CN111028971A - 一种事故工况下可维持内外压差的屏蔽结构 - Google Patents

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吴荣俊
陈艳
聂凌霄
李晓玲
陈维
胡家法
林江景
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    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F3/00—Shielding characterised by its physical form, e.g. granules, or shape of the material

Abstract

本发明涉及核辐射防护技术领域，提供一种事故工况下可维持内外压差的屏蔽结构，包括屏蔽材料、筒体、安装法兰、爆破片、紧固环、筛网，所述筒体以螺栓或焊接形式固定在屏蔽墙/屏蔽体的开孔上，筒体出口位置设置安装法兰，用以固定爆破片，筒体外敷设屏蔽材料，屏蔽材料紧贴筒体，通过紧固环固定在筒体上，紧固环自身用螺栓连接，筒体底部安装有筛网。本发明屏蔽结构可安装在屏蔽墙或屏蔽体的开孔上，维持屏蔽墙/屏蔽体的内外压力差不超过屏蔽墙/屏蔽体的结构承压限值，且屏蔽墙/屏蔽体不会形成局部辐射热点，防止屏蔽墙/屏蔽体的倒塌，且结构简单，方便加工和拆卸、维修，成本低廉。

Description

一种事故工况下可维持内外压差的屏蔽结构
技术领域
本发明涉及核辐射防护技术领域，具体涉及一种事故工况下可维持内外压差的屏蔽结构。
背景技术
为防止反应堆、一回路等系统放出的中子/γ射线，核动力装置设有生物屏蔽装置，以阻挡有害射线对人员、设备造成的辐照损伤。在移动式核动力装置中，最为典型的生物屏蔽装置就是屏蔽墙。但在LOCA事故工况下，反应堆内部压力升高，屏蔽墙内外将会形成一定的压差。对于移动式核动力装置，受到空间、重量的限制，屏蔽墙承载结构的压力设置一般为XMPa，而LOCA事故工况下反应堆内部压力最高可达XMPa，屏蔽墙可能发生坍塌，辐射剂量大面积大幅度升高，造成极为严重的后果。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术中的不足之处，提供一种事故工况下可维持内外压差的屏蔽结构，可安装在屏蔽墙或屏蔽体的开孔上，维持屏蔽墙/屏蔽体的内外压力差不超过屏蔽墙/屏蔽体的结构承压限值，且屏蔽墙/屏蔽体不会形成局部辐射热点，防止屏蔽墙/屏蔽体的倒塌，且结构简单，方便加工和拆卸、维修，成本低廉。
本发明的目的是通过如下技术措施来实现的：一种事故工况下可维持内外压差的屏蔽结构，由爆破片、屏蔽材料、筒体、紧固环、筛网等部件组成。筒体以螺栓或焊接形式固定在屏蔽墙/屏蔽体的开孔上，筒体内装有爆破片，爆破片以法兰形式固定在筒体内，屏蔽材料通过紧固环固定在筒体上。筒体底部安装有筛网，防止异物进入磨损爆破片，影响爆破压力的准确度。
在上述技术方案中，筒体加工成中心线为弧形的圆柱体，防止由于屏蔽墙的开孔导致射线从开孔部位直射，形成局部辐射热点。中心线弧度可根据需要进行改变，通过螺栓或者焊接的方式固定在屏蔽墙/屏蔽体的开孔上，若采用螺栓连接则筒体需带有固定法兰。筒体出口位置设置安装法兰，用以固定爆破片。
在上述技术方案中，爆破片由钢片制成，钢片厚度可根据屏蔽墙/屏蔽体的结构承压限值进行调整。爆破片制成圆弧形，以便于均匀受力，确保爆破成功率。爆破片通过螺栓、垫圈固定在筒体出口位置的安装法兰上，若爆破片较薄，在与安装法兰连接时焊接加强环以提高强度。安装法兰与屏蔽材料之间留有一定的间隙，以方便拆卸和维修。
在上述技术方案中，筒体外敷设屏蔽材料。所敷设的屏蔽材料可根据屏蔽墙/屏蔽体开孔周边区域的屏蔽材料及厚度进行选择，以避免局部出现辐射热点。对于易加工成型的屏蔽材料，如铅、钨等，可通过机床加工成型，对于不易加工成型的屏蔽材料，如聚乙烯、聚丙烯等，可通过模具压制成型。屏蔽材料紧贴筒体，通过紧固环固定在筒体上，紧固环自身用螺栓连接。
在上述技术方案中，筒体内底部焊接有筛网，防止异物进入筒体内部对爆破片造成损伤，影响爆破压力的准确度。
本发明事故工况下可维持内外压差的屏蔽结构，可安装在屏蔽墙或屏蔽体的开孔上，维持屏蔽墙/屏蔽体的内外压力差不超过屏蔽墙/屏蔽体的结构承压限值，且屏蔽墙/屏蔽体不会形成局部辐射热点，防止屏蔽墙/屏蔽体的倒塌，且结构简单，方便加工和拆卸、维修，成本低廉，屏蔽材料及厚度可根据使用需要进行调整，适用性强。
附图说明
图1、图2为本发明一种事故工况下可维持内外压差的屏蔽结构的三维示意图。
图3为本发明的主视图剖面图。
图4为图3的A-A剖面图。
图5为图3的B向视图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1至5所示，本实施例提供一种事故工况下可维持内外压差的屏蔽结构，包括屏蔽材料（聚乙烯瓦1、铅瓦2）、筒体3、安装法兰（下法兰4、上法兰5）、爆破片6、加强环7、紧固环8、筛网9，另外为叙述方便，图中注明了屏蔽墙及屏蔽墙结构。
筒体3采用全焊透满焊固定在屏蔽墙结构上，屏蔽墙开孔直径为200mm。筒体厚度设计为14mm，下部局部加强，厚度为50mm。筒体3为中心线是弧形的圆柱体，中心线弧度为25°。筒体外敷设铅瓦2和聚乙烯瓦1。铅瓦2分为左右两瓣，厚度为75mm，通过机床加工成型，最后合拢，若局部存在缝隙，使用铅皮填塞。聚乙烯瓦1厚度为75mm，通过模具压制成型。铅瓦2和聚乙烯瓦1通过紧固环8固定在筒体上，紧固环8高度为50mm，分为两瓣，用螺栓连接。爆破片6通过上法兰5螺栓连接在筒体3的下法兰4上。上法兰5长度为125mm，下法兰4长度为140mm，下法兰4上焊接厚度为5mm的加强环7。爆破片6厚度为0.4mm，弧度为73°，爆破压力为0.35~0.4MPa，保证屏蔽墙两边压力不超过屏蔽墙结构的承载限制0.5MPa。筒体3内底部焊接有筛网9。
在上述实施例中，为保证爆破精度，应将爆破片6圆凹面对受压方向（屏蔽墙内）。
本实施例外形约为650mm×650mm×700mm，重约100kg，其结构简单，可靠性强，易于加工和拆卸、维修。经试验验证，屏蔽墙安装本实施例后，内外压差为0.362MPa时爆破片破损，屏蔽墙内外贯通，压差为0。使用探测装置测量距离屏蔽墙1m、开孔中心正对处剂量率，较屏蔽墙未开孔部位升高2.4%，该开孔部位未形成局部辐射热点。
本说明书中未做详细描述的内容，属于被专业技术人员公知的现有技术。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种事故工况下可维持内外压差的屏蔽结构，其特征在于：包括屏蔽材料、筒体、安装法兰、爆破片、紧固环、筛网，所述筒体以螺栓或焊接形式固定在屏蔽墙/屏蔽体的开孔上，筒体出口位置设置安装法兰，用以固定爆破片，筒体外敷设屏蔽材料，屏蔽材料紧贴筒体，通过紧固环固定在筒体上，紧固环自身用螺栓连接，筒体底部安装有筛网。
2.根据权利要求1所述的事故工况下可维持内外压差的屏蔽结构，其特征在于：筒体加工成中心线为弧形的圆柱体，防止由于屏蔽墙的开孔导致射线从开孔部位直射，形成局部辐射热点，中心线弧度可根据需要进行改变，通过螺栓或者焊接的方式固定在屏蔽墙/屏蔽体的开孔上，若采用螺栓连接则筒体需带有固定法兰。
3.根据权利要求1所述的事故工况下可维持内外压差的屏蔽结构，其特征在于：爆破片由钢片制成，钢片厚度可根据屏蔽墙/屏蔽体的结构承压限值进行调整，爆破片制成圆弧形，以便于均匀受力，确保爆破成功率，爆破片通过螺栓、垫圈固定在筒体出口位置的安装法兰上，若爆破片较薄，在与安装法兰连接时焊接加强环以提高强度，安装法兰与屏蔽材料之间留有一定的间隙，以方便拆卸和维修。
4.根据权利要求1所述的事故工况下可维持内外压差的屏蔽结构，其特征在于：所敷设的屏蔽材料可根据屏蔽墙/屏蔽体开孔周边区域的屏蔽材料及厚度进行选择，以避免局部出现辐射热点。
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