一种抗飞机撞击防护门结构的布置方案的制作方法

本发明属于核电站抗飞机撞击技术领域，具体涉及一种抗飞机撞击防护门结构的布置方案。

背景技术：

国际上第三代核电站的核岛厂房设计过程中均考虑了商用大飞机的撞击影响，并采用了不同的方式避免商用大飞机撞击对核岛厂房产生的破坏。法国EPR和美国AP1000核电技术，以及我国自主研发的三代核电技术“华龙一号”均采用了防护结构的方式，单独设置了防护或屏蔽厂房来抵抗大飞机的撞击。但是，核电站在建造和运行期间需要运输各种大型设备通过防护厂房，因此核电站防护厂房外侧墙体设有众多洞口和闸门，尤其是防护厂房主设备运输洞口(洞口尺寸为7m×7m)，直接暴露在飞机撞击、龙卷风飞射物等外部事件的作用下，大型洞口的防护方式和结构布置方式是核电站厂房抵御飞机撞击作用的重点环节。

在国际上已有的核电站抗飞机撞击设计中，厂房主要洞口的抗飞机防护措施一般均为通过设置迷宫形防护结构，以避免飞机对洞口的直接撞击。例如，在EPR堆型的主设备运输口的防护设计中，在防护厂房设备进出口区域外围设置了大型的屏蔽结构，局部挑出长度约为13m，通过设置迷宫形的结构开洞路径，实现主设备运输口的抗飞机撞击设防目标。迷宫形防护结构大大增加了混凝土工程量和造价，且由于挑出结构占用了原龙门架的大部分空间，需要更多的电厂厂址空间，与此同时由于主要洞口布置有设备吊车，迷宫形结构使吊车的布置的操作过于复杂。因此，目前国际上现有核电站厂房大型洞口抗飞机撞击结构布置方法占地面积大、混凝土工程量大、工程造价高等缺点，本发明针对现有技术方案的缺陷，提出全新的采用防护门的大型洞口抗飞机撞击结构布置方法。

技术实现要素：

本发明的目的是是克服目前国际上已有核电站的核岛厂房的大洞口抗飞机撞击结构布置方法占地面积大、混凝土工程量大、工程造价高等缺点，提供一种采用防护门的核岛厂房大型洞口抗飞机撞击结构布置方法，此方法能够充分考虑核电岛厂房布置空间、降低总体混凝土工程量、以及核电站建造和运行期间的操作便捷性的。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种抗飞机撞击防护门结构的布置方案，在核电站的核岛厂房的防护外墙上设有设备运输洞口上，其中，在所述设备运输洞口外部一侧设有形状与所述设备运输洞口相仿、尺寸大于所述设备运输洞口尺寸的防护门；所述防护门采用横向滑动方式实现对所述设备运输洞口的开启关闭，采用高强度钢板制作。

进一步，在所述设备运输洞口外部一侧、紧贴所述防护外墙设置用于承担所述防护门自重的防护门支撑墙板，所述防护门处于开启状态时位于所述防护门支撑墙板、防护外墙之间，所述防护门支撑墙板还用于承担地震作用的荷载。

进一步，所述防护门支撑墙板与所述防护外墙之间为生根设置。

进一步，在所述防护门的上方设置导向轨道，在所述防护门的下方设置移动轨道，所述导向轨道、移动轨道用于所述防护门对所述设备运输洞口开启关闭时的横向滑动。

进一步，所述防护门上设置有用于实现所述防护门在开启关闭时横向滑动的滑动驱动装置；所述防护门与所述导向轨道、移动轨道之间设有滑轮；所述防护门上还设有压紧驱动装置、所述压紧驱动装置用于在所述防护门关闭时，将所述防护门向所述防护外墙一侧压紧，使所述防护门、防护外墙之间形成密封。

更进一步，所述滑动驱动装置包括电动型和手动型各一套，所述压紧驱动装置包括电动型和手动型各一套。

进一步，当所述防护门完全遮挡所述设备运输洞口时，所述防护门的各个边沿至少超出所述设备运输洞口相应的边沿0.5米，用于所述防护门受到撞击时向所述防护外墙传递荷载。

进一步，所述防护门为中空的箱型结构，内面板、外面板之间设置桁架相互连接；在所述防护门的所述内外两个面板的内侧设置加强肋。

进一步，在所述防护门的内部空间浇筑高强度混凝土。

更进一步，所述防护门的边沿设置密封附件，用于关闭时对所述设备运输洞口起密封作用；所述防护门所采用的钢板具有高延伸率。

本发明的有益效果在于：

1.与EPR等核电技术的迷宫形钢筋混凝土防护结构相比，采用本发明所提供的抗飞机撞击防护门结构的布置方案对核岛厂房的大型洞口进行防护，节省了大量的混凝土结构工程量，并避免了迷宫形结构占用大量场地等问题。

2.采用本发明所提供的抗飞机撞击防护门结构的布置方案，防护门采用横向平移方式开启关闭，最大限度的节省了结构布置空间，不影响原有的核岛厂房的结构和龙门架结构布置方案。

3.通过轨道和电动机械装置(滑动驱动装置、压紧驱动装置)实现防护门的自动平移和开闭(密封)功能，保证了核电站在役期每18个月一次换料检修时，核岛厂房内主要设备快速及时的进出核岛，节省换料时间。

4.采用本发明所提供的抗飞机撞击防护门结构的布置方案的防护门采用钢板混凝土结构，门表面为加厚钢板，内部浇灌高强度混凝土；或采用箱型纯钢板结构。门体结构的整体强度和性能比一般的钢筋混凝土结构具有很大的提升，且可以减小门体结构的截面厚度、降低整体重量，更有利于实现防护门的自动开闭等机械设计。

5.与EPR堆型的迷宫形结构相比，采用本发明所提供的抗飞机撞击防护门结构的布置方案的方案能够允许蒸发器等大直径、大长度的主设备直接通过，为核电站60年寿期内以及超期延寿后的主设备更换维修工作提供了可行性。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中所述抗飞机撞击防护门结构的布置方案的布置平面示意图；

图2是本发明具体实施方式中所述防护门的剖视图；

图中：1-护外墙，2-防护门，3-龙门架结构，4-防护门支撑墙板，5-移动轨道，6-防护门横向滑动方向，7-防护门纵向贴紧方向，8-滑动驱动装置，9-压紧驱动装置，10-设备运输洞口，11-内面板，12-桁架，13-加强肋，14-高强度混凝土，15-外面板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，本发明提供的一种抗飞机撞击防护门结构的布置方案，设置在核电站的核岛厂房的防护外墙1上的设备运输洞口10上，包括防护门2、防护门支撑墙板4、移动轨道5、导向轨道、滑动驱动装置8、压紧驱动装置9等。

其中，防护门2设置在设备运输洞口10外部一侧、防护门2的形状与设备运输洞口10相仿、尺寸大于设备运输洞口10尺寸；防护门2采用横向滑动方式实现对设备运输洞口10的开启关闭，防护门2采用单扇门、横向滑动方式，占地空间小，不影响核电站的核岛原有的核岛厂房和龙门架结构3的设计方案，当防护门2关闭后(完全遮挡住设备运输洞口10后)，防护门2还能够纵向移动，即向防护外墙1的墙体移动，能与厂房的防护外墙1贴紧，更有效地传递飞机撞击荷载，并可对设备运输洞口10起到密封作用。

防护门支撑墙板4设置在设备运输洞口10外部一侧、紧贴防护外墙1的外侧，防护门支撑墙板4用于承担防护门2自重，当防护门2处于开启状态时位于防护门支撑墙板4、防护外墙1之间，防护门支撑墙板4还用于承担地震作用的荷载。防护门支撑墙板4与防护外墙1之间为生根设置。防护门支撑墙板4兼顾起到对设备运输洞口10区域结构加强作用，提升抗飞机撞击能力。防护门支撑墙板4布置紧凑，最大限度的控制占地空间。

导向轨道设置在防护门2的上方(图中未标出)，移动轨道5设置在防护门2的下方，导向轨道、移动轨道5用于防护门2对设备运输洞口10开启关闭时的横向滑动，双导轨的设计确保防护门2的门体移动的稳定性。防护门2与导向轨道、移动轨道5之间设有滑轮，滑轮可降低摩擦力，减小对滑动驱动装置8和压紧驱动装置9的电机驱动力的要求。

如图1所示，滑动驱动装置8和压紧驱动装置9设置在防护门2上，滑动驱动装置8用于实现防护门2在开启关闭时的横向滑动；压紧驱动装置9用于在防护门2关闭时，将防护门2向防护外墙1一侧压紧(也就是使防护门2纵向移动)，使防护门2、防护外墙1之间形成密封。在本实施例中，滑动驱动装置8设置在防护门2的靠近防护门支撑墙板4的一侧，压紧驱动装置9(2个)设置在防护门2的向外一侧的面板上(即图2中的外面板15)。

滑动驱动装置8包括电动型和手动型各一套，压紧驱动装置9包括电动型和手动型各一套。平时可以依靠电动型的滑动驱动装置8、压紧驱动装置9实现防护门2的自动开闭，当核电站处于紧急断电情况时，手动型滑动驱动装置8、压紧驱动装置9可作为备用紧急开闭防护门2。

当防护门2完全遮挡设备运输洞口10时，防护门2的各个边沿至少超出设备运输洞口10相应的边沿0.5米，用于发生撞击时向防护外墙1传递荷载。在设计、实施本发明所提供的抗飞机撞击防护门结构的布置方案时，首先需要确定核电站核岛厂房的设备运输洞口10的最大通行要求，最大限度的降低设备运输洞口10的几何尺寸，减小防护门2的尺寸，控制防护成本。本实施例中涉及的核电站的设备运输洞口10的尺寸为7mx7m，防护门2的尺寸为8mx8m。

如图2所示，防护门2为中空的箱型结构，采用高强度钢板制作，在本实施例中内面板11、外面板15采用例如Q345和Q500级钢材；此外，防护门2所采用的钢板还可以具有高延伸率，以保证大型飞机撞击作用下，防护门2的门板虽然有较大塑性变形但仍然不破坏，实现防护门2对外部事件的隔离。

防护门2内面板11、外面板15之间设置桁架12相互连接，使得整个门体可以协同工作，形成结构抗力体系，具备更高的承载力；在防护门2的内面板11、外面板15的内侧设置加强肋13。加强肋13为焊接在内面板11、外面板15上的型钢，能够提高内面板11、外面板15的刚度。在确保防护门2的门体的高强度并控制钢材用量的目标下，还能够在防护门2的内部空间浇筑高强度混凝土14。当防护门2采用钢板混凝土结构时，较普通钢筋混凝土结构强度更高，降低总体重量，有利于实现电动及手动开闭功能，可以实现防护门2的门体的轻质高强性能。相应的降低门体造价和滑动驱动装置8、压紧驱动装置9的造价。

防护门2的边沿设置密封附件，用于关闭时对设备运输洞口10起密封作用。

在设计、实施本发明所提供的抗飞机撞击防护门结构的布置方案时，应根据核电站抗大飞机撞击设计要求和准则，建立大型飞机、防护门、核岛厂房局部结构三维有限元模型，选择合适的非线性材料本构模型，进行非线性动力撞击分析，验证结果表明采用本发明所提供的抗飞机撞击防护门结构的布置方案的核电站核岛厂房大型洞口结构防护布置方案可抵抗大型飞机的撞击作用。

本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。