核電廠屏蔽廠房抗飛射物撞擊波紋鋼板泡沫鋁防護裝甲的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于核電安全結構設計【技術領域】，具體涉及一種核電廠屏蔽廠房抗飛射物撞擊波紋鋼板泡沫鋁防護裝甲。其包括波紋鋼板、泡沫鋁；波紋鋼板布置于屏蔽廠房上，波紋鋼板為三角形波紋狀；在波紋鋼板和屏蔽廠房之間填滿泡沫鋁。所述波紋鋼板為等腰三角形波紋狀，頂角角度為30°-60°，優(yōu)選45°。所述泡沫鋁采用T2系列鋁合金，空隙比為50%。波紋鋼板彈性模量較大，具有較強的韌性和塑性變形能力，泡沫鋁彈性模量較低，具有較好的變形能力；二者共同使用時，波紋鋼板主要起到防止飛射物直接穿透、削弱高頻撞擊峰值的作用，泡沫鋁通過自身的較大的變形起到吸收飛射物動能、削弱撞擊荷載平臺段荷載值的作用。
【專利說明】核電廠屏蔽廠房抗飛射物撞擊波紋鋼板泡沬鋁防護裝甲
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于核電安全結構設計【技術領域】，具體涉及一種核電廠屏蔽廠房抗飛射物撞擊波紋鋼板泡沫鋁防護裝甲。
【背景技術】
[0002]安全殼/屏蔽廠房是核電廠最重要的構筑物，其主要功能是在假想的設計基準事故后，承受內壓，包容氣載放射性釋放物，并在正常運行期間為反應堆堆芯和冷卻劑系統(tǒng)提供屏障。安全殼/屏蔽廠房也是反應堆的熱力邊界，具有將設計基準事故后產生的熱量排入大氣、防止超壓的功能。同時，安全殼/屏蔽廠房對安全殼內部結構起保護作用，防止龍卷風等外部惡劣環(huán)境和飛機等大型飛射物對核島的破壞。
[0003]目前較為流行的安全殼/屏蔽廠房類型主要包括帶鋼襯里的預應力混凝土安全殼、由預應力混凝土安全殼和普通混凝土安全殼組成的雙層安全殼和由鋼安全殼與鋼筋/預應力鋼筋混凝土屏蔽廠房共同組成的雙層安全殼。
[0004]自從9.11事件以來，核安全領域開始考慮大型商用飛機等大型飛射物撞擊核電廠并產生爆燃事故下對核電廠的防護。對美國國內新建核電廠，NRC (美國核管會)明確提出要在設計中考慮抗大型商用飛機撞擊，還對美國國內的在役核電廠進行了專項評估。我國核安全局雖未對抗大型商用飛機撞擊提出明文規(guī)定，但也已指示上海核工程研究設計院在CAP1000電廠和CAP1400電廠的設計中進行核電廠抗飛機撞擊的科研工作。
[0005]由于恐怖襲擊的威脅，對新建核電廠和在役核電廠考慮大型商用飛機及其他飛射物撞擊及爆燃已是大勢所趨。
[0006]為應對大型飛射物的威脅，核電廠設計中一般采用加厚安全殼/屏蔽廠房等常規(guī)方法，這種方法只能用于新建核電廠，無法用于現(xiàn)役核電廠。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種核電廠屏蔽廠房抗飛射物撞擊波紋鋼板泡沫鋁防護裝甲，以克服現(xiàn)有技術存在的不足。
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明所采取的技術方案為:
[0009]一種核電廠屏蔽廠房抗飛射物撞擊波紋鋼板泡沫鋁防護裝甲，包括波紋鋼板、泡沫鋁；波紋鋼板布置于屏蔽廠房上，波紋鋼板為三角形波紋狀；在波紋鋼板和屏蔽廠房之間填滿泡沫招。
[0010]所述波紋鋼板為等腰三角形波紋狀。
[0011]所述等腰三角形的頂角角度為30° -60°。
[0012]所述頂角角度為45°。
[0013]相鄰兩塊波紋鋼板的交匯處適當延伸重疊。
[0014]所述波紋鋼板通過連接件與屏蔽廠房固定連接。
[0015]所述連接件為螺栓和螺母。[0016]所述波紋鋼板厚度為20mm，采用國標Q345鋼板，表面噴漆進行防銹處理。
[0017]所述泡沫鋁采用T2系列鋁合金，空隙比為50%。
[0018]本發(fā)明所取得的有益效果為:
[0019]本發(fā)明所述核電廠屏蔽廠房抗飛射物撞擊波紋鋼板泡沫鋁防護裝甲使用波紋鋼板和泡沫鋁作為主要裝甲原料，通過螺栓或預埋件與安全殼/屏蔽廠房直接連接，構造簡單，成本低廉，安裝和替換方便；
[0020]其波紋鋼板彈性模量較大，具有較強的韌性和塑性變形能力，泡沫鋁彈性模量較低，具有較好的變形能力；二者共同使用時，波紋鋼板主要起到防止飛射物直接穿透、削弱高頻撞擊峰值的作用，泡沫鋁通過自身的較大的變形起到吸收飛射物動能、削弱撞擊荷載平臺段荷載值的作用；
[0021]波紋鋼板設計成波紋形，在屏蔽廠房表面形成突出的鋸齒狀防護結構，可有效切割分散撞擊物和荷載，使飛射物的動能的很大一部分通過飛射物自身的破壞來吸收，減少對屏蔽廠房的撞擊作用，還可以增加鋼板的有效阻滯厚度；對垂直于屏蔽廠房外墻的飛射物，同樣鋼板厚度下，45°傾斜的波紋鋼板的有效阻滯厚度是平面鋼板的1.41倍，30°傾斜的波紋鋼板的有效阻滯厚度是平面鋼板的1.36倍；
[0022]與增加屏蔽廠房厚度相比，本發(fā)明的防飛射物撞擊防護效果更好，也不需要對廠房的結構布置進行過多修改；本發(fā)明不僅可以防護飛射物撞擊，還能對撞擊后產生的爆燃起到防護效果；本發(fā)明在撞擊后一般只會對防護結構產生破壞，防護結構使用螺栓連接，可方便拆卸、維修和更換；本發(fā)明不僅適用于新建核電廠，也可布置于在役核電廠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明所述核電廠屏蔽廠房抗飛射物撞擊波紋鋼板泡沫鋁防護裝甲縱剖面圖；
[0024]圖中:1、波紋鋼板；2、泡沫鋁；3、連接件；4、屏蔽廠房。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明所述核電廠屏蔽廠房抗飛射物撞擊波紋鋼板泡沫鋁防護裝甲包括波紋鋼板1、泡沫鋁2、連接件3 ;屏蔽廠房4上布置有波紋鋼板1，波紋鋼板I為等腰三角形波紋狀，其頂角角度為30° -60°，優(yōu)選為45°，相鄰兩塊波紋鋼板I的交匯處適當延伸重疊；波紋鋼板I通過連接件3與屏蔽廠房4固定連接，防止波紋鋼板I脫離；在波紋鋼板I和屏蔽廠房4之間填滿泡沫鋁2。
[0027]所述波紋鋼板1，厚度為20mm，采用國標Q345鋼板，表面噴漆進行防銹處理；所述泡沫鋁2，采用孔隙比較大、強度適中的T2系列鋁合金，空隙比為50%，具有較強能量吸收能力；同時，由于其熔點較低且具有疏松的孔狀結構，可以削弱沖擊波的能量，還可以通過自身的熔融吸收大量的爆燃熱量；所述連接件3，是按相關國標選擇的螺栓和螺母。
[0028]本發(fā)明具體使用時，按前述連接方式進行裝甲布置后，若核電廠屏蔽廠房4遭受較高速度的飛射物撞擊，遭受撞擊部位的波紋鋼板I和泡沫鋁2共同工作，起到削弱荷載的作用。若飛射物撞擊后產生爆燃，由于泡沫鋁2熔點較低且具有疏松的孔狀結構，可以削弱沖擊波的能量，還可以通過自身熔化吸收大量的爆燃熱量，防止爆燃對屏蔽廠房4的直接破壞。
【權利要求】
1.一種核電廠屏蔽廠房抗飛射物撞擊波紋鋼板泡沫鋁防護裝甲，其特征在于:該防護裝甲包括波紋鋼板(I)、泡沫鋁(2);波紋鋼板(I)布置于屏蔽廠房(4)上，波紋鋼板(I)為三角形波紋狀；在波紋鋼板(I)和屏蔽廠房(4)之間填滿泡沫鋁(2)。
2.根據權利要求1所述的核電廠屏蔽廠房抗飛射物撞擊波紋鋼板泡沫鋁防護裝甲，其特征在于:所述波紋鋼板(I)為等腰三角形波紋狀。
3.根據權利要求2所述的核電廠屏蔽廠房抗飛射物撞擊波紋鋼板泡沫鋁防護裝甲，其特征在于:所述等腰三角形的頂角角度為30° -60°。
4.根據權利要求3所述的核電廠屏蔽廠房抗飛射物撞擊波紋鋼板泡沫鋁防護裝甲，其特征在于:所述頂角角度為45°。
5.根據權利要求1所述的核電廠屏蔽廠房抗飛射物撞擊波紋鋼板泡沫鋁防護裝甲，其特征在于:相鄰兩塊波紋鋼板(I)的交匯處適當延伸重疊。
6.根據權利要求1所述的核電廠屏蔽廠房抗飛射物撞擊波紋鋼板泡沫鋁防護裝甲，其特征在于:所述波紋鋼板(I)通過連接件(3)與屏蔽廠房(4)固定連接。
7.根據權利要求6所述的核電廠屏蔽廠房抗飛射物撞擊波紋鋼板泡沫鋁防護裝甲，其特征在于:所述連接件(3)為螺栓和螺母。
8.根據權利要求1所述的核電廠屏蔽廠房抗飛射物撞擊波紋鋼板泡沫鋁防護裝甲，其特征在于:所述波紋鋼板(I)厚度為20mm，采用國標Q345鋼板，表面噴漆進行防銹處理。
9.根據權利要求1所述的核電廠屏蔽廠房抗飛射物撞擊波紋鋼板泡沫鋁防護裝甲，其特征在于:所述泡沫鋁(2)采用T2系列鋁合金，空隙比為50%。
【文檔編號】E04H5/02GK103924701SQ201310012276
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年1月14日 優(yōu)先權日:2013年1月14日
【發(fā)明者】程書劍, 葛鴻輝, 王曉雯, 彭曉平, 袁芳 申請人:上海核工程研究設計院