防电离辐射容器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种防电离辐射容器，所述防电离辐射容器包括端盖和容器本体，所述端盖用于密封所述容器本体，所述容器本体包括内衬层和缠绕在所述内衬层的外表面的纤维和金属丝复合层，所述纤维和所述金属丝上负载有树脂体系，所述纤维和所述金属丝将所述内衬层的外表面覆盖。本发明专利技术还公开了一种所述防电离辐射容器的制备方法。

Anti-ionizing radiation vessel and its preparation method

The invention discloses an anti-ionizing radiation container, which comprises an end cap and a container body for sealing the container body, which comprises an inner liner and a composite layer of fibers and metal wires wound on the outer surface of the inner liner. The fibers and the metal wires are loaded with a resin system, and the fibers and the metal wires will be sealed by the end cap. The outer surface of the inner liner is covered. The invention also discloses a preparation method of the anti-ionizing radiation container.

【技术实现步骤摘要】
防电离辐射容器及其制备方法
本专利技术涉及核电领域，特别是涉及一种防电离辐射容器及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着核电行业发展，核电站放射性废物的安全处置已成为公众极为关注的问题。实现放射性废物减量化处理、放射性流出物的深度净化以及安全处置将带来巨大的经济效益、社会效益和环境效益。对于核电站，放射性废水在放射性废物中所占比例很大，而采用吸附柱、膜技术等方法进行的放射性废水处理，通常需要在压力容器中进行，该类压力容器除了必须满足压力容器的通用性要求以外，还应达到很高的辐射屏蔽要求以保护操作人员安全和周边仪器设备的正常运行。对于可移动式放射性废水处理装置而言，更需要装置具有重量体积小、安装及使用简单、良好的可移动性和易维护性等特点。核电技术产生的γ射线、中子辐射等均属于能量较高的电离辐射。目前，具有电离辐射屏蔽功能的传统压力容器以金属(如：不锈钢等)、重金属(如：铅等)、混凝土材料为主。传统防电离辐射材料具有诸多缺点：金属、重金属、混凝土均具有密度高、质量大的特点，移动性差；对于强腐蚀性废液和沿海工作环境，金属材料易被腐蚀，导致性能降低、寿命缩短；生产制造过程能耗高、制造周期长等。这已不能满足现代核设备、核设施对容器的质量轻、体积小、环境友好、多功能等要求。因此，设计具有防电离辐射功能、轻质、高强、耐腐蚀的压力容器具有重要意义和现实需求。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种轻质、高强、耐腐蚀的防电离辐射容器及其制备方法。一种防电离辐射容器，所述防电离辐射容器包括端盖和容器本体，所述端盖用于密封所述容器本体，所述容器本体包括内衬层和缠绕在所述内衬层的外表面的纤维和金属丝复合层，所述纤维和所述金属丝上负载有树脂体系，所述纤维和所述金属丝将所述内衬层的外表面覆盖。在其中一个实施例中，所述树脂体系包括树脂和屏蔽填料。在其中一个实施例中，所述纤维包括碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维和芳纶纤维中的一种或多种，所述金属丝包括钨丝和铅丝中的一种或多种，所述树脂体系中的树脂包括环氧树脂、酚醛树脂和不饱和聚酯中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述纤维和所述金属丝复合层为分层交替缠绕结构，包括将所述纤维和所述金属丝单独在所述内衬层的外表面缠绕形成的纤维层和金属丝层。在其中一个实施例中，所述纤维和所述金属丝复合层为将所述纤维和所述金属丝捻合形成的合股线在所述内衬层的外表面进行缠绕而形成的并股缠绕结构，每根合股线包括一根或多根纤维以及一根或多根金属丝。在其中一个实施例中，所述复合层为多层结构，所述纤维和所述金属丝的张力由内层到外层逐渐递减。在其中一个实施例中，所述屏蔽填料包括稀土氧化物、重金属及重金属化合物中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述稀土氧化物中的稀土元素选自锕系和镧系元素中的至少一种，所述重金属和/或所述重金属化合物中的金属包含钨和铅中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述金属丝的直径为0.1mm～1.0mm，所述纤维的直径为5μm～15μm。在其中一个实施例中，所述内衬层的材料包括纤维树脂复合材料或者金属，所述端盖的材料包括所述纤维树脂复合材料，所述纤维树脂复合材料包括树脂体系和纤维。一种所述的防电离辐射容器的制备方法，包括：提供所述树脂体系的溶液和所述内衬层；将所述树脂体系的溶液负载在所述纤维和所述金属丝上；将所述负载有所述树脂体系溶液的所述纤维和所述金属丝缠绕在所述内衬层的外表面，形成预成型容器本体；对所述预成型容器本体进行固化处理形成所述容器本体；以及将所述容器本体和端盖进行组装。在其中一个实施例中，所述负载的步骤包括将对处于所述纤维和所述金属丝周围的所述树脂体系的溶液进行超声处理，使所述树脂体系的溶液浸润所述纤维和所述金属丝。在其中一个实施例中，所述缠绕的步骤包括：将所述负载有所述树脂体系的溶液的所述纤维在经过张力辊后于绕丝嘴处并股，按照螺旋缠绕和环向缠绕的组合方式缠绕到所述内衬层上；以及将所述负载有所述树脂体系的溶液的所述金属丝在经过张力辊后于绕丝嘴处并股，按照螺旋缠绕和环向缠绕的组合方式缠绕到所述内衬层上。在其中一个实施例中，所述缠绕的步骤包括：将负载有所述树脂体系的溶液的所述纤维和所述金属丝经过张力辊后于绕丝嘴处并股，按照螺旋缠绕和环向缠绕的组合方式缠绕到所述内衬层上。本专利技术在所述内衬层的外表面缠绕所述纤维和所述金属丝从而起到屏蔽作用，避免所述容器内部的放射性废水对所述容器外部的电离辐射作用。所述纤维和所述金属丝的缠绕结构从功能角度而言，能够屏蔽X射线、γ射线等电离辐射，从材料角度而言具有轻质、高强、抗疲劳、耐腐蚀的优点，实现防电离辐射容器的轻量化、小型化、便易于移动和防腐蚀性能；从制备角度而言具有工艺灵活、易于自动化制造和整体成型、耗能低的优点，从结构设计角度而言复合材料结构具有可设计性强、易于实现结构和功能一体化的优势，所述缠绕结构使得所述纤维和所述金属丝与所述内衬层的结合结构更牢固，能够耐受高压的冲击，能够适应容器内部的高压环境，使得所述容器可以作为压力容器使用。附图说明图1为本专利技术一实施例的防电离辐射容器的主视结构示意图；图2为本专利技术一实施例的容器本体的结构示意图；图3为本专利技术一实施例的防电离辐射容器的俯视结构示意图；图4A为本专利技术一实施例中空半球状结构的下端盖的结构示意图；图4B为本专利技术另一实施例平板结构的下端盖的结构示意图；图5A为本专利技术一实施例的吊耳的主视结构示意图；图5B为图5A的吊耳的侧视结构示意图；图5C为图5A的吊耳的俯视结构示意图；图6A为本专利技术一实施例的容器本体的分层交替缠绕的结构示意图；图6B为本专利技术另一实施例的容器本体的并股缠绕的结构示意图；图7A为本专利技术一实施例的浸胶法的湿法缠绕工艺示意图；图7B为本专利技术另一实施例的擦胶法的浸胶装置示意图；图7C为本专利技术另一实施例的计量浸胶法的浸胶装置示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本专利技术的防电离辐射容器及其制备方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1-3，本专利技术实施例提供一种防电离辐射容器，所述防电离辐射容器包括端盖100和容器本体200，所述端盖100用于密封所述容器本体200，所述容器本体200包括内衬层210和缠绕在所述内衬层210的外表面的纤维和金属丝复合层220，所述纤维和所述金属丝上负载有树脂体系，所述纤维和所述金属丝将所述内衬层210的外表面覆盖。本专利技术实施例在所述内衬层210的外表面缠绕所述纤维和所述金属丝从而起到屏蔽作用，避免所述容器内部的放射性废液对所述容器外部的电离辐射作用。所述纤维和所述金属丝的缠绕结构从材料功能角度而言具有轻质、高强、抗疲劳、耐腐蚀的优点，实现防电离辐射容器的轻量化、小型化、便易于移动和防腐蚀性能；从制备角度而言具有工艺灵活、易于自动化制造和整体成型、耗能低的优点，从结构设计角度而言复合材料结构具有可设计性强、易于实现结构和功能一体化的优势，所述缠绕结构使得所述纤维和所述金属丝与所述内衬层210的结合结构更牢固，能够耐受高压的冲击，能够适应容器内部的高压环境，使得所述容器可以作为压力容器使用。在一实施例中，所述容器本体200可以为两端开口的中空筒状结构，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防电离辐射容器，其特征在于，所述防电离辐射容器包括端盖和容器本体，所述端盖用于密封所述容器本体，所述容器本体包括内衬层和缠绕在所述内衬层的外表面的纤维和金属丝复合层，所述纤维和所述金属丝上负载有树脂体系，所述纤维和所述金属丝将所述内衬层的外表面覆盖。

【技术特征摘要】
1.一种防电离辐射容器，其特征在于，所述防电离辐射容器包括端盖和容器本体，所述端盖用于密封所述容器本体，所述容器本体包括内衬层和缠绕在所述内衬层的外表面的纤维和金属丝复合层，所述纤维和所述金属丝上负载有树脂体系，所述纤维和所述金属丝将所述内衬层的外表面覆盖。2.根据权利要求1所述的防电离辐射容器，其特征在于，所述树脂体系包括树脂和屏蔽填料。3.根据权利要求1所述的防电离辐射容器，其特征在于，所述纤维包括碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维和芳纶纤维中的一种或多种，所述金属丝包括钨丝和铅丝中的一种或多种，所述树脂体系中的树脂包括环氧树脂、酚醛树脂和不饱和聚酯中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的防电离辐射容器，其特征在于，所述纤维和所述金属丝复合层为分层交替缠绕结构，包括将所述纤维和所述金属丝单独在所述内衬层的外表面缠绕形成的纤维层和金属丝层。5.根据权利要求1所述的防电离辐射容器，其特征在于，所述纤维和所述金属丝复合层为将所述纤维和所述金属丝捻合形成的合股线在所述内衬层的外表面进行缠绕而形成的并股缠绕结构，每根合股线包括一根或多根纤维以及一根或多根金属丝。6.根据权利要求1所述的防电离辐射容器，其特征在于，所述复合层为多层结构，所述纤维和所述金属丝的张力由内层到外层逐渐递减。7.根据权利要求2所述的防电离辐射容器，其特征在于，所述屏蔽填料包括稀土氧化物、重金属及重金属化合物中的一种或多种。8.根据权利要求7所述的防电离辐射容器，其特征在于，所述稀土氧化物中的稀土元素选自锕系和镧系元素中的至少一种，所述重金属和/或所述重金属化合物中的金属包含钨和铅中的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩宇，洪振旻，姜磊，张宇宏，周勇，唐兴江，
申请(专利权)人：中广核核电运营有限公司，岭东核电有限公司，大亚湾核电运营管理有限责任公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44