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，所述端盖用于将所述容器本体密封，所述容器本体包括底壁和与所述底壁固定连接的侧壁，所述底壁和所述侧壁分别包括层叠板体，每个所述层叠板体包括从内至外依次叠加设置的内壁、中间结构和外壁，所述内壁为第一纤维树脂材料层，所述中间结构包括内至外交替叠加设置的第二纤维树脂材料层和金属层，所述外壁为第三纤维树脂材料层。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。

【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，而放射性废液需要储存于储箱中，该类储箱除了必须满足通用性要求以外，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。对于放射性废水储存装置而言，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废液储箱以金属(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、耐腐蚀的结构和功能一体化废液储箱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，所述端盖用于将所述容器本体密封，所述容器本体包括底壁和与所述底壁固定连接的侧壁，所述底壁和所述侧壁分别包括层叠板体，每个所述层叠板体包括从内至外依次叠加设置的内壁、中间结构和外壁，所述内壁为第一纤维树脂材料层，所述中间结构包括内至外交替叠加设置的第二纤维树脂材料层和金属层，所述外壁为第三纤维树脂材料层。在其中一个实施例中，所述端盖包括所述层叠板体。在其中一个实施例中，所述第一纤维树脂材料层和所述第三纤维树脂材料层分别包括树脂体系和无序或有序分布在所述树脂体系中的纤维，所述第一、第三纤维树脂材料层中的所述树脂体系相同或不同。在其中一个实施例中，所述第二纤维树脂材料层包括树脂体系和与所述树脂体系混合的屏蔽填料，以及无序或有序分布在所述树脂体系和所述屏蔽填料中的纤维。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，所述屏蔽填料为粉体，包括三种粒径范围：微米级粒径1μm～20μm，亚微米级粒径500nm～700nm，纳米级粒径20nm～100nm。在其中一个实施例中，所述金属层包括钨层和铅层中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述金属层的厚度为0.05mm～1mm。在其中一个实施例中，所述容器本体的形状为一面开口的中空立方体结构，所述端盖用于密封所述开口。在其中一个实施例中，多个所述层叠板体通过树脂连接形成所述容器本体。在其中一个实施例中，所述防电离辐射容器包括角边密封结构，所述角边密封结构包裹在相邻的所述层叠板体的连接位置的外表面，所述角边密封结构的形状与所述连接位置的外表面的形状一致，所述连接位置为所述容器本体的角或边。在其中一个实施例中，所述纤维在所述第一纤维树脂材料层、所述第二纤维树脂材料层和所述第三纤维树脂材料层中的排列状态为纤维丝束或者纤维织物。一种所述的防电离辐射容器的制备方法，包括：分别提供所述第一树脂体系的溶液、所述第二树脂体系和屏蔽填料混合溶液以及第三树脂体系的溶液；将所述第一树脂体系的溶液负载在第一纤维上得到第一纤维预浸料，将所述第二树脂体系和屏蔽填料混合溶液负载在第二纤维上得到第二纤维预浸料，以及将第三树脂体系的溶液负载在第三纤维上得到第三纤维预浸料；在底层铺叠所述第一纤维预浸料，然后在所述第一纤维预浸料上交替叠加所述第二纤维预浸料和所述金属层，在最顶层叠加所述第三纤维预浸料，形成预成型结构；将所述预成型结构进行固化成型处理形成所述层叠板体；以及将所述层叠板体组装形成所述防电离辐射容器。在其中一个实施例中，将所述第一树脂体系的溶液、所述第二树脂体系和屏蔽填料混合溶液以及第三树脂体系的溶液分别负载在所述第一、第二和第三纤维上的步骤包括：将连续的纤维丝束通过装载有溶液的浸胶槽，使所述溶液浸润所述纤维丝束；以及将所述浸润有所述溶液的所述纤维丝束按预定方式进行排布，得到纤维预浸料。在其中一个实施例中，将所述第一树脂体系的溶液、所述第二树脂体系和屏蔽填料混合溶液以及第三树脂体系的溶液分别负载在所述第一、第二和第三纤维上的步骤包括：提供纤维织物；以及将所述溶液涂覆在所述纤维织物上，或者将所述纤维织物浸泡在所述溶液后取出，使所述溶液浸润所述纤维织物的表面和内部孔隙。在其中一个实施例中，所述组装的步骤包括：在相邻的所述层叠板体之间的连接区域涂覆树脂体系溶液；将多个所述层叠板体相互拼接；以及将拼接的所述层叠板体之间的树脂固化。在其中一个实施例中，还包括：对所述屏蔽填料通过硅烷偶联剂进行改性处理的步骤；和/或对所述金属层的表面进行机械打磨和/或酸处理从而表面改性的步骤。本专利技术的所述容器包括层叠板体，所述层叠板体包括叠加设置的纤维树脂层和金属层，所述纤维树脂层密度低、易成型、强度高、耐腐蚀、抗辐射等优点，所述金属层的具有高能辐射屏蔽性能高、抗渗漏、易进行放射性物质清洗等优点。将纤维树脂层和金属层进行叠加，使得所述层叠板体能够屏蔽X射线、γ射线等电离辐射，并且同时具有轻质、高强、抗疲劳、耐腐蚀、耐压力的优点，实现结构和功能一体化的优势。与重金属、混凝土、钢、铁等传统的防电离辐射容器相比，可达到显著减重减容及多功能、长寿命效果，并减少了有毒物质和污染物的排放，降低了对环境和生态的不良影响。所述防电力辐射容器可作为放射性废水储箱使用。附图说明图1为本专利技术一实施例的容器本体的结构示意图；图2为本专利技术一实施例的端盖的结构示意图；图3为本专利技术一实施例的层叠板体的结构示意图；图4为本专利技术一实施例的模压工艺的结构示意图。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用于将所述容器本体200密封，所述容器本体200包括底壁和与所述底壁固定连接的侧壁，所述底壁和所述侧壁分别包括层叠板体220，每个所述层叠板体220包括从内至外依次叠加设置的内壁、中间结构和外壁，所述内壁为第一纤维树脂材料层222，所述中间结构包括内至外交替叠加设置的第二纤维树脂材料层224和金属层226，所述外壁为第三纤维树脂材料层228。本专利技术实施例的所述容器的结构包括层叠板体220，每个所述层叠板体220包括叠加设置的纤维树脂层和金属层226，所述纤维树脂层密度低、易成型、强度高、耐腐蚀、抗辐射等优点，所述金属层226的具有高能辐射屏蔽性能高、抗渗漏本文档来自技高网...

【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，所述端盖用于将所述容器本体密封，所述容器本体包括底壁和与所述底壁固定连接的侧壁，所述底壁和所述侧壁分别包括层叠板体，每个所述层叠板体包括从内至外依次叠加设置的内壁、中间结构和外壁，所述内壁为第一纤维树脂材料层，所述中间结构包括内至外交替叠加设置的第二纤维树脂材料层和金属层，所述外壁为第三纤维树脂材料层。

【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，所述端盖用于将所述容器本体密封，所述容器本体包括底壁和与所述底壁固定连接的侧壁，所述底壁和所述侧壁分别包括层叠板体，每个所述层叠板体包括从内至外依次叠加设置的内壁、中间结构和外壁，所述内壁为第一纤维树脂材料层，所述中间结构包括内至外交替叠加设置的第二纤维树脂材料层和金属层，所述外壁为第三纤维树脂材料层。2.根据权利要求1所述的防电离辐射容器，其特征在于，所述端盖包括所述层叠板体。3.根据权利要求1所述的防电离辐射容器，其特征在于，所述第一纤维树脂材料层和所述第三纤维树脂材料层分别包括树脂体系和无序或有序分布在所述树脂体系中的纤维，所述第一、第三纤维树脂材料层中的所述树脂体系相同或不同。4.根据权利要求1所述的防电离辐射容器，其特征在于，所述第二纤维树脂材料层包括树脂体系和与所述树脂体系混合的屏蔽填料，以及无序或有序分布在所述树脂体系和所述屏蔽填料中的纤维。5.根据权利要求1至4中任一项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。6.根据权利要求4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。7.根据权利要求4所述的防电离辐射容器，其特征在于，所述屏蔽填料为粉体，包括三种粒径范围：微米级粒径1μm～20μm，亚微米级粒径500nm～700nm，纳米级粒径20nm～100nm。8.根据权利要求1所述的防电离辐射容器，其特征在于，所述金属层包括钨层和铅层中的一种或多种。9.根据权利要求1所述的防电离辐射容器，其特征在于，所述金属层的厚度为0.05mm～1mm。10.根据权利要求1所述的防电离辐射容器，其特征在于，所述容器本体的形状为一面开口的中空立方体结构，所述端盖用于密封所述开口。11.根据权利要求1所述的防电离辐射容器，其特征在于，多个所述层叠板体通过树脂连接形成所述容器本体。12.根据权利要求1所述的防电离辐射容器，其特征在于，所述防电离辐射容器包括角边密封结构，所述角边密封结构包裹在相邻的所述层叠板体的连接位置的外表面，所述角边密封结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪振旻，王浩宇，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