武汉海王新能源工程技术有限公司深圳分公司 广东深圳 518000
摘要：核电厂的辐射防护设计贯穿整个电厂的设计过程，而核岛厂房布置设计是落实辐射防护三大原则要求的重要内容之一。在放射性设备及非放射性设备之间设置实体隔离，比如迷宫墙，屏蔽墙，远传操作设计，人员通道的隔离屏蔽板设置等等，其最终的目的是保护公众及核电工作人员的辐射安全。
关键词：辐射防护；可拆卸屏蔽板设计
1前言
由于核电厂核岛厂房内部布置非常紧凑，厂房房间的通道大多宽度为 1000mm，当需要在人员经常通行的通道中设置屏蔽设施时，生物屏蔽墙虽然能达到较好的屏蔽效果，但是需要占用较大的空间且不便于设备的日常维护，故需要采用占用空间较小的可拆屏蔽设施。经过分析采用可拆屏蔽板作为屏蔽设施，可拆屏蔽板用钢结构支架进行支撑，屏蔽范围为离地面高度为 0.5m～2.5m，屏蔽板的面积为 12.46m2。
2屏蔽板的设计
2.1 屏蔽板的尺寸
经过计算需要设置的屏蔽铅板面积为 12.46m2，尺寸为 2.0m×6.23m，厚度为 36mm。由于铅的密度较大，且考虑安装和运输的方便，屏蔽铅板的尺寸不宜过大，分隔的块数也不宜过多。经过对房间的布置情况的分析，并考虑安装以及运输要求，屏蔽铅板的尺寸设 计，长不超过 2m，宽不超过 1.2m，每块重量约为 0.5t。通过布置空间考虑，设计采用 6 块尺寸为 1.0m×1.5m，1 块尺寸为 2.0m×0.93m 和 1 块尺寸为 2.0m×0.8m。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2 屏蔽板的材质
铅板采用纯度为 99.994％的铅，由于铅在常温下硬度较低，对于大尺寸铅板，如采用纯铅，则不能满足铅板的强度要求，故需要采用包裹措施以增强铅板的强度。本设计采用钢板对铅板进行全包裹以增强铅板的强度。由于钢板也同样有屏蔽作用，因此最终的屏蔽 厚度需要达到钢板加铅板的总有效屏蔽厚度相当于 36mm 铅当量即可。
2.3屏蔽板的搭接
如果屏蔽板只是简单拼接，则存在缝隙，不满足辐照屏蔽的要求。故需要对屏蔽板之间的拼装进行搭接设计，而其中关键问题是搭接长度的确定。如搭接长度过长，则不便于 拼装；由于屏蔽板总厚度只有 40mm，搭接处每块铅板的厚度只有 20mm 那么刨去外包钢 板的厚度，内部只有 10mm 的铅，由于搭接处外包钢板有 2 个弯角且距离较近，如搭接 长度不足，在加工时容易造成弯角处空间不够，从而导致搭接处实际屏蔽厚度不足，进而 影响屏蔽效果。经过计算和在加工厂的调研，采用搭接长度至少为 30mm，并加工时弯角 处采用焊接处理，才能满足搭接处的设计厚度的要求。因此，设计在屏蔽板的搭接设计上，搭接长度采用 30mm，既满足加工需要，也便于施工时的拼装。
2.4 屏蔽板的吊装
由于单块屏蔽板尺寸大，重量重，在设计时需要考虑设置吊装的接口。一般采用吊耳 作为吊装的接口，吊耳的设置位置存在困难。如在铅板四周设置凸出吊耳，则影响拼装；如在板面上设置凸出吊耳，虽不影响拼装，但是由于屏蔽铅板的支架为插入式的，板面的 凸出物会影响铅板的拆装，而且不利于拆卸后铅板的堆放；如采用内凹式吊耳，虽然可以 解决上面两种情况下的不利因素，但是由于是屏蔽板的作用是辐射屏蔽，那么总有效厚度 是不能减少的，否则影响屏蔽效果，因此无法采用内凹式吊耳。如何才能既满足吊装要求，方便使用，又不减少屏蔽厚度，满足屏蔽的要求呢？如采用在铅板上开孔作为吊装的接口，但只是开孔又无法满足屏蔽厚度的要求，因此需要采用满足当量厚度的螺栓对开孔进行封 堵。虽然采用这个方案，既能满足吊装要求，又不影响屏蔽效果，但是如采用普通齿形螺栓，在吊装过程中螺纹容易被磨损，导致螺栓无法拧上，而影响屏蔽效果。经过分析，本设计采用在屏蔽板上打孔，并采用梯形螺栓进行封堵。采用梯形螺栓的好处是螺纹不易在吊装时磨损，而且螺距较大螺栓安装或拆卸都比较方便，即使有少量的 磨损也不影响螺栓的旋入。在吊装或拆卸时将梯形螺栓拧下绳索穿过螺栓孔进行吊装，待安装完毕后再拧上以达到屏蔽效果。梯形螺纹的主要尺寸参数，外螺纹大径 40mm，外螺纹大径 41mm，螺距 10mm，外、内螺纹中径 35mm，外、内螺纹小径 29mm。特别说明 的是梯形螺栓的长度，也要满足总有效屏蔽厚度的要求。屏蔽板开孔以及梯形螺栓的设计。
3结束语
可拆卸屏蔽板其功能主要是为了满足辐射防护的要求，在设计中除了要求拼装、运输、拆卸的要求，还需要注意如外表面防腐以及设计对屏蔽铅板总有效厚度的控制，特别是开孔以及缝隙等影响屏蔽效果的细节上的设计，在布置设计过程中辐射防护原则贯穿整个流程，最终达到合理尽量可能低的防护标准。
参考文献：
[1]程浩. 核电厂核岛布置初步设计内容与深度探讨[J]. 低碳世界，2017（21）：60-61.
[2]何兴旭，赵永生，胡忠良. 海南核电厂核岛厂房辐射场研究[J]. 核电子学与探测技术，2017（6）.
[3]魏超，李铁萍，周国良，等. 核岛屏蔽厂房钢板混凝土等效模型研究[J]. 混凝土，2017（4）：54-57.
论文作者:潘伟兰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第7期
论文发表时间:2018/9/3
标签：屏蔽论文; 铅板论文; 厚度论文; 螺栓论文; 梯形论文; 核电厂论文; 防护论文; 《防护工程》2018年第7期论文;