核电厂屏蔽厂房抗飞射物撞击波纹钢板泡沫铝防护装甲的制作方法
【专利摘要】本发明属于核电安全结构设计【技术领域】，具体涉及一种核电厂屏蔽厂房抗飞射物撞击波纹钢板泡沫铝防护装甲。其包括波纹钢板、泡沫铝；波纹钢板布置于屏蔽厂房上，波纹钢板为三角形波纹状；在波纹钢板和屏蔽厂房之间填满泡沫铝。所述波纹钢板为等腰三角形波纹状，顶角角度为30°-60°，优选45°。所述泡沫铝采用T2系列铝合金，空隙比为50%。波纹钢板弹性模量较大，具有较强的韧性和塑性变形能力，泡沫铝弹性模量较低，具有较好的变形能力；二者共同使用时，波纹钢板主要起到防止飞射物直接穿透、削弱高频撞击峰值的作用，泡沫铝通过自身的较大的变形起到吸收飞射物动能、削弱撞击荷载平台段荷载值的作用。
【专利说明】核电厂屏蔽厂房抗飞射物撞击波纹钢板泡沬铝防护装甲
【技术领域】
[0001]本发明属于核电安全结构设计【技术领域】，具体涉及一种核电厂屏蔽厂房抗飞射物撞击波纹钢板泡沫铝防护装甲。
【背景技术】
[0002]安全壳/屏蔽厂房是核电厂最重要的构筑物，其主要功能是在假想的设计基准事故后，承受内压，包容气载放射性释放物，并在正常运行期间为反应堆堆芯和冷却剂系统提供屏障。安全壳/屏蔽厂房也是反应堆的热力边界，具有将设计基准事故后产生的热量排入大气、防止超压的功能。同时，安全壳/屏蔽厂房对安全壳内部结构起保护作用，防止龙卷风等外部恶劣环境和飞机等大型飞射物对核岛的破坏。
[0003]目前较为流行的安全壳/屏蔽厂房类型主要包括带钢衬里的预应力混凝土安全壳、由预应力混凝土安全壳和普通混凝土安全壳组成的双层安全壳和由钢安全壳与钢筋/预应力钢筋混凝土屏蔽厂房共同组成的双层安全壳。
[0004]自从9.11事件以来，核安全领域开始考虑大型商用飞机等大型飞射物撞击核电厂并产生爆燃事故下对核电厂的防护。对美国国内新建核电厂，NRC (美国核管会)明确提出要在设计中考虑抗大型商用飞机撞击，还对美国国内的在役核电厂进行了专项评估。我国核安全局虽未对抗大型商用飞机撞击提出明文规定，但也已指示上海核工程研究设计院在CAP1000电厂和CAP1400电厂的设计中进行核电厂抗飞机撞击的科研工作。
[0005]由于恐怖袭击的威胁，对新建核电厂和在役核电厂考虑大型商用飞机及其他飞射物撞击及爆燃已是大势所趋。
[0006]为应对大型飞射物的威胁，核电厂设计中一般采用加厚安全壳/屏蔽厂房等常规方法，这种方法只能用于新建核电厂，无法用于现役核电厂。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种核电厂屏蔽厂房抗飞射物撞击波纹钢板泡沫铝防护装甲，以克服现有技术存在的不足。
[0008]为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为:
[0009]一种核电厂屏蔽厂房抗飞射物撞击波纹钢板泡沫铝防护装甲，包括波纹钢板、泡沫铝；波纹钢板布置于屏蔽厂房上，波纹钢板为三角形波纹状；在波纹钢板和屏蔽厂房之间填满泡沫招。
[0010]所述波纹钢板为等腰三角形波纹状。
[0011]所述等腰三角形的顶角角度为30° -60°。
[0012]所述顶角角度为45°。
[0013]相邻两块波纹钢板的交汇处适当延伸重叠。
[0014]所述波纹钢板通过连接件与屏蔽厂房固定连接。
[0015]所述连接件为螺栓和螺母。[0016]所述波纹钢板厚度为20mm，采用国标Q345钢板，表面喷漆进行防锈处理。
[0017]所述泡沫铝采用T2系列铝合金，空隙比为50%。
[0018]本发明所取得的有益效果为:
[0019]本发明所述核电厂屏蔽厂房抗飞射物撞击波纹钢板泡沫铝防护装甲使用波纹钢板和泡沫铝作为主要装甲原料，通过螺栓或预埋件与安全壳/屏蔽厂房直接连接，构造简单，成本低廉，安装和替换方便；
[0020]其波纹钢板弹性模量较大，具有较强的韧性和塑性变形能力，泡沫铝弹性模量较低，具有较好的变形能力；二者共同使用时，波纹钢板主要起到防止飞射物直接穿透、削弱高频撞击峰值的作用，泡沫铝通过自身的较大的变形起到吸收飞射物动能、削弱撞击荷载平台段荷载值的作用；
[0021]波纹钢板设计成波纹形，在屏蔽厂房表面形成突出的锯齿状防护结构，可有效切割分散撞击物和荷载，使飞射物的动能的很大一部分通过飞射物自身的破坏来吸收，减少对屏蔽厂房的撞击作用，还可以增加钢板的有效阻滞厚度；对垂直于屏蔽厂房外墙的飞射物，同样钢板厚度下，45°倾斜的波纹钢板的有效阻滞厚度是平面钢板的1.41倍，30°倾斜的波纹钢板的有效阻滞厚度是平面钢板的1.36倍；
[0022]与增加屏蔽厂房厚度相比，本发明的防飞射物撞击防护效果更好，也不需要对厂房的结构布置进行过多修改；本发明不仅可以防护飞射物撞击，还能对撞击后产生的爆燃起到防护效果；本发明在撞击后一般只会对防护结构产生破坏，防护结构使用螺栓连接，可方便拆卸、维修和更换；本发明不仅适用于新建核电厂，也可布置于在役核电厂。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明所述核电厂屏蔽厂房抗飞射物撞击波纹钢板泡沫铝防护装甲纵剖面图；
[0024]图中:1、波纹钢板；2、泡沫铝；3、连接件；4、屏蔽厂房。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0026]如图1所示，本发明所述核电厂屏蔽厂房抗飞射物撞击波纹钢板泡沫铝防护装甲包括波纹钢板1、泡沫铝2、连接件3 ;屏蔽厂房4上布置有波纹钢板1，波纹钢板I为等腰三角形波纹状，其顶角角度为30° -60°，优选为45°，相邻两块波纹钢板I的交汇处适当延伸重叠；波纹钢板I通过连接件3与屏蔽厂房4固定连接，防止波纹钢板I脱离；在波纹钢板I和屏蔽厂房4之间填满泡沫铝2。
[0027]所述波纹钢板1，厚度为20mm，采用国标Q345钢板，表面喷漆进行防锈处理；所述泡沫铝2，采用孔隙比较大、强度适中的T2系列铝合金，空隙比为50%，具有较强能量吸收能力；同时，由于其熔点较低且具有疏松的孔状结构，可以削弱冲击波的能量，还可以通过自身的熔融吸收大量的爆燃热量；所述连接件3，是按相关国标选择的螺栓和螺母。
[0028]本发明具体使用时，按前述连接方式进行装甲布置后，若核电厂屏蔽厂房4遭受较高速度的飞射物撞击，遭受撞击部位的波纹钢板I和泡沫铝2共同工作，起到削弱荷载的作用。若飞射物撞击后产生爆燃，由于泡沫铝2熔点较低且具有疏松的孔状结构，可以削弱冲击波的能量，还可以通过自身熔化吸收大量的爆燃热量，防止爆燃对屏蔽厂房4的直接破坏。
【权利要求】
1.一种核电厂屏蔽厂房抗飞射物撞击波纹钢板泡沫铝防护装甲，其特征在于:该防护装甲包括波纹钢板(I)、泡沫铝(2);波纹钢板(I)布置于屏蔽厂房(4)上，波纹钢板(I)为三角形波纹状；在波纹钢板(I)和屏蔽厂房(4)之间填满泡沫铝(2)。
2.根据权利要求1所述的核电厂屏蔽厂房抗飞射物撞击波纹钢板泡沫铝防护装甲，其特征在于:所述波纹钢板(I)为等腰三角形波纹状。
3.根据权利要求2所述的核电厂屏蔽厂房抗飞射物撞击波纹钢板泡沫铝防护装甲，其特征在于:所述等腰三角形的顶角角度为30° -60°。
4.根据权利要求3所述的核电厂屏蔽厂房抗飞射物撞击波纹钢板泡沫铝防护装甲，其特征在于:所述顶角角度为45°。
5.根据权利要求1所述的核电厂屏蔽厂房抗飞射物撞击波纹钢板泡沫铝防护装甲，其特征在于:相邻两块波纹钢板(I)的交汇处适当延伸重叠。
6.根据权利要求1所述的核电厂屏蔽厂房抗飞射物撞击波纹钢板泡沫铝防护装甲，其特征在于:所述波纹钢板(I)通过连接件(3)与屏蔽厂房(4)固定连接。
7.根据权利要求6所述的核电厂屏蔽厂房抗飞射物撞击波纹钢板泡沫铝防护装甲，其特征在于:所述连接件(3)为螺栓和螺母。
8.根据权利要求1所述的核电厂屏蔽厂房抗飞射物撞击波纹钢板泡沫铝防护装甲，其特征在于:所述波纹钢板(I)厚度为20mm，采用国标Q345钢板，表面喷漆进行防锈处理。
9.根据权利要求1所述的核电厂屏蔽厂房抗飞射物撞击波纹钢板泡沫铝防护装甲，其特征在于:所述泡沫铝(2)采用T2系列铝合金，空隙比为50%。
【文档编号】E04H5/02GK103924701SQ201310012276
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年1月14日 优先权日:2013年1月14日
【发明者】程书剑, 葛鸿辉, 王晓雯, 彭晓平, 袁芳 申请人:上海核工程研究设计院