，为整个容器制造过程中的难点。由于容器的灌铅腔体尺寸Φ2088×Φ1879×4086，浇注时，铅体极易出现夹渣、冷隔、气孔、缩孔等缺陷。为了保证铅体的质量要求，灌铅过程中控制各项技术参数，控制整体灌铅时间，尤为重要。为了保证铅屏蔽层的屏蔽效果，就需要使用适用于为乏燃料屏蔽容器灌铅的灌铅系统和方法，以保证灌铅质量。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种向乏燃料贮存容器中灌铅的外冷式灌铅系统及方法，能够方便地向乏燃料贮存容器的半成品件的半成品件的屏蔽腔中灌注铅液。

为实现上述目的，本发明提供一种向乏燃料贮存容器屏蔽腔内灌铅的系统，所述贮存容器的半成品件包括内筒体和套在内筒体外侧的外筒体，内筒体上下两端开口，内筒体和外筒体之间具有环形的屏蔽腔，屏蔽腔具有灌铅口；还包括支撑工装、冷却装置、外部加热装置、内部加热装置、浇注装置和测温装置；所述支撑工装用于安装在内筒体中支撑内筒体内壁以防止内筒体在灌铅过程中受热变形；所述冷却装置设于外筒体外侧；所述外部加热装置设于外筒体的外侧，所述内部加热装置设于内筒体内侧，外部加热装置与起吊机构连接；所述浇注装置包括用于容纳熔融铅液的铅锅、用于抽吸铅液的铅泵、连接所述铅泵与屏蔽腔中的浇注管道；所述浇注管道的末端设有浇注口，浇注管道与起吊机构连接；所述测温装置包括设于内筒体的内壁上的测温电偶、设于外筒体外壁上的测温电偶、设于铅锅底部及铅液中的测温电偶、设于浇注管道上的测温电偶。

利用本发明的一种向乏燃料贮存容器屏蔽腔内灌铅的系统对贮存容器的半成品件的屏蔽腔进行灌铅时，可以利用支撑工装支撑内筒体的内壁，防止内筒体在灌注作业中受热变形；内部加热装置和外部加热装置可以对贮存容器的半成品件进行预热以减小屏蔽腔的内壁温度与铅液温度的差距，这样可以保证铅液在屏蔽腔中的流动性较好，保证灌铅质量；通过浇注装置向屏蔽腔中注入铅液之后，将外部加热装置和内部加热装置向上提起，并利用设于外筒体外侧的冷却装置自下向上地对外筒体的进行冷却，以促进铅液凝固；测温装置可以对贮存容器的半成品件的预热温度、浇注管道的预热温度、铅液的温度等进行检测，使得铅液灌注过程中的温度易于控制，保证铅液的灌注质量。由此，本发明的一种向乏燃料贮存容器的半成品件屏蔽腔内灌铅的系统能够方便地向乏燃料贮存容器的屏蔽腔中灌注铅液，结构简单、易于制造和使用，成本较低。

优选地，所述浇注装置具有多个浇注管道，各浇注管道沿所述屏蔽腔的圆周方向分布。这样，在向贮存容器的屏蔽腔中注入铅液时，铅液能够较均匀地沿屏蔽腔周向分布，铅液凝固后所形成的铅块中的密度较为均匀，从而使得最终制造的贮存容器中能够更好地屏蔽乏燃料中的射线。我们知道，铅液的流动性较差，如果仅采用一个浇注管道向屏蔽腔中注入铅液，铅液从浇注管道端部的浇注口流出并向其他位置流动过程中，铅液受到冷却作用流动性会更差，极易造成浇注缺陷。而采用多个沿所述屏蔽腔的圆周方向分布的浇注管道可以解决这个问题。

优选地，还包括排烟除尘装置，排烟除尘装置用于抽排灌铅过程中产生的烟气。排烟除尘装置可以及时地将将灌铅过程中产生的烟气排出，以防止作业人员中毒。

优选地，还包括控制装置，所述冷却装置、外部加热装置、外部加热装置、浇注装置和测温装置均与控制装置连接。利用控制装置对测温装置所检测的温度信号进行监测处理，并根据处理结果来控制加热装置，冷却装置和浇注装置进行工作。

优选地，还包括用于搅拌铅锅中铅液的搅拌装置。搅拌装置可以促进铅锅内的铅液温度分布均匀，使得铅液充分地熔化。

优选地，所述起吊机构为行车。利用行车可以对浇注管道、外部加热装置、内部加热装置等设备进行起吊。