一种箱型球墨铸铁高完整性容器的制作方法

本发明属于放射性废物管理，具体涉及一种箱型球墨铸铁高完整性容器及其放射性废物装填方法。

背景技术：

1、低、中水平放射性废物高完整性容器(high integrity container，以下简称“hic”)系列标准包含三种不同材料制成的hic，分别为球墨铸铁容器、混凝土容器、交联高密度聚乙烯容器。标准规定，除标准推荐的容器规格外，用户可根据需要设计使用其他规格和尺寸的容器，但其性能必须满足标准要求。

2、目前已有混凝土容器和交联高密度聚乙烯容器在国内核电厂使用，但尚无球墨铸铁hic使用先例，也未见球墨铸铁hic产品实例。

3、本发明是根据核电站需要，针对放射性废物经超级压缩后形成的桶饼而设计的球墨铸铁高完整性容器、配套部件以及桶饼的装填方法。其形成的放射性废物包满足吊装、贮存、运输及处置要求。本发明设计的球墨铸铁hic规格尺寸不同于标准《低、中水平放射性废物高完整性容器-球墨铸铁容器》(gb36900.1-2018)推荐规格和尺寸。依据标准要求，完成了所有检测和试验，其性能完全满足相关要求，其结构设计完全满足现场使用要求。

4、本发明设计的球墨铸铁hic相对其他材质的容器具有包容率高、本体安装工艺简单等特点，可大大降低处置成本。具有较好的环境和经济效益。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种箱型球墨铸铁高完整性容器，满足放射性废物经超级压缩后形成的桶饼的整备、吊装、贮存、运输及处置要求。

2、为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

3、一种箱型球墨铸铁高完整性容器，护笼导向凸台位于箱体内底部，箱体底部弧形凹槽位于箱体外底部，箱体法兰外部边缘对称设置2个定位销，内部边缘设置内外双层o型密封圈，16个箱体螺栓孔沿着o型密封圈外层均匀分布；带排水槽镂空的顶盖弧形凸台位于顶盖的正面，圆形抓取口位于顶盖弧形凸台内部，顶盖沿边缘均匀分布16个中通顶盖螺栓孔，2个定位孔对称位于顶盖反面。

4、2个桶饼装入1个护笼，通过吊车将装有桶饼的护笼装填至箱体中，每个箱体中装填4个护笼，完成废物装填，通过吊具抓取圆形抓取口，将顶盖吊装至箱体上方，并通过顶盖的定位孔与箱体上的定位销配合进行对接，用16个紧固螺栓穿过顶盖螺栓孔与箱体螺栓孔连接并紧固，完成废物包的密封。

5、通过厂房吊车吊具抓取圆形抓取口，整体吊运至废物装填区域，使用电动扳手从顶盖螺栓孔中逐个拆卸16个紧固螺栓并与箱体螺栓孔分离，厂房吊车吊具吊运移除顶盖后，等待装填桶饼和护笼的组合体；通过桶饼专用抓具将至少2个桶饼装入护笼中，完成装填，使用厂房吊车吊具抓取桶饼和护笼组合体，吊运至箱体内时利用护笼导向凸台进行导向并限制桶饼和护笼组合体产生横向移动，分别完成4个桶饼和护笼组合体逐个装填到箱体内，等待封盖；观察顶盖与箱体之间的双层o型密封圈处于平整的正常状态，通过厂房吊车吊具抓取圆形抓取口，将顶盖运至箱体上方对中，利用顶盖上的2个定位孔与箱体上的2个定位销导向定位，确保16个顶盖螺栓孔与箱体螺栓孔对准，使用电动扳手将16个紧固螺栓逐个紧固，完成顶盖与箱体的紧固连接，并完成封盖，形成废物包，等待吊运；废物包通过厂房吊车吊具抓取顶盖圆形抓取口运输至废物贮存厂房，废物包在进行堆码时箱体底部弧形凹槽与另一个废物包顶盖弧形凸台对中垂直下放，当箱体底部弧形凹槽与顶盖弧形凸台完全贴合后完成两个废物包的垂直码放，脱开吊车吊具与顶盖圆形抓取口的连接，完成废物包的最终装填和码放。

6、箱体、顶盖材质为球墨铸铁。

7、紧固螺栓材质为不锈钢镀锌。

8、o型密封圈材质为三元乙丙橡胶。

9、紧固螺栓为12.9级m16螺栓。

10、整体外形尺寸为：1280×1280×1064mm。

11、本发明所取得的有益效果为：

12、①本发明为国内首次设计低、中水平放射性废物球墨铸铁hic，达到了国际先进水平，并填补国内球墨铸铁hic应用及其装填方法的空白。

13、②本发明的箱型球墨铸铁hic，针对材料开展了拉伸、冲击、硬度、金相和腐蚀试验等性能试验，结果满足国标要求。

14、③本发明的箱型球墨铸铁hic，开展了操作性能试验、堆码试验、跌落试验、贯穿性能试验、喷水试验，结果满足国标要求。

15、④本发明采用护笼装填废物的方法，可以实现废物从超级压缩机(废物产生工位)到装填工位之间的传输、吊运，同时可以实现废物在箱体内的固定。箱体与顶盖采用螺栓连接封盖，操作简单，可提高废物整备过程的安全性。

16、⑤本发明单个箱型球墨铸铁hic体积约为1.7立方米，至少可装填8个桶饼，装填相同原生废物的情况下较桶型混凝土hic可减少1.1立方米放射性废物产生，较交联高密度聚乙烯hic可减少1.5立方米放射性废物产生，符合废物最小化的要求，具有较好的经济和环保效益。

17、⑥本发明的箱型球墨铸铁hic，除装填经过初步处理的废物(如废树脂、盐结晶等)外，预期还可直接接收核设施产生的各类金属废物、废水过滤器滤芯等，具有很好的推广价值。

18、⑦本发明的箱型球墨铸铁hic为球墨铸铁材质，其抗冲击性能、强度等力学性能优于混凝土和交联高密度聚乙烯hic。

19、⑧本发明的箱型球墨铸铁hic，顶盖上部设置成凸台状，成方形，箱体底部设置为与顶盖匹配的凹槽型特征，堆叠时，有一定的导向性，可确保在垂直堆码过程中始终保持姿态统一，不出现堆码角度姿态的偏离，箱型球墨铸铁hic具备堆码的功能。

20、⑨本发明的箱型球墨铸铁hic，箱体与顶盖采用凹凸结构匹配，同时，箱体和顶盖分别设置定位销和定位孔，使得箱体与顶盖之间能够紧密结合，封盖时导向较好，不会产生错位；箱体上沿口设置两圈凹槽，分别位于阶梯口底位与高位安装o型密封圈，能够保证箱型球墨铸铁hic较好的密封性能。

21、⑩本发明的箱型球墨铸铁hic，顶盖设置吊具接口，采用向内圆凸特征，可便于吊具向内抓住顶盖内圆；顶盖设置4条排水槽，紧固螺栓位置结构为开放式，均便于意外积水的排放，可保证hic外表面不积水。

22、本发明的箱型球墨铸铁hic，箱体内部中心空间设置凸台结构，便于护笼装入箱体底部时具有一定的摆放辅助定位功能。

技术特征：

1.一种箱型球墨铸铁高完整性容器，其特征在于：护笼导向凸台位于箱体内底部，箱体底部弧形凹槽位于箱体外底部，箱体法兰外部边缘对称设置2个定位销，内部边缘设置内外双层o型密封圈，16个箱体螺栓孔沿着o型密封圈外层均匀分布；带排水槽镂空的顶盖弧形凸台位于顶盖的正面，圆形抓取口位于顶盖弧形凸台内部，顶盖沿边缘均匀分布16个中通顶盖螺栓孔，2个定位孔对称位于顶盖反面。

2.根据权利要求1所述的箱型球墨铸铁高完整性容器，其特征在于：2个桶饼装入1个护笼，通过吊车将装有桶饼的护笼装填至箱体中，每个箱体中装填4个护笼，完成废物装填，通过吊具抓取圆形抓取口，将顶盖吊装至箱体上方，并通过顶盖的定位孔与箱体上的定位销配合进行对接，用16个紧固螺栓穿过顶盖螺栓孔与箱体螺栓孔连接并紧固，完成废物包的密封。

3.根据权利要求2所述的箱型球墨铸铁高完整性容器，其特征在于：通过厂房吊车吊具抓取圆形抓取口，整体吊运至废物装填区域，使用电动扳手从顶盖螺栓孔中逐个拆卸16个紧固螺栓并与箱体螺栓孔分离，厂房吊车吊具吊运移除顶盖后，等待装填桶饼和护笼的组合体；通过桶饼专用抓具将至少2个桶饼装入护笼中，完成装填，使用厂房吊车吊具抓取桶饼和护笼组合体，吊运至箱体内时利用护笼导向凸台进行导向并限制桶饼和护笼组合体产生横向移动，分别完成4个桶饼和护笼组合体逐个装填到箱体内，等待封盖；观察顶盖与箱体之间的双层o型密封圈处于平整的正常状态，通过厂房吊车吊具抓取圆形抓取口，将顶盖运至箱体上方对中，利用顶盖上的2个定位孔与箱体上的2个定位销导向定位，确保16个顶盖螺栓孔与箱体螺栓孔对准，使用电动扳手将16个紧固螺栓逐个紧固，完成顶盖与箱体的紧固连接，并完成封盖，形成废物包，等待吊运；废物包通过厂房吊车吊具抓取顶盖圆形抓取口运输至废物贮存厂房，废物包在进行堆码时箱体底部弧形凹槽与另一个废物包顶盖弧形凸台对中垂直下放，当箱体底部弧形凹槽与顶盖弧形凸台完全贴合后完成两个废物包的垂直码放，脱开吊车吊具与顶盖圆形抓取口的连接，完成废物包的最终装填和码放。

4.根据权利要求1所述的箱型球墨铸铁高完整性容器，其特征在于：箱体、顶盖材质为球墨铸铁。

5.根据权利要求2所述的箱型球墨铸铁高完整性容器，其特征在于：紧固螺栓材质为不锈钢镀锌。

6.根据权利要求1所述的箱型球墨铸铁高完整性容器，其特征在于：o型密封圈材质为三元乙丙橡胶。

7.根据权利要求2所述的箱型球墨铸铁高完整性容器，其特征在于：紧固螺栓为12.9级m16螺栓。

8.根据权利要求1所述的箱型球墨铸铁高完整性容器，其特征在于：整体外形尺寸为：1280×1280×1064mm。

技术总结本发明属于放射性废物管理技术领域，具体涉及一种箱型球墨铸铁高完整性容器及其放射性废物装填方法。护笼导向凸台位于箱体内底部，箱体底部弧形凹槽位于箱体外底部，箱体法兰外部边缘对称设置2个定位销，内部边缘设置内外双层O型密封圈，16个箱体螺栓孔沿着O型密封圈外层均匀分布；带排水槽镂空的顶盖弧形凸台位于顶盖的正面，圆形抓取口位于顶盖弧形凸台内部，顶盖沿边缘均匀分布16个中通顶盖螺栓孔，2个定位孔对称位于顶盖反面。满足放射性废物经超级压缩后形成的桶饼的整备、吊装、贮存、运输及处置要求。技术研发人员：李广华,刘胜龙,赵喜寰,穆振州,丁长龙,宋纪煜,李中华,李康,邵红泰,赵建博受保护的技术使用者：江苏核电有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30