CN210956191U - 一种舰船用多层防辐射产品 - Google Patents
一种舰船用多层防辐射产品 Download PDFInfo
- Publication number
- CN210956191U CN210956191U CN201921785438.XU CN201921785438U CN210956191U CN 210956191 U CN210956191 U CN 210956191U CN 201921785438 U CN201921785438 U CN 201921785438U CN 210956191 U CN210956191 U CN 210956191U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shielding
- layer
- thickness
- design
- radiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Abstract
本实用新型涉及新材料技术领域，且公开了一种舰船用多层防辐射产品，包括防辐射屏蔽复合材料和堆仓的优化设计，屏蔽复合材料为三层，且屏蔽复合材料的三层中设置有金属夹层，该舰船用多层防辐射产品，新方案设计屏蔽层厚度约为1米即可达到原屏蔽效果，故可以减小空间至少15％；2、相比原方案按照铅板密度11.34g/cm3，屏蔽材料设计厚度约为0.6米，而本项目新材料密度约为5.5g/cm3，屏蔽材料设计厚度约为1米，结果在保证原屏蔽效果的前提下，可减轻结构重量至少15％，而且该舰船用多层防辐射产品，使用屏蔽复合材料来制备堆仓，通过屏蔽复合材料各层的配合从而达到快中子减速、慢中子吸收(捕获)和衰减所有的γ射线。
Description
技术领域
本实用新型涉及新材料技术领域，具体为一种舰船用多层防辐射产品。
背景技术
目前国内适宜用在舰船核动力装置辐射屏蔽防护的新型技术和材料均处于空白，由于众所周知的原因，国外对我国实行严密的技术和产品封锁，文献检索发现有价值的有关文献和专利等资料披露很少，目前舰船核反应堆舱室的屏蔽材料基本还是沿用传统铅材料为主，配合水及聚乙烯、混凝土等屏蔽材料，铅除了抗高温性差；对能量高于88keV和13～40keV之间的射线有良好的吸收能力，但对能量介于40～88keV之间的射线存在一个“Pb的弱吸收区”，对中子吸收屏蔽效果差、辐射屏蔽功能单一；且有毒等缺点外，主要笨重且占用空间大(需要0.7～1.2米的操作安装空间)，现场安装困难，容易产生质量偏差，质量缺陷产生的空洞或缝隙导致辐射泄露，常规屏蔽材料用于大型核动力舰船存在众多缺陷。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种舰船用多层防辐射产品，具备轻量化、阻燃、防水、耐老化和刚柔复合等优点，解决了上述的问题。
(二)技术方案
为实现上述所述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种舰船用多层防辐射产品，包括防辐射屏蔽复合材料，屏蔽复合材料由层1、层2和层3组成，且屏蔽复合材料中还设置有金属夹层4，且金属夹层4的数量为两层，所述层1的一侧与第一个金属夹层4固定连接，所述第一个金属架层4远离层1的一侧与层2固定连接，所述层2远离第一个金属夹层4的一侧与第二个金属夹层4固定连接，所述第二个金属夹层4远离层2的一侧与层3固定连接，图1中左图为原堆仓设计方案，原堆仓设计方案屏蔽层需要总空间厚为1.25米，其中二次屏蔽层铅板材料厚为0.6米，人员安装屏蔽层铅板另需约0.65米的安装空间；图1中的右图为现在经优化后的舰船核动力模拟仓结构图，浇筑型二次屏蔽层取消了人员安装空间，屏蔽层厚度会有所增加，然堆舱结构的总厚度缩小了，在保证堆舱压力1.0MPa的设计要求下，结构重量减小，应用新型的防辐射屏蔽复合材料和合理的施工浇注工艺结合优化的设计方案：1、与原堆仓设计方案屏蔽层总空间厚度1.25米(其中包含必须预留的0.65米铅板层安装空间)相比，新方案设计屏蔽层厚度约为1米即可达到原屏蔽效果，故可以减小空间至少15％；2、相比原方案按照铅板密度11.34g/cm3，屏蔽材料设计厚度约为0.6米，而本项目新材料密度约为5.5g/cm3，屏蔽材料设计厚度约为1米，结果在保证原屏蔽效果的前提下，可减轻结构重量至少15％，当以铅板为基准模型时,针对γ射线进行计算,可以得出20cm厚的铅板在γ射线的照射下,得出各材料等效厚度如图5所示，本专利用稀土为功能材料，以硅酸盐无机非金属材料为主，复合高分子及特种材料研制新型防辐射复合材料，开发随型浇注常温固化多层组合屏蔽工艺，辐射屏蔽率≥20％，具有防辐射、轻量化、阻燃、防水、耐老化和刚柔复合等特点，同时满足内置管线和倾斜±15°不开裂，与舰船同寿命，无毒环保等要求。
优选的，所述屏蔽复合材料层1原理及配方为主要混凝土层添加10-20％元素硼B组成,以达到使快中子减速的目的。
优选的，所述屏蔽复合材料层2原理及配方为混凝土及钢板层等比重在2.4～3.9之间的屏蔽层，目的是慢中子吸收(捕获)。
优选的，所述屏蔽复合材料层3原理及配方为添加稀土元素5-15％的钆、钐、镧等组成的混凝土，原理是衰减所有的γ射线。
优选的，所述堆仓的优化设计为浇筑型二次屏蔽层取消了人员安装空间，屏蔽层厚度会有所增加，然堆舱结构的总厚度缩小了，在保证堆舱压力1.0MPa的设计要求下，结构重量减小。
(三)有益效果
与现有技术相比，本实用新型提供了一种舰船用多层防辐射产品，具备以下有益效果：
1、该舰船用多层防辐射产品，新方案设计屏蔽层厚度约为1米即可达到原屏蔽效果，故可以减小空间至少15％；2、相比原方案按照铅板密度11.34g/cm3，屏蔽材料设计厚度约为0.6米，而本项目新材料密度约为5.5g/cm3，屏蔽材料设计厚度约为1米，结果在保证原屏蔽效果的前提下，可减轻结构重量至少15％。
2、该舰船用多层防辐射产品，相比原方案按照铅板密度11.34g/cm3，屏蔽材料设计厚度约为0.6米，而本项目新材料密度约为5.5g/cm3，屏蔽材料设计厚度约为1米，结果在保证原屏蔽效果的前提下，可减轻结构重量至少15％。
3、该舰船用多层防辐射产品，使用屏蔽复合材料来制备堆仓，通过屏蔽复合材料各层的配合从而达到快中子减速、慢中子吸收(捕获)和衰减所有的γ射线。
4、该舰船用多层防辐射产品，本专利产品不但可满足水面大型核动力舰船、海上核动力综合利用平台等海洋建设核辐射屏蔽防护的需求，解决国家国防建设核动力舰船中的关键技术难题和材料，也适用于核电安全壳等规则或异形管线、阀门等设施的辐射屏蔽，也可广泛用于潜艇及坦克、航空航天、指挥部、民防工程、医疗和防护服等的辐射屏蔽，还可用于核固弃物及其它具有放射性物质如稀土废渣等封闭处理。
附图说明
图1为本实用新型原舰船核动力模拟仓和优化后舰船核动力模拟仓结构示意图；
图2为本实用新型屏蔽复合材料结构示意图；
图3为本实用新型稀土功能材料制备工艺流程图；
图4为本实用新型高分子-稀土复合材料制备工艺流程图；
图5为本实用新型各材料等效厚度数据表。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-5，一种舰船用多层防辐射产品，包括防辐射屏蔽复合材料，屏蔽复合材料由层1、层2和层3组成，且屏蔽复合材料中还设置有金属夹层4，且金属夹层4的数量为两层，所述层1的一侧与第一个金属夹层4固定连接，所述第一个金属架层4远离层1的一侧与层2固定连接，所述层2远离第一个金属夹层4的一侧与第二个金属夹层4固定连接，所述第二个金属夹层4远离层2的一侧与层3固定连接，图1中左图为原堆仓设计方案，原堆仓设计方案屏蔽层需要总空间厚为1.25米，其中二次屏蔽层铅板材料厚为0.6米，人员安装屏蔽层铅板另需约0.65米的安装空间；图1中的右图为现在经优化后的舰船核动力模拟仓结构图，浇筑型二次屏蔽层取消了人员安装空间，屏蔽层厚度会有所增加，然堆舱结构的总厚度缩小了，在保证堆舱压力1.0MPa的设计要求下，结构重量减小，应用新型的防辐射屏蔽复合材料和合理的施工浇注工艺结合优化的设计方案：1、与原堆仓设计方案屏蔽层总空间厚度1.25米(其中包含必须预留的0.65米铅板层安装空间)相比，新方案设计屏蔽层厚度约为1米即可达到原屏蔽效果，故可以减小空间至少15％；2、相比原方案按照铅板密度11.34g/cm3，屏蔽材料设计厚度约为0.6米，而本项目新材料密度约为5.5g/cm3，屏蔽材料设计厚度约为1米，结果在保证原屏蔽效果的前提下，可减轻结构重量至少15％，这样就能够在同等强度要求下，缩小堆舱结构尺寸，减轻结构重量，优化堆舱结构设计，取得显著效果超出预期的设计方案，达到小型轻量化以提高舰船速度、机动、续航等综合性能的目标，当以铅板为基准模型时,针对γ射线进行计算,可以得出20cm厚的铅板在γ射线的照射下,得出各材料等效厚度如图5所示，本专利用稀土为功能材料，以硅酸盐无机非金属材料为主，复合高分子及特种材料研制新型防辐射复合材料，开发随型浇注常温固化多层组合屏蔽工艺，辐射屏蔽率≥20％，具有防辐射、轻量化、阻燃、防水、耐老化和刚柔复合等特点，同时满足内置管线和倾斜±15°不开裂，与舰船同寿命，无毒环保等要求。
参照图2所示，屏蔽复合材料各层原理及配方:
层1：主要混凝土层添加10-20％元素硼B,以达到使快中子减速的目的；
层2：混凝土及钢板层等比重在2.4～3.9之间的屏蔽层，目的是慢中子吸收(捕获)；
层3：添加稀土元素5-15％的钆、钐、镧等组成的混凝土，原理是衰减所有的γ射线；
防核辐射复合材料的主要工艺是先制备核辐射稀土功能材料，其主要工艺如图3所示，在此基础上进行防核辐射高分子-稀土功能材料的复合其主要工艺如图4所示，高分子-稀土功能材料的物理化学特性参数如下表格所示，
功能性指标：在0.05～10.0MeV的连续能谱范围内，剂量率(uSv/h)微西伏特：衰减提高值％≥20；符合国标GB/T24100及GBZ/T147。
通用性指标：产品断裂拉伸强度MPa≥20；断裂伸长率％≥30；低温柔性℃r＝25mm棒-20℃，无裂缝；不透水性0.3Mpa.30min不透水；阻燃性A级；流动性(s/50g)为35；固化方式：常温水硬化；随型浇注(干/湿法)；密度＜5.5g/cm3；与舰船同寿命；无毒环保等，本专利产品不但可满足水面大型核动力舰船、海上核动力综合利用平台等海洋建设核辐射屏蔽防护的需求，解决国家国防建设核动力舰船中的关键技术难题和材料，也适用于核电安全壳等规则或异形管线、阀门等设施的辐射屏蔽，也可广泛用于潜艇及坦克、航空航天、指挥部、民防工程、医疗和防护服等的辐射屏蔽，还可用于核固弃物及其它具有放射性物质如稀土废渣等封闭处理。
Claims (1)
1.一种舰船用多层防辐射产品，包括防辐射屏蔽复合材料，其特征在于：所述屏蔽复合材料由层1、层2和层3组成，且屏蔽复合材料中还设置有金属夹层4，且金属夹层4的数量为两层，所述层1的一侧与金属夹层4固定连接，所述金属夹层4远离层1的一侧与层2固定连接，所述层2远离金属夹层4的一侧与另一个金属夹层4固定连接，所述另一个金属夹层4远离层2的一侧与层3固定连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921785438.XU CN210956191U (zh) | 2019-10-23 | 2019-10-23 | 一种舰船用多层防辐射产品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921785438.XU CN210956191U (zh) | 2019-10-23 | 2019-10-23 | 一种舰船用多层防辐射产品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210956191U true CN210956191U (zh) | 2020-07-07 |
Family
ID=71383373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201921785438.XU Active CN210956191U (zh) | 2019-10-23 | 2019-10-23 | 一种舰船用多层防辐射产品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN210956191U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113077918A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-07-06 | 中国舰船研究设计中心 | 一种船用电气贯穿件局部屏蔽结构和屏蔽方法 |
| CN113539536A (zh) * | 2021-07-24 | 2021-10-22 | 重庆大学 | 一种高能射线屏蔽材料 |
-
2019
- 2019-10-23 CN CN201921785438.XU patent/CN210956191U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113077918A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-07-06 | 中国舰船研究设计中心 | 一种船用电气贯穿件局部屏蔽结构和屏蔽方法 |
| CN113539536A (zh) * | 2021-07-24 | 2021-10-22 | 重庆大学 | 一种高能射线屏蔽材料 |
| CN113539536B (zh) * | 2021-07-24 | 2023-01-31 | 重庆大学 | 一种高能射线屏蔽材料 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN210956191U (zh) | 一种舰船用多层防辐射产品 | |
| CN202957049U (zh) | 一种γ-中子混合场复合防护结构 | |
| CN109461506B (zh) | 一种泳池式区域低温供热堆 | |
| CN103137228A (zh) | 一种能屏蔽核辐射的柔性复合材料 | |
| CN205354669U (zh) | 一种具有屏蔽功能的反应堆压力容器支承结构 | |
| Vijayan et al. | Safety features in nuclear power plants to eliminate the need of emergency planning in public domain | |
| CN110867267B (zh) | 一种乏燃料储运容器 | |
| CN105374408A (zh) | 一种深井式常压供热核反应堆 | |
| Hannerz | Towards intrinsically safe light-water reactors | |
| CN203950556U (zh) | 一种双堆共用的燃料转运通道屏蔽 | |
| CN102693764A (zh) | 反应堆坑置式核电站 | |
| CN113148092A (zh) | 水面核动力船舶反应堆舱总体布置结构 | |
| CN212256935U (zh) | 一种海上浮动双反应堆的屏蔽装置 | |
| CN204496931U (zh) | 一种反应堆屏蔽、冷却剂卸压和安全壳抑压的复合装置 | |
| CN217008664U (zh) | 一种共用反应堆厂房的核能供热堆布置结构 | |
| CN214377700U (zh) | 一种船用钢结构堆舱辐射屏蔽材料安装结构 | |
| GB1568585A (en) | Liquid metal cooled nuclear reacotrs | |
| Song | Small modular reactors (SMRs): The case of China | |
| CN109036607B (zh) | 一种环境环保用的放射屏蔽瓦 | |
| CN110498962A (zh) | 一种防辐射稀土复合材料及其随型填注工艺 | |
| CN209216589U (zh) | 一种泳池式区域低温供热堆 | |
| CN113077918A (zh) | 一种船用电气贯穿件局部屏蔽结构和屏蔽方法 | |
| Tan et al. | Design of floating nuclear power plant containment under marine environment conditions | |
| CN113963817A (zh) | 一种核动力船舶穿堆舱管道的核辐射局部屏蔽结构 | |
| CN209766051U (zh) | 一种海洋核动力平台安全级仪表 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |