一种屏蔽性能可调的弯管局部屏蔽结构体的制作方法

本发明涉及核辐射防护
技术领域：
，具体涉及一种屏蔽性能可调的弯管局部屏蔽结构体。
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。核电站最为典型的生物屏蔽装置是安全壳和反应堆厂房。但不可避免的是，由于其他系统设计的需要，通常需在生物屏蔽装置上进行开孔，以穿过电缆、管道等，这就破坏了原有生物屏蔽结构的完整性，导致开孔部位及附近区域辐射剂量大幅度升高，遗留了辐射安全隐患。电缆的屏蔽通常是定制特殊电缆，在电缆内部添加适当的屏蔽材料。而直管道的屏蔽代价大，对需要进行屏蔽的管道，一般采用的是弯管的设计形式，然后在管道外侧安装一个局部屏蔽体，降低由于开孔的存在导致的局部剂量升高。传统的局部屏蔽体所用材料为铅。铅作为屏蔽材料，其铸造性能好，具有良好的γ射线屏蔽能力，但中子屏蔽能力很差，仅能应用于需降低γ剂量率的场所。而聚乙烯基类屏蔽材料，如铅硼聚乙烯等，由于聚乙烯成型能力比较差，对于复杂的异形结构极难保证内部的密实性。同时，铅硼聚乙烯材料有一定的配比要求，无法针对各种放射性环境进行配比调整。技术实现要素：本发明的目的就是为了克服现有技术的不足之处，而提供一种屏蔽性能可调的弯管局部屏蔽结构体，其加工成型性好，屏蔽性能可调，可适用于各种放射性环境。为了解决上述技术问题，本发明的目的是通过如下技术措施来实现的：一种屏蔽性能可调的弯管局部屏蔽结构体，由法兰、屏蔽体和屏蔽封块组成u型屏蔽结构，所述法兰由钢板机加工而成；所述屏蔽体安装在弯管外侧，呈u字型包裹弯管，屏蔽体的中心线与弯管中心线一致，所述屏蔽体由内铸钢壳、外铸钢壳、含硼聚乙烯块/聚乙烯块、外层铅块组成，所述外层铅块紧贴外铸钢壳内表面设置，所述含硼聚乙烯/聚乙烯块填充在外层铅块和内铸钢壳之间；所述屏蔽封块由前盖板、下盖板、上盖板、后盖板夹紧屏蔽块组成，屏蔽封块的上盖板通过螺栓方式固定在屏蔽体的外铸钢壳上，所述屏蔽块为铅块或含硼聚乙烯块/聚乙烯块或铅硼聚乙烯块，或以上两种/三种材料叠加组成。在上述技术方案中，所述法兰与屏蔽墙使用满焊的方式进行连接，法兰与屏蔽体采用螺栓、垫片的方式进行连接，螺栓大小、数量根据屏蔽体重量进行冗余设计。在上述技术方案中，所述屏蔽体的外铸钢壳与法兰采用螺栓连接，外层铅块外表面采用钢筋钉与外铸钢壳相连，外铸钢壳内表面上均匀焊有φ2～φ3mm的钢筋钉，钢筋钉长度约20～30mm，数量为10～20个，外层铅块厚度根据需要可调；含硼聚乙烯块/聚乙烯块外表面使用防辐照胶水与外层铅块内表面相连，含硼聚乙烯块/聚乙烯块厚度根据需要可调；屏蔽材料安装完成后，用内铸钢壳密封，内铸钢壳与外铸钢壳连接部位可用满焊或点焊的方式进行连接，内铸钢壳与屏蔽材料接触的部分用螺栓连接。在上述技术方案中，在含硼聚乙烯块/聚乙烯块内表面与内铸钢壳之间设置内层铅块，内层铅块外表面使用防辐照胶水与含硼聚乙烯块/聚乙烯块内表面相连，内层铅块与内铸钢壳采用螺栓固定。在上述技术方案中，所述屏蔽封块的上盖板、下盖板与屏蔽块三者之间通过螺栓连接，屏蔽封块的前盖板、后盖板与屏蔽块三者之间通过螺栓连接。本发明弯管局部屏蔽结构体，采用u型屏蔽结构，结构简单，易加工成型，屏蔽体材料及厚度可根据使用需要进行调整，可在不同环境条件下使用，适用性强。附图说明图1、图2为本发明屏蔽结构体的三维示意图。图3为本发明屏蔽结构体的剖面图，该剖面过弯管轴线。图4为本发明图3中的d-d视图。其中：法兰1、前盖板2、下盖板3、上盖板4、屏蔽块5、后盖板6、弯管7、内层铅块8、内铸钢壳9、含硼聚乙烯块10、外层铅块11、外铸钢壳12、屏蔽墙13。具体实施方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述。如图1、2、3、4所示，本发明实施例提供一种屏蔽性能可调的弯管局部屏蔽结构体，该弯管局部屏蔽结构体是由法兰1、屏蔽体和屏蔽封块共同组成的u型屏蔽结构，屏蔽封块包括前盖板2、下盖板3、上盖板4、屏蔽块5、后盖板6，屏蔽体包括内层铅块8、内铸钢壳9、含硼聚乙烯块10、外层铅块11、外铸钢壳12。法兰1采用满焊的方式焊接在屏蔽墙13上。屏蔽体的外铸钢壳12与法兰1采用螺栓连接，外铸钢壳12的尺寸与法兰1尺寸相近。外层铅块11外表面采用钢筋钉与外铸钢壳12相连，含硼聚乙烯块10外表面使用防辐照胶水与外层铅块11内表面相连，内层铅块8外表面使用防辐照胶水与含硼聚乙烯块10内表面相连。内铸钢壳9与外铸钢壳12相连部位用点焊相连，内铸钢壳9与内层铅块8相连部位用螺栓固定。屏蔽封块通过上盖板4的螺栓固定在外铸钢壳12上，上盖板4、屏蔽块5、下盖板3通过螺栓连接，前盖板2、屏蔽块5、后盖板6通过螺栓连接。整个弯管局部屏蔽结构体通过以上方式实现对弯管360°的全方位屏蔽效果。在上述实施例中，为保证机械强度，外铸钢壳12与法兰1使用9个m12×45螺柱配合对应型号的螺母、垫圈固定，外铸钢壳12内表面上均匀焊有φ2～φ3mm的钢筋钉，钢筋钉长度约25mm，数量为10个，内铸钢壳9与内层铅块8使用9个m12×45螺柱配合对应型号的螺母、垫圈固定，上盖板4使用6个m8×80螺柱配合对应型号的螺母、垫圈固定在外铸钢壳12上。在上述实施例中，屏蔽体的外层铅块11、含硼聚乙烯块10、内层铅块8的厚度可根据需要调整。本实施例使用环境为贮存108bqcf源和105bq60co源的试验室，弯管为试验室通风管路，弯管外径为300mm。经屏蔽计算设计，为减轻屏蔽重量，含硼聚乙烯块10采用变厚度设计。内层铅块8厚度为10mm，主要屏蔽中子穿透含硼聚乙烯块10后的次级γ射线；含硼聚乙烯块10垂直于屏蔽墙部分厚度为90mm，平行于屏蔽墙部分厚度为120mm；外层铅块11厚度为30m；屏蔽封块中屏蔽块长度为300mm，厚度为50mm，材料为铅硼聚乙烯。整体安装完成后，本实施例外形约为740mm×650mm×730mm，重约930kg，其结构紧凑，可靠性强，易于维护。通过mcnp软件计算结果和实测数据结果，安装本发明所设计局部屏蔽结构体，在距屏蔽墙开孔1m、开孔中心位置剂量率减少95%以上。具体如下表：表1安装局部屏蔽结构体后剂量率变化对比是否安装局部屏蔽结构体mcnp计算剂量率（μgy/h)探测装置测量剂量率(gy/h)是4.525.75否375381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。本发明的上述实例仅仅为清楚说明本发明所作的举例，而非本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。当前第1页12