CN108609112A - 空心球加强防撞舱壁 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了空心球加强防撞舱壁，包括：内层安全壳，套至于内层安全壳外部的外层安全壳和堆舱；内层安全壳包裹于堆舱外部；内层安全壳由多个空间多面体单元组成；每一个空间多面体单元内部为空心结构，多面体单元的外壁通过多个正六边形板和多个正五边形板相互连接围成；其中，每一个空间多面体单元内部填充有胶粘质复合型的阻尼材料；上述技术方案通过空间多面体的构造巧妙地达到了既提高安全壳防撞能力又大幅度减轻安全壳的重量的功效，而且由于多面体内部填充的复合材料温度范围非常广泛，提升了安全壳的耐高温能力；同时，复合物的胶黏性又增加了一道防线。

Description

空心球加强防撞舱壁
技术领域
本发明涉及核反应堆舱安全防护领域，特别涉及空心球加强防撞舱壁。
背景技术
核潜艇以及舰船上设置的核反应堆舱的安全壳多为钢质壳体，由于核潜艇及舰船上的空间有限，所以安全壳的厚度有一定限值。同时，如果安全壳的钢板过厚，则重量过大，对下层结构有较高的要求，如果安全壳的钢板过薄，则抗冲击和防辐射的能力减弱。
发明内容
本发明针对上述技术问题，提出一种加强防撞舱壁。
为达到以上目的，通过以下技术方案实现：
空心球加强防撞舱壁，包括：内层安全壳，套至于内层安全壳外部的外层安全壳和堆舱；
内层安全壳包裹于堆舱外部；
内层安全壳由多个空间多面体单元组成；
每一个空间多面体单元内部为空心结构，多面体单元的外壁通过多个正六边形板和多个正五边形板相互连接围成；
其中，每一个空间多面体单元内部填充有胶粘质复合型的阻尼材料；
外层安全壳为薄钢板。
进一步的，用于围成多面体单元外壁的正六边形板和正五边形板为薄钢板，且每相邻两块板材之间通过焊接固定。
进一步的，胶粘质复合型的阻尼材料选为聚丙烯酸酯与硅橡胶的复合物。
采用上述技术方案的本发明，是将传统的堆舱安全壳结构设计成新型中空的空间结构体系，结构空心处添加轻质高耗能胶粘材料(胶粘质复合型的阻尼材料)。由于这种结构是空间形式的，一旦遭受冲击载荷，冲击力会迅速扩散至结构整体(内层安全壳)，结构内力重新分布，不会像传统安全壳那样遭受过高的局部应力。由于结构属于冗余度非常高的超静定空间结构，一处发生破坏后，结构其余部分(其他多面体单元)会迅速将其上原来承受的载荷分散开来，不会出现破坏的扩展。又由于内设了耐高温高阻尼高耗能的复合型胶粘阻尼材料，最高承受温度可达200度，所以这种新型的安全壳结构的抗冲击性能大幅提高，自重大幅降低，耗能能力提高，温度适应能力提升。此外，由于该胶粘材料自身具备的粘结性，即便外层结构破裂，由于复合型胶粘阻尼材料自身的胶粘性，也不会流散，仍能起到缓冲耗能且防辐射的作用。因此，该设计大幅度提高了安全壳的抗冲击能力，更好地保障了堆舱的安全性能。
综上，本发明通过空间多面体的构造(多面体单元组成的内层安全壳)巧妙地达到了既提高安全壳防撞能力又大幅度减轻安全壳的重量的功效，而且由于多面体内部填充的复合材料温度范围非常广泛，同时，复合物的胶黏性又增加了一道防线。该发明较之传统的安全壳使整个堆舱结构的重量减轻，提高结构强度和抗冲击能力，安全性能更高使用寿命更长，可以非常好的提高堆舱的防撞能力。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
本发明共3幅附图,其中：
图1为本发明的整体结构剖面图；
图2为本发明的多面体单元结构示意图；
图3为多面单元相互连接示意图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示的空心球加强防撞舱壁，包括：内层安全壳1，套至于内层安全壳1外部的外层安全壳2和堆舱3；
内层安全壳1包裹于堆舱3外部；
内层安全壳1由多个空间多面体单元4组成；
每一个空间多面体单元4内部为空心结构，多面体单元4的外壁通过多个正六边形板和多个正五边形板相互连接围成；
其中，每一个空间多面体单元内部填充有胶粘质复合型的阻尼材料；
外层安全壳2为薄钢板。
进一步的，用于围成多面体单元4外壁的正六边形板和正五边形板为薄钢板，且每相邻两块板材之间通过焊接固定。
进一步的，胶粘质复合型的阻尼材料选为聚丙烯酸酯与硅橡胶的复合物。
采用上述技术方案的本发明，是将传统的堆舱安全壳结构设计成新型中空的空间结构体系，结构空心处添加轻质高耗能胶粘材料(胶粘质复合型的阻尼材料)。由于这种结构是空间形式的，一旦遭受冲击载荷，冲击力会迅速扩散至结构整体(内层安全壳1)，结构内力重新分布，不会像传统安全壳那样遭受过高的局部应力。由于结构属于冗余度非常高的超静定空间结构，一处发生破坏后，结构其余部分(其他多面体单元)会迅速将其上原来承受的载荷分散开来，不会出现破坏的扩展。又由于内设了耐高温高阻尼高耗能的复合型胶粘阻尼材料，最高承受温度可达200度，所以这种新型的安全壳结构的抗冲击性能大幅提高，自重大幅降低，耗能能力提高，温度适应能力提升。此外，由于该胶粘材料自身具备的粘结性，即便外层结构破裂，由于复合型胶粘阻尼材料自身的胶粘性，也不会流散，仍能起到缓冲耗能且防辐射的作用。因此，该设计大幅度提高了安全壳的抗冲击能力，更好地保障了堆舱的安全性能。
撞击发生时，撞击物先撞击整体结构的最外层(外层安全壳2)，由于空间体系受力特点，撞击力会迅速扩散到整个内层安全壳1的若干个多面体单元4结构上，撞击点的受力被分散掉，将撞击点的破坏降到最低，由于多面体单元4内部的耗能材料(复合型胶粘阻尼材料)的存在，撞击能量会耗散掉大部分在耗能材料上，因此撞击力对安全壳拱壳内壁的影响就会减轻很多，即使外壁破坏，耗能材料不散，仍然可以起到耗能作用，内壁的破损也可控。由于外层安全壳2外壁上每个点对应的内壁结构(内层安全壳1)都不是一层，而是空间的多层，所以即使一点破坏，破坏也不会连贯性的贯穿整个撞击点，因此，可以尽可能地保护安全壳的整体性完整，保护内部结构不受损害。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.空心球加强防撞舱壁，包括：内层安全壳(1)，套至于内层安全壳(1)外部的外层安全壳(2)和堆舱(3)；
其特征在于：
所述内层安全壳(1)包裹于堆舱(3)外部；
所述内层安全壳(1)由多个空间多面体单元(4)组成；
每一个空间多面体单元(4)内部为空心结构，多面体单元(4)的外壁通过多个正六边形板和多个正五边形板相互连接围成；
其中，每一个空间多面体单元内部填充有胶粘质复合型的阻尼材料；
所述外层安全壳(2)为薄钢板。
2.根据权利要求1所述的空心球加强防撞舱壁，其特征在于：
用于围成多面体单元(4)外壁的正六边形板和/或正五边形板为薄钢板，且每相邻两块板材之间通过焊接固定。
3.根据权利要求1或2所述的空心球加强防撞舱壁，其特征在于：
所述胶粘质复合型的阻尼材料选为聚丙烯酸酯与硅橡胶的复合物。
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