一种核动力破冰船安全壳吸能缓冲保护结构的制作方法

本发明属于船舶设计领域，具体涉及一种核动力破冰船安全壳吸能缓冲保护结构，应用于核动力破冰船的抗冰载。

背景技术：

1、作为探索开发极地的主要载体和开辟北方航路的重要船型，极地破冰船的研究对于国家战略合经济发展有着十分重要的意义，同时采用核反应堆作为动力源是极地破冰船的最优选择。

2、极地破冰船必须具备pc3以上的冰区船舶等级，即具备直接航行于1.5米以上厚度冰层水域的能力；目前高性能的破冰船能够在1.5米以上厚度的冰层水域保持3节以上的航速。因此船舶外板及其连接构件(如肋骨、甲板及支撑舱壁等)都承受了较大冲击载荷。

3、同时核动力船舶安全壳由于空间布置、破舱稳性和规范要求等原因，往往要占到船宽的3/5左右，即安全壳距离外板仅船宽的1/5左右。因此安全壳外壁在需要具备屏蔽辐射、防止泄漏、承受高温高压之外，还通常会兼做局部区域的冰区加强肋骨和甲板的支撑舱壁。

4、由上可知，安全壳区域结构往往会出现应力相对集中的现象，容易发生意想不到的结构破坏导致辐射泄漏等情况。

5、而且当船舶遭受侧方特殊冲击载荷(如船舶碰撞、冰山等)时，虽然不大可能发生外部事物直接撞击安全壳的情况，但冲击载荷必将迅速传导至安全壳区域导致其破坏。

6、因此如何使得安全壳在上述情况下保持完整性，一直是核动力破冰船的关键技术。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种核动力破冰船安全壳吸能缓冲保护结构，在保证相关区域构件在常规工况下有效传递应力的前提下，降低破冰冲击载荷对安全壳的不利影响，并确保在船舶遭受强烈外部冲击的情况下，最大程度保证安全壳的完整性。

2、本发明的技术方案如下：一种核动力破冰船安全壳吸能缓冲保护结构，包括3个区域分别为抗冲击区，过渡区和反应堆舱，所述的抗冲击区连接过渡区，过渡区连接反应堆舱，过渡区位于抗冲击区与反应堆舱之间。

3、所述的抗冲击区包括加强外板，舷侧贯通甲板，中间甲板边板，加强肋骨和支撑纵桁，所述的加强外板位于最外侧，加强外板内侧连接多个加强肋骨，每两个加强肋骨之间为中间甲板边板，外侧的加强肋骨外部为舷侧贯通甲板，加强肋骨的端部连接支撑纵桁。

4、所述的过渡区包括过渡贯通甲板，中间过渡甲板，保护舱壁，壁衬甲板，所述的渡贯通甲板与抗冲击区中的舷侧贯通甲板连接，中间过渡甲板与抗冲击区中的支撑纵桁连接，中间过渡甲板的端部连接保护舱壁，保护舱壁23的外侧设置壁衬甲板。

5、所述的壁衬甲板上开减轻孔。

6、所述的壁衬甲板上连接有舱壁垂向支撑。

7、所述的中间过渡甲板上连接有过渡骨材。

8、所述的壁衬甲板上设置有壁内肋板和挺筋。

9、所述的反应堆舱包括安全壳，所述的安全壳设置在过渡区的壁衬甲板外侧。

10、所述的安全壳与过渡区之间形成隔离舱。

11、本发明的有益效果在于：1)本发明在安全壳外通过设置额外的隔离舱及其附属结构更好地对安全壳进行了保护；2)本发明通过设置支撑纵桁改善了冲击载荷向船中构件传递的应力分布，使高应力区位置发生了良性改变；3)本发明过渡区构件在满足常规工况设计和规范要求的构件尺寸的前提下，具有明显弱于抗冲击区和反应堆舱构件的特点，同时设计了大量的开孔，使当船舶遭受极端事件冲击后，在该区域形成明显的缓冲区和断裂界面，有效保护了反应堆舱安全壳的完整性；4)本发明提供了相关区域结构设计概念，和构件设计计算方案。

技术特征：

1.一种核动力破冰船安全壳吸能缓冲保护结构，其特征在于：包括3个区域分别为抗冲击区，过渡区和反应堆舱，所述的抗冲击区连接过渡区，过渡区连接反应堆舱，过渡区位于抗冲击区与反应堆舱之间。

2.如权利要求1所述的一种核动力破冰船安全壳吸能缓冲保护结构，其特征在于：所述的抗冲击区包括加强外板，舷侧贯通甲板，中间甲板边板，加强肋骨和支撑纵桁，所述的加强外板位于最外侧，加强外板内侧连接多个加强肋骨，每两个加强肋骨之间为中间甲板边板，外侧的加强肋骨外部为舷侧贯通甲板，加强肋骨的端部连接支撑纵桁。

3.如权利要求2所述的一种核动力破冰船安全壳吸能缓冲保护结构，其特征在于：所述的过渡区包括过渡贯通甲板，中间过渡甲板，保护舱壁，壁衬甲板，所述的渡贯通甲板与抗冲击区中的舷侧贯通甲板连接，中间过渡甲板与抗冲击区中的支撑纵桁连接，中间过渡甲板的端部连接保护舱壁，保护舱壁23的外侧设置壁衬甲板。

4.如权利要求3所述的一种核动力破冰船安全壳吸能缓冲保护结构，其特征在于：所述的壁衬甲板上开减轻孔。

5.如权利要求3所述的一种核动力破冰船安全壳吸能缓冲保护结构，其特征在于：所述的壁衬甲板上连接有舱壁垂向支撑。

6.如权利要求3所述的一种核动力破冰船安全壳吸能缓冲保护结构，其特征在于：所述的中间过渡甲板上连接有过渡骨材。

7.如权利要求3所述的一种核动力破冰船安全壳吸能缓冲保护结构，其特征在于：所述的壁衬甲板上设置有壁内肋板和挺筋。

8.如权利要求2所述的一种核动力破冰船安全壳吸能缓冲保护结构，其特征在于：所述的反应堆舱包括安全壳，所述的安全壳设置在过渡区的壁衬甲板外侧。

9.如权利要求8所述的一种核动力破冰船安全壳吸能缓冲保护结构，其特征在于：所述的安全壳与过渡区之间形成隔离舱。

技术总结
本发明属于船舶设计领域，具体涉及一种核动力破冰船安全壳吸能缓冲保护结构，应用于核动力破冰船的抗冰载。包括3个区域分别为抗冲击区，过渡区和反应堆舱，所述的抗冲击区连接过渡区，过渡区连接反应堆舱，过渡区位于抗冲击区与反应堆舱之间。本发明的有益效果在于：1)本发明在安全壳外通过设置额外的隔离舱及其附属结构更好地对安全壳进行了保护；2)本发明通过设置支撑纵桁改善了冲击载荷向船中构件传递的应力分布，使高应力区位置发生了良性改变；3)本具有明显弱于抗冲击区和反应堆舱构件的特点，同时设计了大量的开孔，使当船舶遭受极端事件冲击后，在该区域形成明显的缓冲区和断裂界面，有效保护了反应堆舱安全壳的完整性。

技术研发人员：顾颖宾,胡安康,林一,陈励志,田明琦,丁海,闫蕾
受保护的技术使用者：中核海洋核动力发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17