【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及辐射防护，具体涉及一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构及安装方法。
技术介绍
1、电缆贯穿装置可安装于反应堆安全壳或堆舱壁上，用于保障电气信号的连续性、维持压力边界的完整性，并防止反应物质外泄。对于反应堆而言，其主要电离辐射包括中子束和γ射线等。由于反应堆所需电缆贯穿装置数量众多，因此辐射外泄的安全隐患不容忽视。
2、现有电缆贯穿装置的设计主要关注其电气性能与密封性能，而较少考虑生物屏蔽性能。对于部分考虑生物屏蔽的电缆贯穿装置，其在屏蔽性能的全面性和屏蔽材料的耐热性等方面仍有不足。如中国专利公开的公开号为cn113077918a的“适用于核动力船舶的安全壳电气贯穿装置”，采用了多层蜂窝煤型局部屏蔽组件，可以减少因电缆贯穿装置开孔导致的辐射泄漏，但其未考虑筒体组件与预埋管之间存在空腔的情况，而留有较大的辐射泄漏通道；此外也未考虑屏蔽材料的耐热性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构及安装方法，不仅能实现全面辐射屏蔽防护，以防止反应堆放射性物质通过电缆贯穿装置外泄，且具备耐热性优点。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构，包括组合式屏蔽组件和柔性缝隙屏蔽装置；
4、所述组合式屏蔽组件填充于电缆贯穿装置的筒体内，所述组合式屏蔽组件在其轴向厚度上设置有隔热板、包覆屏蔽体和金属屏蔽体，所述包覆屏蔽体和金属屏蔽体分别用于实现中子屏蔽和γ射线辐
5、所述柔性缝隙屏蔽装置由多片填充在电缆贯穿装置的筒体和预埋管之间的环形缝隙内的柔性屏蔽片构成。
6、本专利技术的组合式屏蔽组件安装于电缆贯穿装置内部，避免生物屏蔽结构占用贯穿件外部的额外空间，所述组合式屏蔽组件能够用于实现中子屏蔽和γ射线辐照屏蔽，所述柔性缝隙屏蔽装置填充在电缆贯穿装置的筒体和预埋管之间的环形缝隙内，实现电缆贯穿装置筒体与预埋管之间墙体的辐照屏蔽，减少辐射泄漏通道。
7、综上，本专利技术所述屏蔽结构采用组合式屏蔽组件和柔性缝隙屏蔽装置相结合的方式，二者分别用于对电缆贯穿装置内和电缆贯穿装置的筒体和预埋管之间的环形缝隙进行辐照屏蔽，实现了全面屏蔽，能有效防止反应堆放射性物质通过电缆贯穿装置外；且本专利技术所述组合式屏蔽组件上设置有隔热板，隔热板具有隔热功能，使屏蔽结构具备耐热性。
8、进一步地，组合式屏蔽组件还包括第一支撑隔板和第二支撑隔板，所述第一支撑隔板和第二支撑隔板的外壁与筒体内壁连接；所述隔热板、包覆屏蔽体和金属屏蔽体设置在第一支撑隔板和第二支撑隔板之间。
9、进一步地，组合式屏蔽组件还包括紧固件，所述紧固件包括支撑杆和螺母；所述支撑杆的两端分别贯穿第一支撑隔板和第二支撑隔板，且所述支撑杆的两端均通过螺母紧固。
10、进一步地，第一支撑隔板和第二支撑隔板采用激光送粉熔覆的方式进行焊接在筒体内壁。
11、进一步地，筒体内壁设置有与第一支撑隔板和第二支撑隔板相对应的第一台阶和第二台阶。
12、所述第一台阶和第二台阶分别对第一支撑隔板和第二支撑隔板具有一定的限位作用，便于后续焊接第一支撑隔板和第二支撑隔板，提高焊接精度。
13、进一步地，隔热板设置在靠近核反应堆内部一侧，其中一种方式为：隔热板、包覆屏蔽体和金属屏蔽体由外到内依次布置。
14、进一步地，包覆屏蔽体包括含硼高分子材料填充体、不锈钢壳体和不锈钢贯穿管；
15、所述含硼高分子材料填充体填充在不锈钢壳体内，所述不锈钢贯穿管在包覆屏蔽体的轴向厚度上贯穿含硼高分子材料填充体，所述不锈钢贯穿管用于接触式穿过导体组件。
16、本专利技术所述接触式穿过具体是指不锈钢贯穿管的内径等于导体组件的外径，使导体组件穿过不锈钢贯穿管时，导体组件的外壁与不锈钢贯穿管的内壁紧密接触。
17、含硼高分子材料填充体具体可以是铅硼聚乙烯填充体。
18、进一步地，不锈钢壳体的两端分别密封设置有第一不锈钢端板和第二不锈钢端板，所述第一不锈钢端板和第二不锈钢端板上均设置有用于接触式穿过导体组件的通孔。
19、本专利技术所述接触式穿过具体是指通孔的内径等于导体组件的外径，使导体组件穿过通孔时，导体组件的外壁与通孔的内壁紧密接触。
20、进一步地，第一不锈钢端板和第二不锈钢端板焊接固定在不锈钢壳体的两端。具体可以采用采用激光送粉熔覆的方式进行焊接固定。
21、进一步地，金属屏蔽体采用铅或含铅合金材料，所述金属屏蔽体上设置有用于接触式穿过导体组件的通孔。
22、进一步地，柔性屏蔽片的制备方法为：采用橡胶材料为基底，均匀混合铅粉，经模具压制成片状。
23、进一步地，柔性缝隙屏蔽装置在其轴向厚度上包括多层柔性屏蔽单元，每层柔性屏蔽单元至少包括一片柔性屏蔽片，柔性屏蔽片首尾相接并形成缺口，相邻两层柔性屏蔽单元上的缺口错开设置，能提高屏蔽效果。
24、进一步地，隔热板所用的隔热材料包括聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺或酚醛树脂。
25、上述屏蔽结构的安装方法，包括以下步骤：
26、s1、所述隔热板、包覆屏蔽体和金属屏蔽体依次装入筒体；并进行固定，完成组合式屏蔽组件的组装，使组合式屏蔽组件的轴向厚度大于屏蔽墙体厚度；
27、s2、完成电缆贯穿装置总装，将所述导体组件穿过隔热板、包覆屏蔽体和金属屏蔽体；
28、s3、电缆贯穿装置与预埋管焊接后，施加轴向推力，将多片柔性屏蔽片塞入筒体和预埋管之间的环形缝隙，组成柔性缝隙屏蔽装置，使柔性缝隙屏蔽装置的轴向厚度大于屏蔽墙体厚度。
29、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
30、1、本专利技术充分考虑了筒体组件与预埋管之间的空腔所形成的辐射通道，采用组合式屏蔽组件和柔性缝隙屏蔽装置相结合的方式，组合式屏蔽组件通过铅或铅合金、铅硼聚乙烯以及含铅特殊屏蔽材料的组合，实现反应堆电缆贯穿装置的中子和γ射线辐照屏蔽，避免反应堆放射性物质外泄；硅橡胶与铅粉压制而成的柔性缝隙屏蔽装置具有一定的柔性，可适用于不同曲率大小的缝隙，实现电缆贯穿装置筒体与预埋管之间墙体的辐照屏蔽，减少辐射泄漏通道，即组合式屏蔽组件和柔性缝隙屏蔽装置分别用于对电缆贯穿装置内和电缆贯穿装置的筒体和预埋管之间的环形缝隙进行辐照屏蔽，实现了全面屏蔽，能有效防止反应堆放射性物质通过电缆贯穿装置外。
31、2、本专利技术的组合式屏蔽组件装于电缆贯穿装置内部，避免生物屏蔽结构占用贯穿件外部的额外空间，且组合式屏蔽组件中的隔热板、包覆屏蔽体和金属屏蔽体为分体式组合结果，易于安装；同时柔性缝隙屏蔽装置由多片填充在电缆贯穿装置的筒体和预埋管之间的环形缝隙内的柔性屏蔽片构成，便于将柔性屏蔽片逐片填充在筒体和预埋管之间的环形缝隙内，也提高了安装的方便性。
32、3、本专利技术通过不锈钢外壳包覆铅硼聚乙烯屏蔽体，避免高温导本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构，其特征在于，包括组合式屏蔽组件和柔性缝隙屏蔽装置(7)；
2.根据权利要求1所述的一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构，其特征在于，所述组合式屏蔽组件还包括第一支撑隔板(1)和第二支撑隔板(5)，所述第一支撑隔板(1)和第二支撑隔板(5)的外壁与筒体(9)内壁连接；所述隔热板(2)、包覆屏蔽体(3)和金属屏蔽体(4)设置在第一支撑隔板(1)和第二支撑隔板(5)之间。
3.根据权利要求2所述的一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构，其特征在于，所述组合式屏蔽组件还包括紧固件(6)，所述紧固件(6)包括支撑杆和螺母；所述支撑杆的两端分别贯穿第一支撑隔板(1)和第二支撑隔板(5)，且所述支撑杆的两端均通过螺母紧固。
4.根据权利要求2所述的一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构，其特征在于，所述筒体(9)内壁设置有与第一支撑隔板(1)和第二支撑隔板(5)相对应的第一台阶和第二台阶。
5.根据权利要求1所述的一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构，其特征在于，所述包覆屏蔽体(3)包括含硼高分子材
6.根据权利要求5所述的一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构，其特征在于，所述不锈钢壳体(13)的两端分别密封设置有第一不锈钢端板(11)和第二不锈钢端板(15)，所述第一不锈钢端板(11)和第二不锈钢端板(15)上均设置有用于接触式穿过导体组件(10)的通孔。
7.根据权利要求6所述的一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构，其特征在于，所述第一不锈钢端板(11)和第二不锈钢端板(15)焊接固定在不锈钢壳体(13)的两端。
8.根据权利要求1所述的一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构，其特征在于，所述金属屏蔽体(4)采用铅或含铅合金材料，所述金属屏蔽体(4)上设置有用于接触式穿过导体组件(10)的通孔。
9.根据权利要求1所述的一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构，其特征在于，所述柔性屏蔽片(17)的制备方法为：采用橡胶材料为基底，均匀混合铅粉，经模具压制成片状。
10.根据权利要求1所述的一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构，其特征在于，所述柔性缝隙屏蔽装置(7)在其轴向厚度上包括多层柔性屏蔽单元，每层柔性屏蔽单元至少包括一片柔性屏蔽片(17)，柔性屏蔽片(17)首尾相接并形成缺口，相邻两层柔性屏蔽单元上的缺口错开设置。
11.根据权利要求1-10任一项所述的一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构，其特征在于，所述隔热板(2)所用的隔热材料包括聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺或酚醛树脂。
12.如权利要求1-11任一项所述的屏蔽结构的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构，其特征在于，包括组合式屏蔽组件和柔性缝隙屏蔽装置(7)；
2.根据权利要求1所述的一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构，其特征在于，所述组合式屏蔽组件还包括第一支撑隔板(1)和第二支撑隔板(5)，所述第一支撑隔板(1)和第二支撑隔板(5)的外壁与筒体(9)内壁连接；所述隔热板(2)、包覆屏蔽体(3)和金属屏蔽体(4)设置在第一支撑隔板(1)和第二支撑隔板(5)之间。
3.根据权利要求2所述的一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构，其特征在于，所述组合式屏蔽组件还包括紧固件(6)，所述紧固件(6)包括支撑杆和螺母；所述支撑杆的两端分别贯穿第一支撑隔板(1)和第二支撑隔板(5)，且所述支撑杆的两端均通过螺母紧固。
4.根据权利要求2所述的一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构，其特征在于，所述筒体(9)内壁设置有与第一支撑隔板(1)和第二支撑隔板(5)相对应的第一台阶和第二台阶。
5.根据权利要求1所述的一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构，其特征在于，所述包覆屏蔽体(3)包括含硼高分子材料填充体(12)、不锈钢壳体(13)和不锈钢贯穿管(14)；
6.根据权利要求5所述的一种用于核反应堆电缆贯穿装置的屏蔽结构，其特征在于，所述不锈钢壳体(13)的两端分别密封设置有第一不锈钢端板(11)和第二不锈钢...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨啸，邱新媛，陈青，胡俊，刘易斯，郭星，杨祖毛，段绪星，尹浩然，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：
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