[发明专利]基于可凝固流体包容放射性物质的凝固运输装置及方法

说明书

本发明涉及基于可凝固流体包容放射性物质的凝固运输装置及方法，凝固运输装置包括罐体、可凝固流体、放射性物质支架、棒状放射性物质、冷却系统和加热系统，所述放射性物质支架通过连接支架连接在所述罐体内侧壁上且与所述罐体间隔布置，所述棒状放射性物质放置在所述放射性物质支架内，所述罐体内以及所述放射性物质支架内均填充有所述可凝固流体，所述冷却系统和所述加热系统分别用于对所述可凝固流体进行冷却和加热。本发明的凝固运输装置，安全性高、简单容易操作、移动方便、结构简单、可扩展性强等优势，能够有效解决目前放射性物质运输方法和装置结构复杂、可扩展性差等缺点，可适用于不同结构形式的放射性物质运输以及反应堆的整体运输。

技术领域

本发明涉及放射性物质运输相关技术领域，具体涉及一种基于可凝固流体包容放射性物质的凝固运输装置及方法。

背景技术

目前，放射性物质的运输方法和进行该方法的装置主要采用固体存储结构装置来固定并屏蔽放射性物质，如用于乏燃料运输的乏燃料运输罐，主要通过组件搁架、中子吸收体、屏蔽材料、缓冲材料、导热材料、防火隔热的容器组成，主要采用的是层层包容的固体结构设计理念，不仅体积庞大，而且设计复杂，代价昂贵，特别是为了应对跌落事故而设计的缓冲系统，更是增加了罐体的体积和重量。

未来国内会有大量乏燃料产生，现有的放射性物质运输方式将面临代价大、运输能力不足的难题。且现有的基于固体存储结构装置的乏燃料运输方式结构复杂、体积庞大、可扩展性差，并且不便于不同形式的放射性物质运输，需要设计一种结构简单、可扩展性好的包容放射性物质的运输方式。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于可凝固流体包容放射性物质的凝固运输装置及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：基于可凝固流体包容放射性物质的凝固运输装置，包括罐体、可凝固流体、放射性物质支架、棒状放射性物质、冷却系统和加热系统，所述放射性物质支架通过连接支架连接在所述罐体内侧壁上且与所述罐体间隔布置，所述棒状放射性物质放置在所述放射性物质支架内，所述罐体内以及所述放射性物质支架内均填充有所述可凝固流体，所述冷却系统和所述加热系统分别用于对所述可凝固流体进行冷却和加热。

本发明的有益效果是：本发明的凝固运输装置，安全性高、简单容易操作、移动方便、结构简单、可扩展性强等优势，能够有效解决目前放射性物质运输方法和装置结构复杂、可扩展性差等缺点，可适用于不同结构形式的放射性物质运输以及反应堆的整体运输。在运输前，通过罐体冷却系统将罐体内的可凝固流体冷却至固体状态，到达目的地之后，通过加热系统将罐体内的可凝固流体加热至液体状态，整个过程操作简单，无需接触放射性物质，操作简单。在流体凝固时，在放射性物质支架的固定区域实现了多个燃料棒相对位置的固定，并在罐体与放射性物质支架之间间隔的外防护区域实现了对燃料棒的包容和防护撞击、侧翻或跌落等事故对内部棒状放射性物质的冲击，满足放射性物质运输标准，安全性高。棒状放射性物质所在的放射性物质支架与罐体侧壁之间留有足够的空间填充流体，从而确保可实现屏蔽放射性射线的作用。由于罐体结构简单、体积小，具有运输方便的优势，例如可以通过卡车、火车、飞机、船舶等方式运输。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述可凝固流体在常温下为固态，其固液相的密度变化率小于0.5％，并在熔化和凝固处体积变化小于2％。

采用上述进一步方案的有益效果是：可以实现在熔化和凝固的过程中，不会对结构造成损坏，且流体在常温下为固体以使得运输时可实现外防护和固定功能。

进一步，所述可凝固流体包括铅、铅铋合金和铅锂合金。

采用上述进一步方案的有益效果是：这些合金都是常温下为固态的液态金属流体，能够实现反复熔化和凝固，在熔化和凝固处体积变化小于2％，且体积变化所产生的力对内部结构无破坏。

进一步，若干所述棒状放射性物质之间存在用于充满所述可凝固流体的间隙。