核电厂复杂管道形状跟随型长寿命柔性屏蔽装置的制作方法

1.本发明涉及核设施辐射防护技术领域，具体涉及核电厂复杂管道形状跟随型长寿命柔性屏蔽装置。


背景技术：

2.随着核电厂的长期运行，在其主副系统的管道壁上会形成一些放射性较强的热点，具有剂量率高、管道结构复杂的特点。这些放射性热点的存在，增加了现场作业的辐射风险，也对核电厂有效控制工作人员的个人剂量和集体剂量带来很大困难。目前针对这些热点，临时辐射屏蔽为常用管控措施，常用的屏蔽装置为脚手架悬挂铅皮；这种屏蔽方式存在占用空间大、安装时间长、冗余屏蔽质量大、结构间隙大而防护效果不佳等缺点。
3.为有效解决核电厂此类放射性热点复杂管道的屏蔽防护问题，有必要设计研制一套可以跟随多种形态复杂热点管道外形的新型临时屏蔽装置，通过与管道外形的良好契合压缩屏蔽裕量，并减小泄露缝隙而提高屏蔽效果；同时基于模块化设计，可以实现对不同走形复杂管道的通用性，进而兼顾安装便捷性、可靠性与经济性。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供核电厂复杂管道形状跟随型长寿命柔性屏蔽装置，它能够有效地减小泄露缝隙提高屏蔽效果，可以实现对不同走形复杂管道的通用性。
5.本发明的技术方案如下：核电厂复杂管道形状跟随型长寿命柔性屏蔽装置，包括45
°
弯头屏蔽装配，90
°
弯头屏蔽装配，直线段屏蔽装配和三通屏蔽装配，所述的45
°
弯头屏蔽装配与直线段屏蔽装配连接，直线段屏蔽装配与三通屏蔽装配的一端连接，三通屏蔽装配的其他两端分别连接90
°
弯头屏蔽装配和直线段屏蔽装配。
6.所述的45
°
弯头屏蔽装配包括两种对称的结构形式第一45
°
弯头屏蔽装配和第二45
°
弯头屏蔽装配，第一45
°
弯头屏蔽装配和第二45
°
弯头屏蔽装配两者进行连接后构成45
°
弯头屏蔽装配。
7.所述的45
°
弯头屏蔽装配，90
°
弯头屏蔽装配，直线段屏蔽装配和三通屏蔽装配的中间部分为铅橡胶，外侧为两层硅橡胶。
8.所述的45
°
弯头屏蔽装配，90
°
弯头屏蔽装配，直线段屏蔽装配和三通屏蔽装配前后两侧结合部采用楔形结构。
9.所述的45
°
弯头屏蔽装配，90
°
弯头屏蔽装配，直线段屏蔽装配和三通屏蔽装配的头部及末端通过卡箍锁紧。
10.本发明的有益效果在于：本发明具有较强的便捷性和稳定性，对复杂管道屏蔽效果尤为明显；本发明在安装和拆除时，相比其他屏蔽方式，工作量和安装时间均大幅减少，占用空间少，不影响现场其他工作实施；本发明中屏蔽装置相当于1层核电厂常用的软铅屏厚度，材质柔软、耐高温、高湿度等恶劣环境，可以与热点管道很好的贴合，实现人机友好的要求，操作便捷性好、稳定性强。
附图说明
11.图1为本发明所提供的核电厂复杂管道形状跟随型长寿命柔性屏蔽装置主视图；
12.图2为图1的左视图；
13.图3为图1的俯视图；
14.图4为第一45
°
弯头屏蔽示意图；
15.图5为图4的a-a剖视图；
16.图6为第二45
°
弯头屏蔽示意图；
17.图7为图6的a-a剖视图。
18.图中：145
°
弯头屏蔽装配，290
°
弯头屏蔽装配，3直线段屏蔽装配，4三通屏蔽装配，5卡箍。
具体实施方式
19.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
20.本发明的目的在于提供一种核电厂复杂管道形状跟随型长寿命柔性屏蔽装置，解决核电厂复杂管道辐射热点的有效屏蔽难题。本装置基于新型硅胶基柔性屏蔽材料和复杂管道形状拆解模块化设计，该屏蔽装置可以对一定管径范围内、不同外形复杂热点管道表面快速构建契合度高、结构缝隙小、防护效果好、冗余重量轻的临时屏蔽。
21.通过对一定管径内不同形状、不同规格、不同转弯的中空屏蔽组件进行功能分析，划分并设计出一系列模块，从而建立合理的屏蔽组件模块化体系，并通过模块的选择和组合可以构成不同的屏蔽体，完成对不同复杂管道辐射热点的屏蔽作业。
22.如图1-7所示，核电厂复杂管道形状跟随型长寿命柔性屏蔽装置，包括45
°
弯头屏蔽装配1，90
°
弯头屏蔽装配2，直线段屏蔽装配3，三通屏蔽装配4，卡箍5，如图4-7所示，45
°
弯头屏蔽装配1包括两种堆成的结构形式，即第一45
°
弯头屏蔽装配和第二45
°
弯头屏蔽装配，第一45
°
弯头屏蔽装配和第二45
°
弯头屏蔽装配两者进行连接后构成45
°
弯头屏蔽装配1，45
°
弯头屏蔽装配1与直线段屏蔽装配3连接，直线段屏蔽装配3与三通屏蔽装配4的一端连接，三通屏蔽装配4的其他两端分别连接90
°
弯头屏蔽装配2和直线段屏蔽装配3。
23.本发明的实施例中所选的直线段屏蔽装配长度300mm，内径62mm，外径102mm，中间部分为铅橡胶，外侧为两层硅橡胶；其余屏蔽装配由对称的模块组成。模块前后两侧结合部采用楔形结构设计，可以避免屏蔽装置使用过程中的射线泄露。屏蔽装置头部及末端通过sus304卡箍锁紧在铅橡胶外侧。
24.从减少泄漏缝隙的角度考虑，各屏蔽组件之间结合方式采用燕尾式或阶梯式，连接部位采用快拆快接设计，保证安装时的时效性；模块化组件根据退役现场辐射热点的实际几何情况，采用3d打印技术或数控加工技术制造而成。
25.各个屏蔽模块的结合部均设计阶楔形连接，可有效的避免屏蔽块衔接部分射线泄露的现象，同时也有利于各屏蔽体的现场安装和拆卸，节省现场操作时间。
26.复杂管道形状跟随型长寿命柔性屏蔽装置各屏蔽模块采用楔形方式进行拼接，屏蔽模块逐个安装，各个模块装配在首尾通过卡箍固定在管道上，对一些安装环境不佳的管道，这种直接固定的方式，屏蔽效果更加明显。
27.为了实现安装和固定的便捷性，本装置采用了新型高分子基体柔性屏蔽材料，该
材料由硅橡胶、铅粉、偶联剂和各种填料等组成，主体基材为甲基乙烯基硅橡胶，由二甲基硅氧烷与少量乙烯基硅氧烷共聚而成，乙烯基含量一般为0.07％～0.12％(摩尔分数)组成，具有轻便柔软、不易断裂、防水、防静电、易清洗的特点；加工工艺主要是材料配比、搅拌、混炼、倒胶和硫化。原材料经过专用设备的制备、开炼、激光处理，使得弹性的硅橡胶变成具有塑性的铅橡胶，期间加入各种填料和偶联剂(主要成分金属铅粉)制成半成品，经过硫化成型使屏蔽装置具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的铅橡胶屏蔽装置。
28.本发明具有如下特点：
29.(1)具备良好的屏蔽性能，能够对放射性热点复杂管道进行有效的屏蔽，同时特殊设计的接缝可以避免屏蔽装置出现射线泄漏的问题；
30.(2)采用硅胶基体柔性屏蔽材料，屏蔽装置兼顾可塑性与柔性，可以在热点管道上快速安装与固定；
31.(3)通过多结构模块化设计，可根据不同复杂热点管道外形组合成适配形状且可以在现场实现快速安装，外形具有良好的契合性，节约安装空间和屏蔽质量；
32.(4)使用寿命长，与其他屏蔽装置对比，本发明的屏蔽装置外层有硅橡胶保护，不会发生氧化和老化等问题，使用寿命可以延长至20年。
33.(5)复杂管道形状跟随型长寿命柔性屏蔽装置安装后无需定期维护，可有效减少作业人员的作业时间和工作强度，大幅度降低作业现场辐射水平，减少不必要的辐射剂量，有效的节约资源成本。
34.本发明的安装过程如下：
35.步骤1：将45
°
弯头屏蔽装配、三通屏蔽装配、90
°
弯头屏蔽装配分别安装到位，锁紧卡箍；
36.步骤2：依次将直线段屏蔽装配装入剩余直线段部分，可以适当进行裁剪，预紧卡箍；
37.步骤3：安装完成后调整各模块间距，锁紧卡箍，安装完毕。