CN220962815U - 核设施屏蔽风管、核设施屏蔽装置及核设施 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及核设施零部件技术领域，公开了一种核设施屏蔽风管、核设施屏蔽装置及核设施，其中该核设施屏蔽风管包括外套管，适于贯穿安装于核设施的隔墙内；外套管包括大端和小端；小端适于与核设施的第一放射性区域连通，大端适于与核设施的第二放射性区域连通，第一放射性区域的放射性强于第二放射性区域的放射性；管芯，包括至少一个螺旋叶片和轴心；螺旋叶片围绕轴心的外表面设置；螺旋叶片与外套管适配呈锥形螺旋状，且其外壁与外套管的内壁相抵接。本实用新型通过将螺旋叶片安装在外套管内，组成核设施屏蔽风管，能够依靠螺旋叶片屏蔽第一放射性区域的射线，从而有效减少射线泄露，提高使用安全性。

Description

核设施屏蔽风管、核设施屏蔽装置及核设施

技术领域

本实用新型涉及核设施零部件技术领域，具体涉及一种核设施屏蔽风管、核设施屏蔽装置及核设施。

背景技术

核设施在作业活动过程中由于设备检修、维护及物料输运等需要，无法做到绝对的物理密封。这就要求核设施内的通风系统需要控制气流从低放射性区域流向高放射性区域，并在不同区域之间维持一定的负压(气压差)，以最大限度的减少放射性物质泄露。

核设施按照放射性危害程度从高到低可分为红区、橙区、绿区以及白区。其中，红区的放射性强度最高，一般不允许人员进入。橙区属于放射性设备和管道等的维修区域，放射性弱于红区，允许人员进入检修。为了最大程度保障红区的包容屏障的完整性，红区内不会设置送风系统，而是在橙区与红区之间的墙体边界处布置直线型的进风管道，使橙区的气压大于红区，在负压差的作用下橙区的气流定向流入红区。

这种结构的缺陷在于：现有的直线型进风管道无法完全屏蔽放射性射线，容易导致红区的放射性射线从直线型进风管道进入橙区，进而危害工作人员的健康。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种核设施屏蔽风管、核设施屏蔽装置及核设施，以解决放射性射线易通过直线型进风管道从高放射性区域进入低放射性区域，危害工作人员的健康的问题。

第一方面，本实用新型提供了一种核设施屏蔽风管，包括：外套管，适于贯穿安装于核设施的隔墙内；外套管包括大端和小端；小端适于与核设施的第一放射性区域连通，大端适于与核设施的第二放射性区域连通，第一放射性区域的放射性强于第二放射性区域的放射性；管芯，包括至少一个螺旋叶片和轴心；螺旋叶片围绕轴心的外表面设置；螺旋叶片与外套管适配呈锥形螺旋状，且其外壁与外套管的内壁相抵接。

有益效果：本实用新型通过将螺旋叶片安装在外套管内，组成核设施屏蔽风管，能够依靠螺旋叶片屏蔽第一放射性区域的射线，从而有效减少射线泄露，安全性高。外套管的大端与小端的组成结构，可以进一步减少射线泄露。此外，由于外套管的小端与第一放射性区域连通，还可以防止核设施屏蔽风管脱落至放射性较强的第一放射性区域，检修人员可在放射性较弱的第二放射性区域对核设施屏蔽风管进行维修和维护，提高了检修人员的工作安全性。

在一种可选的实施方式中，管芯包括四个螺旋叶片，四组螺旋叶片的表面形成阻隔面，阻隔面沿轴心长度方向的投影至少覆盖小端，用于屏蔽第一放射性区域的射线。

有益效果：螺旋叶片的表面形成阻隔面，阻隔面沿轴心长度方向的投影至少覆盖小端，在螺旋叶片的长度方向上不存在直线间隙，可以扩大螺旋叶片对射线的屏蔽面积，从而提高螺旋叶片对射线的屏蔽效果。

在一种可选的实施方式中，外套管包括第一管道和第二管道，第一管道与第二管道接通。

有益效果：外套管包括接通的第一管道和第二管道，可有效延长核设施屏蔽风管的长度，以满足不同放射性强度核设施的使用需求，进一步减少射线泄露。

在一种可选的实施方式中，第一管道呈中空锥形，远离第二管道的一端形成大端；第二管道呈弧形，远离第一管道的一端形成小端；第一管道和第二管道形成类似L型结构。

有益效果：外套管形成类似L型结构，可调整外套管的安装角度，方便在T字型隔墙内使用，同时L型结构具有弯折角度，可进一步减少射线泄露；此外，L型结构的稳定性较强，可以防止外套管从核设施的隔墙内脱落，提高核设施屏蔽风管的使用稳定性。

在一种可选的实施方式中，第一管道和第二管道分别设置多个；多个第一管道和多个第二管道相互连接形成类似S型结构。

有益效果：外套管采用多个第一管道和第二管道形成类似S型结构，结构较稳定，可以防止外套管从核设施的隔墙内脱落，提高核设施屏蔽风管的使用稳定性。

在一种可选的实施方式中，第一管道和第二管道分别设置两个；两个第一管道位于两端，两个第二管道位于中间，其中一个第一管道适于与核设施的第一放射性区域连通，并形成小端，另一个第一管道适于与核设施的第二放射性区域连通，并形成大端，大端开口面积大于小端的开口面积。

有益效果：两个第一管道和两个第二管道形成类似S型结构，结构简单且稳定。

在一种可选的实施方式中，管芯为一体化筑造件。

有益效果：管芯为一体化筑造件，质量可靠，结构紧凑，对射线的屏蔽效果更好。

在一种可选的实施方式中，外套管适于通过混凝土浇筑于核设施的隔墙内。

有益效果：外套管适于通过混凝土浇筑于核设施的隔墙内，连接紧固，并且增强了核设施屏蔽风管的稳定性和刚度。

第二方面，本实用新型还提供了一种核设施屏蔽装置，包括：至少一个上述的核设施屏蔽风管。

有益效果：因为核设施屏蔽装置包括核设施屏蔽风管，具有与核设施屏蔽风管相同的效果，即能够通过螺旋叶片屏蔽第一放射性区域的射线，从而有效减少射线泄露，安全性高。检修人员可在放射性较弱的第二放射性区域对核设施屏蔽风管进行维修和维护，提高了检修人员的工作安全性。

第三方面，本实用新型还提供了一种核设施，包括：第一放射性区域和第二放射性区域；隔墙，位于第一放射性区域和第二放射性区域之间，用于隔离第一放射性区域和第二放射性区域；上述的核设施屏蔽风管或上述核设施屏蔽装置；核设施屏蔽风管贯穿安装于隔墙内，并连通第一放射性区域和第二放射性区域。

有益效果：因为核设施包括上述的核设施屏蔽风管或上述核设施屏蔽装置，具有与核设施屏蔽风管或核设施屏蔽装置相同的效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的一种核设施屏蔽风管安装在核设施的隔墙内的截面图；

图2为本实用新型实施例的一种核设施屏蔽风管的结构示意图；

图3为图2中的外套管的结构示意图；

图4为图2中的管芯的结构示意图；

图5为本实用新型另一实施例的一种核设施屏蔽风管的结构示意图；

图6为本实用新型又一实施例的一种核设施屏蔽风管的结构示意图。

附图标记说明：

1、外套管；101、大端；102、小端；103、第一管道；104、第二管道；2、管芯；201、螺旋叶片；202、轴心；3、第一放射性区域；4、第二放射性区域；5、隔墙。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

下面结合图1至图6，描述本实用新型的实施例。

根据本实用新型的实施例，一方面，提供了一种核设施屏蔽风管，主要包括：外套管1和管芯2。外套管1适于贯穿安装于核设施的隔墙5内。外套管1呈中空锥状，包括大端101和小端102。小端102适于与核设施的第一放射性区域3连通，大端101适于与核设施的第二放射性区域4连通，第一放射性区域3的放射性强于第二放射性区域4的放射性。管芯2包括至少一个螺旋叶片201和轴心202。螺旋叶片201围绕轴心202的外表面设置。螺旋叶片201与外套管1适配呈锥形螺旋状，且其外壁与外套管1的内壁相抵接。

本实用新型的实施例通过将螺旋叶片201安装在外套管1内，组成核设施屏蔽风管，能够依靠螺旋叶片201屏蔽第一放射性区域3的射线，从而有效减少射线泄露，安全性高。外套管1呈中空锥状，包括大端101和小端102，小端102适于与核设施的第一放射性区域3连通，大端101适于与核设施的第二放射性区域4连通，可以进一步减少第一放射性区域3的射线泄露，此外，还可以防止核设施屏蔽风管脱落至放射性较强的第一放射性区域3，检修人员可在放射性较弱的第二放射性区域4对核设施屏蔽风管进行维修和维护，提高了检修人员的工作安全性。

具体地，螺旋叶片201为渐缩型螺旋状，可直接推入外套管1中固定成型。螺旋叶片201可对射线进行散射、慢化以及吸收，实现射线屏蔽作业。外套管1设置的大端101和小端102用于说明外套管1的一端开口面积大于另一端的开口面积。

需要说明的是，本实用新型的实施例不对螺旋叶片201与外套管1的固定方式进行限定，可以采用紧固式的固定结构，也可以采用卡接式的固定结构。为了方便拆卸螺旋叶片201，在一个实施例中，螺旋叶片201与外套管1过盈连接，即通过过盈连接的方式将螺旋叶片201推入外套管1并过盈卡接。当然，在其他的一些实施例中，为了提高紧固性，螺旋叶片201与外套管1还可以根据需要选择胶粘、浇筑、焊接等紧固式的固定结构。

此外，也不对外套管1和螺旋叶片201的具体结构、材质以及螺旋叶片201的数量进行限定。外套管1可根据需要设置成中空圆锥台、中空三棱锥台等结构，螺旋叶片201的结构与外套管1适配即可。螺旋叶片201可根据需要选择一个、两个或两个以上。

具体地，当核设施屏蔽风管所处环境射线强度较低时，螺旋叶片201可选择设置一个。当核设施屏蔽风管所处环境射线强度较强时，螺旋叶片201可选择设置多个。

需要说明的是，本实用新型的实施例也不对螺旋叶片201与轴心202的连接方式做限定。为了方便安装，在一个实施例中，螺旋叶片201与轴心202一体成型。

在一个实施例中，管芯2包括四个螺旋叶片201，四组螺旋叶片201的表面形成阻隔面，阻隔面沿轴心202长度方向的投影至少覆盖小端102，用于屏蔽第一放射性区域3的射线。在螺旋叶片201的长度方向上不存在直线间隙，保证第一放射性区域3和第二放射性区域4正常通风的前提下，可以扩大螺旋叶片201对射线的屏蔽面积，从而提高螺旋叶片201对射线的屏蔽效果。

在一个实施例中，外套管1包括第一管道103和第二管道104，第一管道103与第二管道104接通，可有效延长核设施屏蔽风管的长度，以满足不同放射性强度核设施的使用需求，进一步减少射线泄露。

在一个实施例中，第一管道103呈中空锥形，远离第二管道104的一端形成大端101。第二管道104呈弧形，远离第一管道103的一端形成小端102。第一管道103和第二管道104接通后形成类似L型结构。大端101的轴线与小端102的轴线相互垂直，可调整外套管1的安装角度，不局限于平整墙体的使用。方便在T字型隔墙5(例如墙角或多个放射性区域的交界处)内使用。同时，L型结构具有弯折角度，增大对射线的阻隔面积，可进一步减少射线泄露。

此外，L型结构的稳定性较强，具有较强的抗震性，可以防止外套管1从核设施的隔墙5内脱落，提高核设施屏蔽风管的使用稳定性。例如，在极端事故下(地震、海啸等)，即便核设施屏蔽风管出现脱落，也只会从大端向放射性较弱的第二放射性区域4脱落，后续检修人员维修时，不需要进入放射性较强的第一放射性区域3，从而保证检修人员的安全。

在一个实施例中，第一管道103和第二管道104分别设置多个。多个第一管道103和多个第二管道104相互连接形成类似S型结构。结构较稳定，可以防止外套管1从核设施的隔墙5内脱落，提高核设施屏蔽风管的使用稳定性。

考虑到部分放射性区域的放射性强度较高，因此需要采用延长核设施屏蔽风管的方式提高其屏蔽性能，此时可考虑将多个第一管道103和多个第二管道104交替接通形成连续的弯折段。

另外，在第一管道103和第二管道104内适配设置管芯2，使得螺旋叶片201的外壁能够抵接第一管道103的外壁以及第二管道104的外壁。

在一个实施例中，第一管道103和第二管道104分别设置两个。两个第一管道103位于两端，两个第二管道104位于中间。其中一个第一管道103先与核设施的第一放射性区域3连通，并形成小端102，之后顺次连通两个第二管道104以及另一个第一管道103。另一个第一管道103与核设施的第二放射性区域4连通，并形成大端101，大端101开口面积大于小端102的开口面积。整体结构简单且使用稳定。

在一个实施例中，管芯2为一体化筑造件，质量可靠，结构紧凑，对射线的屏蔽效果更好。

在一个实施例中，外套管1适于通过混凝土浇筑于核设施的隔墙5内，连接紧固，并且增强了核设施屏蔽风管的稳定性和刚度。

根据本实用新型的实施例，第二方面，还提供了一种核设施屏蔽装置，包括：至少一个上述的核设施屏蔽风管。因为核设施屏蔽装置包括核设施屏蔽风管，具有与核设施屏蔽风管相同的效果，即能够通过螺旋叶片201屏蔽第一放射性区域3的射线，从而有效减少射线泄露，安全性高。检修人员可在放射性较弱的第二放射性区域4对核设施屏蔽风管进行维修和维护，提高了检修人员的工作安全性。

根据本实用新型的实施例，第三方面，还提供了一种核设施，主要包括：第一放射性区域3、第二放射性区域4、隔墙5以及上述的核设施屏蔽风管或上述核设施屏蔽装置。隔墙5位于第一放射性区域3和第二放射性区域4之间，用于隔离第一放射性区域3和第二放射性区域4。核设施屏蔽风管贯穿安装于隔墙5内，并连通第一放射性区域3和第二放射性区域4。因为核设施包括上述的核设施屏蔽风管或上述核设施屏蔽装置，具有与核设施屏蔽风管或核设施屏蔽装置相同的效果，在此不再赘述。

需要说明的是，本实用新型实施例不对第一放射性区域3和第二放射性区域4的具体区域做限定。例如，第一放射性区域3可以为红区，第二放射性区域4为橙区。第一放射性区域3还可以为橙区，对应的第二放射性区域4为比橙区放射性弱的绿区或白区。

另外，为了最大限度的减少放射性物质泄露，核设施的不同区域之间维持一定的负压(气压差)，依靠负压保证气流从低放射性区域流向高放射性区域。例如，参照图1、图5和图6，气流均需要从放射性较弱的第二放射性区域4流向放射性较强的第一放射性区域3，即从箭头A流向箭头B处。本实用新型实施例的螺旋叶片201在屏蔽射线的同时，对气流的阻碍较小，不会影响核设施不同放射性区域之间的正常通风。

在一个实施例中，第一放射性区域3还设有围护结构，外套管1的外壁通过浇灌混凝土与围护结构固定，以进一步提高外套管结构稳定性，以及提高围护结构的完整性和抗震性能。围护结构可根据需要选择现有的人员结构，对此，本实用新型的实施例不作限制。

为实现核设施的基本功能，本实施例中的核设施还可以包括其他必需的模块或部件，例如送风系统、排风系统等。需要说明的是，核设施所包括的其他必需的模块或部件，可以选用任意合适的现有构造。为清楚简要地说明本实施例所提供的技术方案，在此将不再对上述部分进行赘述，说明书附图也进行了相应简化。但应该理解，本实用新型在范围上并不因此而受到限制。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种核设施屏蔽风管，其特征在于，包括：

外套管(1)，适于贯穿安装于核设施的隔墙(5)内；所述外套管(1)包括大端(101)和小端(102)；所述小端(102)适于与核设施的第一放射性区域(3)连通，所述大端(101)适于与核设施的第二放射性区域(4)连通，所述第一放射性区域(3)的放射性强于所述第二放射性区域(4)的放射性；

管芯(2)，包括至少一个螺旋叶片(201)和轴心(202)；所述螺旋叶片(201)围绕所述轴心(202)的外表面设置；所述螺旋叶片(201)与所述外套管(1)适配呈锥形螺旋状，且其外壁与所述外套管(1)的内壁相抵接。

2.根据权利要求1所述的核设施屏蔽风管，其特征在于，所述管芯(2)包括四个螺旋叶片(201)，四组所述螺旋叶片(201)的表面形成阻隔面，所述阻隔面沿所述轴心(202)长度方向的投影至少覆盖所述小端(102)，用于屏蔽所述第一放射性区域(3)的射线。

3.根据权利要求1所述的核设施屏蔽风管，其特征在于，所述外套管(1)包括第一管道(103)和第二管道(104)，所述第一管道(103)与所述第二管道(104)接通。

4.根据权利要求3所述的核设施屏蔽风管，其特征在于，所述第一管道(103)呈中空锥形，远离所述第二管道(104)的一端形成所述大端(101)；所述第二管道(104)呈弧形，远离所述第一管道(103)的一端形成所述小端(102)；所述第一管道(103)和所述第二管道(104)形成类似L型结构。

5.根据权利要求3所述的核设施屏蔽风管，其特征在于，所述第一管道(103)和所述第二管道(104)分别设置多个；多个所述第一管道(103)和多个所述第二管道(104)相互连接形成类似S型结构。

6.根据权利要求5所述的核设施屏蔽风管，其特征在于，所述第一管道(103)和所述第二管道(104)分别设置两个；两个所述第一管道(103)位于两端，两个所述第二管道(104)位于中间，其中一个所述第一管道(103)适于与核设施的第一放射性区域(3)连通，并形成所述小端(102)，另一个所述第一管道(103)适于与核设施的第二放射性区域(4)连通，并形成所述大端(101)，所述大端(101)开口面积大于所述小端(102)的开口面积。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的核设施屏蔽风管，其特征在于，所述管芯(2)为一体化筑造件。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的核设施屏蔽风管，其特征在于，所述外套管(1)适于通过混凝土浇筑于核设施的隔墙(5)内。

9.一种核设施屏蔽装置，其特征在于，包括：至少一个权利要求1至8中任一项所述的核设施屏蔽风管。

10.一种核设施，其特征在于，包括：

第一放射性区域(3)和第二放射性区域(4)；

隔墙(5)，位于所述第一放射性区域(3)和所述第二放射性区域(4)之间，用于隔离所述第一放射性区域(3)和所述第二放射性区域(4)；

权利要求1至8中任一项所述的核设施屏蔽风管或权利要求9所述核设施屏蔽装置；

所述核设施屏蔽风管贯穿安装于所述隔墙(5)内，并连通所述第一放射性区域(3)和所述第二放射性区域(4)。