专利名称：放射性废物贮存器的制作方法
本项发明所涉及的是用于存贮放射性废物的贮存器，特别适用于存贮由核反应现场排出的低或中等强度放射性废物。
该贮存器是一种混凝土贮存器。贮存的废物包括特别是那些经过处理的废物，诸如过滤、经过蒸发器后浓缩以及用过的离子交换树脂等，这种混凝土贮存器对于运输和存放那些测得的放射性大于200mrem/h的放射性废物是必不可少的。
液体废物可先倒入贮存器，然后再进行固化处理。
应该考虑这种贮存器能在长久保证其对生物保护作用的同时，优化可用容积。
目前已知的贮存器由一个用盖子封闭的容器构成。容器包括一个混凝土的壳体或外壳，和一个内部金属容器箱。如果需要的话容器的衬层有一个铅制隔层作屏蔽。盖子通常由混凝土制成，并就地浇注。就地浇注的混凝土盖子由于时间一长混凝土的尺寸发生变化而常常破裂，这种盖子的质量不稳定并且很难控制。其它所知道的盖子是由嵌在沥青和环氧树脂混合物中的铅丸构成的。这种解决办法可以较好地防止辐射，但制做困难并且造价很高。
本发明的目的就是要消除这些问题，推荐一种新的贮存器。它使用一种可以事先控制其质量的盖子以保证更快地密封及更大的安全性。
本发明的课题是研究出存贮放射性废物，特别适用于存贮凝固的低或中等强度放射性废物的贮存器。贮存器由一个贮槽和一个盖子构成。贮槽包括一个混凝土外壳和一个内部复合衬层，两者构成一个用以存贮废物的容器，并可以吸收由于时间长久所引起的尺寸变化，还可以使外壳与容器内部隔热。同时也限制贮存器内的辐射。贮槽还包括一个盖子支座，贮槽的密封装置与盖子的密封装置相互配合，这种方式的特点是贮存器盖子可采用预制混凝土盖。
利用本项发明，可以降低对使用人员的资格要求，特别是一些出口安装场合(南非、南朝鲜，中国……)对这一点是令人感兴趣的。
下面是这项发明的其它一些特点-盖子有一个金属套层，在它的边上具有前述的盖子密封装置。是朝着容器方向的套层表面，确定了贮存器的内部容积。
贮槽上设有一个与容器合为一体并支撑在外壳上的环状部件作贮存器盖的支座。环状部件的外侧边形成了对贮槽的密封。当盖子被放到支座上后，盖子套层的外侧边和环状部件就被并置在一起伸到贮存器的外部。
-对盖子套层边和环状部件外侧边采用连续的线形焊接或卷边锁缝方式使它的密封接合起来。
-金属套层呈圆盘形。环状部件由一个径向的芯子和面朝上的罩裙构成，盘形套层和罩裙的各边伸向贮存器的上部。
盖子上有一个绕其上表面一周的凹槽，在贮槽外壳上朝向盖子侧的内部衬层端部也有一个相应的凹槽。当盖子盖在贮槽上后，这两部分凹槽形成了一个槽沟，盘形套层及罩裙的边就伸到这个槽沟里。
盖子套层的侧面衬层以及贮槽环状部件的罩裙均向外扩张成喇叭形以便对准中心，并且通过罩裙与在其上面的盖子套层的侧面衬层的良好接触形成盖子的密封。
现参考下面附图进一步说明本发明的详细内容。
图1是本发明第一方案中贮存器的部分剖视的侧面示意图。
图2是图1所示的贮存器的顶部视图。
图3是在本发明第一方案改变后的贮存器部分剖视图。
图4是本发明第二方案中贮存器的部分剖视图。
图5是本发明第三方案中贮存器的部分剖视图。
图1和图2表示本发明的第一方案，贮存器(1)是由一个用预制混凝土盖子密封着的贮槽(2)构成。
贮槽包括一个混凝土外壳(4)和一个内部复合衬层(5)构成的箱体，内部衬层呈圆柱形并且由按下列次序安排的不同的部件构成。见图1(由内向外)首先是第一个钢制部件(6)，它是贮槽的内表面，其次是一个象铅这样密实材料制成的部件(7)做为辐射屏蔽。这个屏蔽被第二个钢制部件(8)覆盖着，接下去是一个柔性部件(9)。
这种柔性部件(9)的作用是吸收由于时间长久所造成的外壳(2)尺寸变化。它可以防止由于内部压沉引起混凝土内部拉张所导致的混凝土破裂。柔性部件还起隔热作用，因为贮槽(2)装废物时可以在废物本身温度很高时倒入贮槽，因而在凝固时必然要导致温度上升，这就会引起混凝土吸收热量。因此就希望通过在容器及混凝土外壳之间放置一种隔热部件以削弱这种热吸收。
柔性部件(9)最好采用多孔聚苯乙烯制成。
这种部件应能防护混凝土免受潮气，具体保护的方法最好是在柔性部件(9)的外表面附上一种由适当的材料例如聚胺制成的护层(10)，以防止柔性部件与混凝土外壳(4)直接接触。
为使废物凝固，可以加一个调节废物用的搅拌器(13)，废物凝固后这个搅拌器将与废物一道留在贮存器内。此时，固定在容器(5)底部中央的底座(11)支撑着带有叶片(14)的搅拌器(13)的轴(12)。
贮槽(2)上有一个与容器开口端合为一体的环状部件(15)作为盖子(3)的支座。
环状部件(15)包括一个径向芯子(16)、一个面朝上的罩裙(17)和一个再入式轴向法兰(18)，这种轴向法兰可以防止在对废物搅拌调节时发生溢出并且它同时也确定了整个贮存器的有效容积。
在贮槽(2)的外圆周上有一个沟槽(18)，以便于不论贮槽是空的或装满废物被密封起来后都可以给贮存器系上搬运带。
混凝土盖子(3)上有一个金属套层(20)，套层朝向容器(5)的表面确定了贮存器的内部容积。在图1所示的第一方案里，这个金属套层呈盘状。
当盖子(3)盖在贮槽(2)上时，盘形套层(20)的侧面衬层(21)与贮槽(2)的环状部件(15)的罩裙(17)相配合，由它们的边构成盖子的密封装置，这些边并列放在一起并沿全长采用连续的线形焊接(22)装配在一起，采用可使整个密封过程自动化的焊接机器人，使焊接完成得相当出色。这种安装步骤的另一个优点是可以使部件完全密封。
如果不采用线性焊接装配方式，也可以采用卷边锁缝方式进行密封安装。
盘形套层(20)的侧面衬层(21)和环状部件(16)的罩裙(17)最好是向外扩张或喇叭形的，这样在往贮槽(2)上盖盖子(3)时可以确保对准中心。罩裙(17)的喇叭口表面挤压套层(20)的侧面衬层(21)的喇叭形口表面，这样在盖子(3)和贮槽(2)之间同样形成一种密封。
盘形套层(20)的侧面衬层(21)和环状部件(15)的罩裙(17)也可以是圆柱形的，这时为便于盖盖子，就需要在部件之间留一定的间隙。
混凝土外壳(4)要比环状部件的罩裙(17)高一些。盖子(3)的外露面最好与外壳(4)的上平面持平或略高一点，这样，当盖子放在支座上之后，尽可能使它们呈现为一个单一平面，以便于堆积贮存器。
在贮槽(2)外壳(4)朝向盖子(3)侧的内衬层端部有一个连续的凹槽(23a)，盖子上也有一个绕其上表面一周的相应的凹槽(23b)，当盖子盖好后，凹槽(23a)，(23b)形成一个槽沟，盘形套层(20)及罩裙(17)的边就伸到这个槽沟里。
在这个槽沟(23)里要灌入砂浆(24)以保护焊接线(22)。
槽沟(23)通过径向槽口(26)与外壳(4)的外部侧面衬层相连，这样在其开口端可以均匀地排泄溢出。
贮槽最好还要有一个采用与屏蔽7所用同样的密实材料制成的环，形成一个屏蔽以补偿由于上述的槽沟(23)造成的贮槽衬层和盖子厚度的降低。环(25)放在贮槽(2)内部并与其环状部件(15)相连。环(25)可以按图1所示的那样放入或者把它作为内部衬层(6)与屏蔽(7)的一部分。
在盖子(3)上表面相对置的两个槽沟(28)里，装有两个螺旋的套管(27)，这种套管与起吊环(30)上的螺丝(29)相匹配，只有在装盖子时才把吊环装上。
图3是对本发明第一方案做些变动时的部分剖视图，贮槽(31)由一个混凝土外壳(32)和盘形的复合内部衬层(33)构成，这里的内部衬层(33)与图1所示的那种衬层有同样的结构。
混凝土盖子(34)有一个平板形的金属套层(35)，贮槽(31)有一个平展的环状部件(36)作盖子的支座。
套层(35)的边和环状部件(36)的外边缘伸向贮存器外部侧表面。盖子(34)上有一个围绕其一周的凹槽，在贮槽外壳(32)外部侧面衬层的上端也有一个相应的凹槽(37b)。当盖子盖在贮槽上之后，这两个凹槽(37a)、(37b)形成一个槽沟(37)，而盖子的金属衬层(35)和贮槽环状部件(38)的边都伸进这个槽沟里。上述这些边分别构成连接套层(35)和环状部件(36)的装置。采用连续的线形焊接(38)把它们焊在一起。
在盖子(34)上至少有两个导管使槽沟(37)与盖子(34)上表面连通。这些导管被用来往槽沟里浇灌砂浆(未示出)，并通过它往外排放空气。在焊接线(38)焊完后，要用框架(未示出)把槽沟(37)封闭起来，这样就可以往槽沟里灌砂浆，同时也保护焊接线(38)。
盖子(34)上最好装一个对准中心用的棱边(40)，把它装在朝向贮槽(31)的盖面上，这个对准中心边(40)连同贮槽(31)的环状部件(36)的内侧边一道可便于给贮槽盖上盖子(34)。
对这里的环状部件(36)，最好也象前述的方案那样装一个再入式轴向法兰(41)，它不仅界限出贮槽(31)的一个开口，同时与对准中心边(40)一道构成了一个防溢出装置。
贮槽(31)上装有一个用密实材料制成的环(42)，它能构成屏蔽以补偿由于槽沟(37)造成的贮槽(31)衬层和盖子(34)的厚度降低。此环也是复合的内部衬层(33)屏蔽延伸，它形成了一个朝向贮槽内的垫圈。
图4表示本发明第二方案部分剖视图。贮存器由一个用盖子(44)密封的贮槽(43)组成。贮槽包括一个外壳(45)和一个复合内部衬层(46)，它们构成一个容器。内部衬层(46)与图1所示的那种衬层的结构相同。盖子上有一个金属套层(47)，这套层与容器(46)合为一体的环状部件(48)构成的贮槽密封装置共同形成密封装置，同时该环状部件也是盖子的支座。
金属套层(47)呈盘状，在其外圆周上有一个垫圈(49)，当往贮槽上盖盖子时，就把盘形套层(47)的侧面衬层(47a)当成对准中心的装置。当盖子盖好之后，盖子(44)和外壳(45)之间形成了一个伸向贮存器顶部的环状槽沟(50)。在这个槽沟(50)底部可以看到在盖子(44)与贮槽(43)之间的该密封装置。
在垫圈(49)的园周上均匀地分布着一些孔(51)，其位置与环状部件(48)上的对应孔(52)相对，安装时将螺栓(53)与穿过上述的孔(51)、(52)的螺帽(54)的位置对准，以便使贮存器良好地密封。
在盖子(44)的金属套层(47)表面与贮槽(43)的环状部件(48)之间最好装一个抗渗的连接部件。
将与图3所示相同的那种金属环(56)沿径向伸展至贮槽(43)内部。此时，金属环(56)与再入式轴向法兰(57)连接，它不仅界限出贮槽的开孔，同时也构成一个防溢出装置。
槽沟(60)通过径向槽口(58)与外壳的外部侧面衬层相连，这样可以在其开口端均匀地排泄溢出。
图5是表示本发明第三种方案的部分剖视图。贮存器由一个被盖子(60)密封着的贮槽(59)构成，该贮槽有一个外壳(61)和一个复合内部衬层(62)构成一个箱体，内部衬层的结构与图1所示的衬层结构相同。盖子(60)上有一个金属套层(63)作为密封装置，它与衬层箱体(62)合成一体的环状部件(64)构成的贮槽(59)的密封装置共同起密封作用，这里的环状部件(64)优点就是它是由复合内部衬层(62)的径向延伸形成的，同时它也是盖子的支座。盖子(60)的金属套层(63)呈盘子形，这个盘形套层的侧面衬层是圆柱形的，当盖子(60)盖在贮槽(58)上时，它可作为对准中心的装置用。
金属套层(63)的外围部分形成一个垫圈(65)在贮槽(59)上有沿外壳圆周均匀分布的定位装置(66)，并沿径向伸向贮存器内部。这些定位装置(66)要与垫圈(65)的上表面匹配。金属套层(63)的垫圈(65)上带有齿墙(67)，它与定位装置(66)配套使盖子(60)挤压在该支座上。装在垫圈上表面的止挡(68)用来通过移动盖子(60)的角度使垫圈与定位装置(66)对接。垫圈(65)和固定装置(66)以这种销钉接合的固定方式形成了盖子与贮槽之间的密封。
与第二发明方案类似，在盖子(60)金属套层(64)的表面与贮槽(69)的环状部件(64)之间最好装一个抗渗连接部件(69)。
在外壳(61)的内衬层与盖子(60)的侧面衬层之间形成一个槽沟(70)，在对盖子密封之后便在槽沟里浇灌砂浆(未示出)。槽沟(70)通过径向槽口与外壳(61)的外部侧面衬层相连，通过这些槽口可均匀地排泄溢出。
另外环状部件(64)上还有一个再入式轴向法兰(72)，它界限出贮槽的开孔，同时也形成一个防溢出部件。
这种方案中，盖子(60)的垫圈(65)的优点在于它在其上表面部分形成了楔形口(未示出)，这些楔形口与相应的定位装置(66)配合可将盖子锁在其闭合后的位置上。
上述的这些发明可以实现贮存器的安全、快速的密封，它可以确保贮存器盖与贮槽之间的密封质量相当好，不会受时间的影响。
权利要求
1.存放放射性废物特别是凝固的低或中等强度放射性废物的贮存器，它包括一个贮槽(2；31；43；59)和一个盖子(3；34；44；60)；该贮槽有一个混凝土外壳(4；32；45；61)和一个复合内部衬层(5；33；46；62)，两者构成了用于盛废物的容器；它可以吸收由于时间长久所产生的外壳(4；332；45；61)尺寸的变化，还可以使容器内与外壳隔热，因此又可以防止容器内部产生的辐射；该贮槽有一个放盖子的支座以及多个密封装置(15；38；48；66)，贮槽上装置与盖子密封装置(20；35；47；63)相互配合，其特征在于该贮存器盖(3；34；44；60)为预制混凝土的。
2.如权利要求1中的贮存器，其特征在于贮存器盖子(3;34)包括一个金属套层(20，35)，套层各边构成盖子所述密封装置朝向容器的套层表面界限出整个贮存器的内部容积。容器内的贮槽(2;31)有与容器合为一体的环状部件(15;36)，这个部件在贮存器外壳(4;32)上，构成盖子(3;34)的支座，环状部件(15;36)的各外边构成该贮槽的密封装置，当盖子放在支座上后，所述盖子(3;34)的套层(20;35)的边和贮槽(2;31)上环状部件(15;36)的边并置在一起伸向贮存器的外部。
3.如权利要求2中的贮存器，其特征在于，把套层及环状部件的边用连续的线形焊接(22，38)或采用连续卷边锁缝方式连接起来。
4.如权利要求3中的贮存器，其特征在于，该金属套层(20)呈盘状，该环状部件(15)有一个径向芯子(16)和一个朝上的罩裙(17)，以及盘形套层(20)的边和罩裙(17)的边伸向贮存器的顶部。
5.如权利要求4中的贮存器，其特征在于，该盖子(3)上有一个绕其上表面一周的凹槽(23b)，该贮槽(2)的外壳(4)上在其面向盖子(3)的内衬层端部也有一个相应的凹槽(23a)，当盖子(3)盖在贮槽(2)上之后，所述凹槽(23a，23b)形成一个槽沟(23)，盘形套层(20)和罩裙(17)的各边即伸向该槽沟里。
6.如权利要求4，5中的贮存器，其特征在于，盖子(3)套层(20)的侧面衬层和贮槽(2)的环状部件(15)的罩裙(17)皆呈圆柱形。
7.如权利要求4、5中的贮存器，其特征在于，盖子(3)套层(20)的侧面衬层和贮槽(2)的环状部件(15)的罩裙(17)均向外扩张呈喇叭形。
8.如权利要求2、3中的贮存器，其特征在于，盖子(34)的金属套层(35)是平板形，贮槽的环状部件(36)也是平的，套层(35)的边和环状部件(36)外侧边伸到该贮存器的外部侧表面。
9.如权利要求8中的贮存器，其特征在于。盖子(34)上有一个绕其表面一周的凹槽(37a)，在贮槽(31)的外壳(32)的外部侧面衬层外部也有一个相应的凹槽(37b)，当盖子(34)盖在贮槽(31)上面时，这些凹槽(37a)，(37b)形成了一个槽沟(37)，盖子(34)的金属套层(35)的边和贮槽(31)环状部件(36)的边均伸进此槽沟。
10.如权利要求9中的贮存器，其特征在于，槽沟(37)与盖子(34)的上表面之间至少有两个连接导管(39)用于向所述槽沟里浇灌砂浆以及往外排气。
11.如权利要求1中的贮存器，其特征在于，盖子(44;60)带有一个金属套层(47;63)，它包括有对盖子的密封装置，并形成了一个外围垫圈(49;65)，套层(47;63)的面朝向容器(46，62)由此确定了贮存器的内部容积，贮槽(43;59)上有一个被牢牢固定在容器(46;62)上的环状部件(48;64)，它构成盖子(44;60)的支座，同时也构成贮槽(43;59)的密封装置，当盖子(44;60)盖上时，盖子(44;60)和贮槽(43;59)的外壳(45;61)之间形成了一个延伸到贮存器顶部的环状槽沟(50;70)以及盖子(44;60)和贮槽(43;59)之间的密封装置处于所述槽沟的底部。
12.如权利要求11中的贮存器，其特征在于，在套层圆周上有一个垫圈(49)，垫圈上带有规律性分布的孔(51)，盖盖子时将这些孔子对着环状部件(48)上相对应的孔(52)，安装时将螺栓(53)与穿过上述这些孔(51;52)的螺帽(54)的位置对准，以便将贮存器良好地密封。
13.如权利要求11中的贮存器，其特征在于，该贮槽(59)上设有规则地分布在外壳(61)上的定位装置(66)，并沿径向伸到贮存器内部，套层垫圈(65)上设有齿墙(67)，它与定位装置(66)配套使盖子(60)挤压支座，以及止挡(68)被置于其上表面，用来通过移动盖子(60)与它的相对角度使垫圈与贮槽(69)的定位装置(68)对接。
14.如权利要求13中的贮存器，其特征在于，该垫圈(65)在它的表面部分形成了一些楔形口，这些楔形口与相应的定位装置(66)配合可将盖子(60)销在其闭合后的位置上。
15.如权利要求12、13中的贮存器，其特征在于，该金属壳层(47;63)是平的。
16.如权利要求12、13中的贮存器，其特征在于，该金属套层(47;63)呈盘状，并带有一个外围垫圈(49;63)，所述盘状套层(47;63)的侧面衬层(47a，63a)是圆柱形的，当把盖子(44;60)放到贮槽(43;69)上时，它可作为对准中心的装置。
17.如权利要求8、9、10和15中任一项中的贮存器，其特征在于，该套层(35)在其朝向贮槽的面上有一个对准中心的边(40)它与贮槽的环状部件(36)的内边配合，有助于将盖子(34)放置到贮槽(31)上。
18.如权利要求2至17中任一项中的贮存器，其特征在于，该环状部件(5、36;48;64)上还有一个再入式轴向法兰(18;41;57;72)，它界限出该贮槽(2;31;43;59)的开口，同时也形成一个防溢出装置。
19.如权利要求4至18中任一项中的贮存器，其特征在于，由密实材料制成的环(25;42;56;84)形成一个屏蔽以补偿由于上述槽沟(23;37;50;70)造成的贮槽(2;31;43;59)的衬层厚度和盖子(3;34;44;60)厚度的降低，环放在贮槽(2;31;43;59)内部并与环状部件相连。
20.如权利要求5至7与9至19任一项中的贮存器，其特征在于，所述的槽沟(23;37;50;70)里充填砂浆以保护贮槽(2;31;43;59)和盖子(3;34;44;60)的密封装置。
21.如权利要求2至20中任一项中的贮存器，其特征在于，在盖子(44;60)面向金属套层(47;63)的表面与贮槽(43;59)的环状部件(48;64)之间装有一个连接部件(55;69)。
22.如权利要求4至7和10至21的中任一项中的贮存器，其特征在于，该槽沟(23;50;70)通过径向的槽口(26;58;71)与外壳(4;45;61)外部侧面衬层相连，这样可以在其开口端造成均匀排溢。
全文摘要
贮存器由贮槽(2)和盖子(3)构成，用于运贮低或中强度放射性固化废物，贮槽均由砼外壳(4)和复合内衬层(5)构成，它能吸收长久所致的尺寸变化，并使外壳与容器内部隔热，盖子(3)是砼预制并带金属套(20)，贮槽(2)上有一与容器整体形成的环状件(15)将盖子(3)支在外壳(4)上。套层(20)(17)及环状件(15)的侧部焊在一起并排伸到贮存器上的凹槽里。
文档编号H01J29/94GK1038376SQ8910239
公开日1989年12月27日 申请日期1989年4月20日 优先权日1988年4月20日
发明者菲利克斯·帕斯卡, 克雷多茨·让·保罗 申请人:法国电气公司