專利名稱：組合式輻射防護棚屋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種組合式輻射防護棚屋。
背景技術(shù)：
上海光源(SSRF)是先進的第三代中能同步輻射光源，設(shè)計能量3.5GeV，流強300mA,儲存環(huán)周長432米,是一個大科學(xué)裝置平臺，建成后將在實驗大廳內(nèi)陸續(xù)建造幾十條光束線站，可供幾百名科學(xué)家同時進行科學(xué)實驗。但是在同步輻射裝置中，存在很多的輻射源，產(chǎn)生大量的輻射危險，特別是在實驗大廳的光束線站，大量的科研人員在光束線站進行科學(xué)實驗。因此，實驗大廳光束線站的輻射防護將直接關(guān)系到科研人員的人身安全和實驗儀器的設(shè)備安全，光束線站的輻射防護極
其重要。光束線站輻射防護所涉及到的輻射源，主要分為以下幾種:(I)加速器儲存環(huán)電子束在注入或輸運過程中被儲存環(huán)真空盒中殘余氣體散射所產(chǎn)生的初級氣體軔致輻射；(2)初級軔致輻射被光束線部件散射所產(chǎn)生的次級軔致輻射；(3)初級軔致輻射和次級軔致輻射所引發(fā)的中子輻射；(4)從儲存環(huán)插入件和彎鐵引出的同步輻射光以及同步輻射光在光束線部件上的散射。對于光束線站的組合式輻射防護棚屋(以下簡稱棚屋)而言，殘余氣體軔致輻射、同步輻射以及它們所產(chǎn)生的次級輻射是最主要的輻射源，棚屋的主要作用就是阻擋和屏蔽被各光束線部件散射所產(chǎn)生的各種輻射，起輻射防護的作用。因此，棚屋是光束線站輻射防護最重要的工具和手段之一，直接關(guān)系到科研人員的人身安全和實驗儀器的設(shè)備安全?，F(xiàn)有同步輻射裝置中的輻射防護棚屋，存在以下幾個技術(shù)問題:(I)防護強度問題:上海光源是三代光源，能量高、流強大、儲存環(huán)周長長，沿光束線引出的輻射劑量比其它同類裝置要高的多，因此棚屋承受的輻射劑量大，防護要求高。(2)結(jié)構(gòu)強度問題:由于棚屋防護要求高，所需采用的屏蔽鉛板厚，棚屋墻板的重量較重；通常棚屋內(nèi)還需安裝負載為I噸的手動吊車用于棚屋內(nèi)設(shè)備的吊裝，因而，對棚屋墻體的結(jié)構(gòu)承重提出了更高的要求。(3)加工與安裝問題:目前同類裝置中的線站棚屋，棚屋長度一般在4一5米以內(nèi)，而上海光源光束線站要求單個棚屋的長度從幾米到十幾米，甚至超過20米，因此導(dǎo)致大尺寸棚屋的加工與安裝困難。(4)外形美觀問題:目前同類裝置中的線站棚屋，由于沒有采取標(biāo)準化、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，不同的廠家設(shè)計、加工的棚屋外觀都不同，無法保證外形協(xié)調(diào)、美觀大方。

實用新型內(nèi)容本實用新型解決的技術(shù)問題是提供一種組合式輻射防護棚屋，防護強度高，結(jié)構(gòu)強度大，易于加工與安裝，外形協(xié)調(diào)美觀。本實用新型采用下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題:一種組合式輻射防護棚屋，包括固定連接的墻體和屋頂，所述墻體由若干塊墻板彼此連接而成，該墻板包括槽鋼骨架和覆蓋于該槽鋼骨架表面的鋼鉛夾芯板，所述槽鋼骨架與所述鋼鉛夾芯板通過焊接相連；所述屋頂由若干塊支撐在所述墻體上的頂蓋板彼此連接而成，該頂蓋板包括槽鋼骨架和覆蓋于該槽鋼骨架表面的鋼鉛夾芯板，所述槽鋼骨架與所述鋼鉛夾芯板通過焊接相連。所述頂蓋板上設(shè)有吊裝螺栓，所述吊裝螺栓上覆蓋有可拆卸的防護鉛帽。相鄰墻板的連接處、相鄰頂蓋板的連接處、墻板與頂蓋板的連接處分別覆蓋有由鋼鉛夾芯板制成的封條。所述封條與所述墻板或頂蓋板焊接相連。所述封條為長條形或L形。所述墻板與地面的連接處覆蓋有由摻雜銻的鉛板制成的L形封條。所述墻體上設(shè)有防護門，該防護門包括固定在墻板上的移門框，固定在地面上的移門槽，以及在所述移門框和移門槽中移動且由鋼鉛夾芯板制成的移門板。所述防護門包括雙扇移門板，其中至少一扇為氣動移門板。所述兩扇移門板之間、移門板與移門槽之間、移門板與移門框之間分別設(shè)有迷宮形防泄漏結(jié)構(gòu)。所述墻板和所述頂蓋板上分別設(shè)有迷宮形窗口。所述組合式輻射防護棚屋，包括并排設(shè)置的光學(xué)棚屋和實驗棚屋，所述光學(xué)棚屋和實驗棚屋的相對墻板上分別設(shè)有由真空管道連通的通光孔。所述相對墻板的內(nèi)外兩側(cè)分別固定有帶有半圓形孔的摻雜銻的鉛板，該半圓形孔的直徑與所述真空管道的直徑相等。所述鋼鉛夾芯板包括第一鋼板和第二鋼板，以及粘接在所述第一鋼板和第二鋼板之間的摻雜銻的鉛板。所述第二鋼板的邊緣分別朝向所述第一鋼板彎折至與第一鋼板平齊，并與第一鋼板焊接相連。本實用新型的組合式輻射防護棚屋，采用若干塊彼此連接的墻板構(gòu)成墻體，采用若干塊支撐在墻體上且彼此連接的頂蓋板構(gòu)成屋頂，相鄰墻板之間、相鄰頂蓋板之間、墻板與頂蓋板之間、墻板與地面之間等連接處設(shè)置防泄漏結(jié)構(gòu)，經(jīng)過離線輻射泄漏測試和在線輻射泄漏測試、以及使用過程中的實時監(jiān)測結(jié)果顯示，該組合式防護棚屋的輻射泄漏控制在規(guī)定的安全范圍內(nèi)，并且該棚屋整體外形協(xié)調(diào)、美觀大方，堅固耐用、安全和可靠性更高。

圖1為本實用新型的組合式輻射防護棚屋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的組合式輻射防護棚屋的墻板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的組合式輻射防護棚屋的頂蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型的組合式輻射防護棚屋的頂蓋板和鉛帽的示意圖；圖5為本實用新型的組合式輻射防護棚屋的防護門的結(jié)構(gòu)示意圖；[0037]圖6 (a)-圖6 (b)為本實用新型的組合式輻射防護棚屋的U形窗口的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7 (a)-圖7 (c)為本實用新型的組合式輻射防護棚屋的相鄰墻板之間的防泄漏結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實用新型的組合式輻射防護棚屋的相鄰頂蓋板之間的防泄漏結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本實用新型的組合式輻射防護棚屋的墻板與頂蓋板之間的防泄漏結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本實用新型的組合式輻射防護棚屋的墻板與地面之間的防泄漏結(jié)構(gòu)示意圖；圖11 (a) 一圖11 (c)為本實用新型的組合式輻射防護棚屋的防護門中的防泄漏結(jié)構(gòu)示意圖；圖12 Ca) 一圖12 (b)為本實用新型的組合式輻射防護棚屋的通光孔的防泄漏結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖給出本實用新型的具體實施方式
，以詳細說明本實用新型的技術(shù)方案。如圖1所示，本實用新型的組合式輻射防護棚屋包括固定連接的墻體和屋頂，所述墻體由若干塊墻板彼此連接而成，所述屋頂由若干塊支撐在所述墻體上的頂蓋板彼此連接而成。優(yōu)選地，墻板與墻板之間、頂蓋板與頂蓋板之間、墻板與頂蓋板之間、墻板與地面之間都采用螺栓連接和固定，墻板和頂蓋板的寬度通常均為lm。進一步地，墻體上設(shè)有防護門3，以滿足人員和儀器設(shè)備進出棚屋的需求；墻板和頂蓋板上設(shè)有多個迷宮形窗口 8，以滿足各種管線、電纜的出入需求，并作為棚屋的通風(fēng)換氣口。此外，由于棚屋是組裝式的，棚屋完成安裝后，在棚屋的相鄰墻板之間、相鄰頂蓋板之間、墻板與頂蓋板之間、墻板與地面之間等連接處存在各種連接縫隙，必須設(shè)置防泄漏結(jié)構(gòu)，以防止棚屋內(nèi)的輻射劑量泄漏，危害實驗人員的人身安全。以下分別對本實用新型組合式輻射防護棚屋的主要結(jié)構(gòu)具體闡述。(一)墻板如圖2所示，墻板4包括焊接相連的槽鋼骨架44與鋼鉛夾芯板。該鋼鉛夾芯板包括6mm厚內(nèi)層鋼板41、4mm厚外層鋼板42以及粘接在內(nèi)層鋼板41和外層鋼板42之間的鉛板43。優(yōu)選地，外層鋼板42的邊緣分別朝向內(nèi)層鋼板41彎折至與內(nèi)層鋼板41平齊，并與內(nèi)層鋼板41焊接相連，從而將鉛板43封鎖密閉于內(nèi)層鋼板41和外層鋼板42之間，確保大尺寸的鋼鉛夾芯板具有足夠的強度。墻板4的槽鋼骨架44采用8#槽鋼制成，其規(guī)格尺寸為80CmX43CmX5Cm。槽鋼骨架44與內(nèi)層鋼板41焊接，然后用膨脹螺栓固定在地面上。C型鋼45焊接在外層鋼板42上，用于安裝水氣電等公用設(shè)施的支架。(二)頂蓋板如圖3所示，與墻板類似地，頂蓋板7包括焊接相連的槽鋼骨架74與鋼鉛夾芯板。該鋼鉛夾芯板包括6_厚內(nèi)層鋼板71、4_厚外層鋼板72以及粘接在內(nèi)層鋼板71和外層鋼板72之間的鉛板73。優(yōu)選地，外層鋼板72的邊緣分別朝向內(nèi)層鋼板71彎折至與內(nèi)層鋼板71平齊，并與內(nèi)層鋼板71焊接相連，從而將鉛板73封鎖密閉于內(nèi)層鋼板71和外層鋼板72之間，確保大尺寸的鋼鉛夾芯板具有足夠的強度。頂蓋板7的槽鋼骨架74采用16#槽鋼制成，其規(guī)格尺寸為160cmX65cmX8.5cm。為了方便頂蓋板的吊裝，在每一塊頂蓋板上設(shè)置四個吊裝螺栓75。棚屋組裝時，通過專用配備的吊鉤旋到吊裝螺栓75上進行吊運；組裝完成后，旋下吊鉤，將如圖4所示的可拆卸防護鉛帽76覆蓋到吊裝螺栓上，滿足輻射防護的要求。(三)防護門如圖5所示，防護門3包括固定在墻板上的移門框31，固定在地面上的移門槽32，以及在所述移門框和移門槽中移動且由鋼鉛夾芯板制成的移門板36、37。為減少防護門關(guān)閉時輻射劑量的泄漏，采用上掛方式的雙扇移門板結(jié)構(gòu)，其中一扇為手動移門板36，另一扇為氣動移門板37。這是由于移門板重量很大，如果米用雙手動移門板，不易開啟閉合；如果采用雙氣動移門結(jié)構(gòu)，成本提高較大，并且在使用過程中，通常只需開啟一扇移門板即可操作，只有在搬運大型設(shè)備時才需同時開啟兩扇移門板。另外，采用圓棒導(dǎo)軌33作為移門板36、37的滑動導(dǎo)軌，采用無桿氣缸34作為氣動移門板37的驅(qū)動裝置，設(shè)置多個移門板位置行程開關(guān)35，分別檢測移門板的開關(guān)位置，為同步輻射裝置的輻射防護連鎖控制系統(tǒng)提供棚屋防護門的開關(guān)位置信號。(四)迷宮形窗口為了滿足輻射防護的需要，光束線站設(shè)備所需的動力電、冷卻水、壓縮空氣、液氮及控制信號電纜等管線，都要從棚屋墻板和頂蓋板上的謎宮形窗口 8出入，這些謎宮形窗口也作為棚屋內(nèi)新風(fēng)的進氣口。謎宮形窗口通常為U形窗口或者S形窗口。如圖6 (a)、圖6 (b)所示，U形窗口包括底座81和分別位于底座81兩側(cè)的端蓋83，底座81和端蓋83的一側(cè)通過鉸鏈82相連使得端蓋83可以分別朝向底座81兩側(cè)開啟，另一側(cè)采用螺栓85連接，可鎖緊以防止誤操作。底座和端蓋的材料均為鋼鉛夾芯板，采用粘接、焊接等工藝進行加工。(五)防泄漏結(jié)構(gòu)( I)相鄰墻板之間的防泄漏結(jié)構(gòu)在構(gòu)成墻板和頂蓋板的鋼鉛夾芯板中，外層鋼板帶有彎折邊，從而導(dǎo)致相鄰墻板之間、相鄰頂蓋板之間、墻板與頂蓋板之間、墻板與地面之間均存在屏蔽材料僅為鋼板而非鉛板的連接縫隙，由于鋼板的防護效果沒有鉛板好，所以需要另外覆蓋一層包含鉛板的封條以滿足輻射防護的要求。相鄰墻板連接處的封條如由圖7 Ca) 一圖7 (C)所示，這些封條由鋼鉛夾芯板制成以增加強度，其中:如圖7 (a)所示，并排設(shè)置以構(gòu)成墻面的相鄰墻板連接處覆蓋有長條形封條61，該封條61與墻板4焊接相連；如圖7 (b)所示，為了保證棚屋的結(jié)構(gòu)強度，在部分墻板中，鋼鉛夾芯板的內(nèi)外兩側(cè)皆有槽鋼骨架與其焊接相連，這樣并排設(shè)置的相鄰墻板連接處覆蓋有焊接于方鋼67上的長條形封條62，方鋼67與槽鋼骨架通過螺栓固定相連，從而將封條62固定在相鄰墻板4之間；如圖7 (c)所示，垂直設(shè)置以構(gòu)成墻角的相鄰墻板連接處覆蓋有L形封條63，該封條63與墻板4焊接相連。(2)相鄰頂蓋板之間的防泄漏結(jié)構(gòu)如圖8所示，并排設(shè)置的相鄰頂蓋板連接處覆蓋有長條形封條64，該封條由鋼鉛夾芯板制成且與頂蓋板7焊接相連。(3)墻板與頂蓋板之間的防泄漏結(jié)構(gòu)如圖9所示，墻板與頂蓋板連接處覆蓋有L形封條65，該封條由鋼鉛夾芯板制成且分別與墻板4、頂蓋板7焊接相連。(4)墻板與地面之間的防泄漏結(jié)構(gòu)如圖10所示，墻板與地面連接處覆蓋有L形封條66，該封條由鉛板制成以便于成型，并且該封條直接墊在墻板4下方而不需焊接。(5)防護門中的防泄漏結(jié)構(gòu)棚屋防護門在關(guān)閉時行成三種輻射泄漏安裝縫隙，只能從機械結(jié)構(gòu)上采取辦法，防止輻射泄漏。第一種是移門板36或37與移門槽32之間的迷宮形防泄漏結(jié)構(gòu)，如圖11(a)所示；第二種是防護門關(guān)閉時，兩扇移門板36、37之間的迷宮形防泄漏結(jié)構(gòu)，如圖11(b)所示；第三種是移門板36或37與移門框31之間的迷宮形防泄漏結(jié)構(gòu)，如圖11(c)所示。上述三種迷宮形防泄漏結(jié)構(gòu)均由鋼鉛夾芯板制成。(6)通光孔的防泄漏結(jié)構(gòu)如圖1所示，本實用新型組合式輻射防護棚屋包括并排設(shè)置在實驗大廳中的光學(xué)棚屋I和實驗棚屋2，光學(xué)棚屋I和實驗棚屋2的相對墻板上分別設(shè)有由真空管道(未示出)連通的通光孔5。在棚屋內(nèi)完成光束線站設(shè)備安裝后，必須對穿過棚屋通光孔的真空管道進行局部輻射防護處理，防止輻射劑量從棚屋內(nèi)泄漏到實驗大廳內(nèi)，或者從光學(xué)棚屋I泄漏到實驗棚屋2。通光孔的防泄漏結(jié)構(gòu)如圖12 (a)、12 (b)所示，在通光孔5所在的墻板4內(nèi)外兩側(cè)分別焊接C型鋼52，并將帶有圓形孔57的鋼鉛夾芯板51通過螺栓和彈簧螺母54固定安裝在C型鋼52上，該圓形孔57的直徑與真空管道的直徑相等。優(yōu)選地，該帶有圓形孔的鋼鉛夾芯板51由一對分別帶有半圓形孔的鋼鉛夾芯板拼接而成，且為了最大限度地降低輻射泄漏，在通光孔所在的墻板內(nèi)外兩側(cè)分別安裝的兩對鋼鉛夾芯板的接縫56相互垂直。此外，防護棚屋的主要防護材料為鉛板，高純度的鉛板很軟，而密度又很大，在垂直放置的情況下容易產(chǎn)生變形，時間長了容易造成輻射劑量泄漏。本實用新型采用摻雜1%銻的鉛板，可有效增加鉛板的硬度，防止鉛板變形。通常，面積較大鋼鉛夾芯板中，鋼板與鉛板之間固定采用貫穿螺釘固定，雖然強度牢固，但為了防止輻射泄漏，在螺釘孔的地方用鉛帽屏蔽，將在鋼鉛夾芯板的外表面突出許多鉛帽，使得鋼鉛夾芯板表面高低不平，影響外觀。而本實用新型的組合式輻射防護棚屋，墻板、頂蓋板及部分封條采用的鋼鉛夾芯板中，鋼板與鉛板之間采用膠水進行粘結(jié)；而鋼鉛夾芯板與槽鋼骨架之間，墻板、頂蓋板與封條之間均采用焊接工藝，保證了結(jié)構(gòu)的牢固，極大地提升了棚屋的整體性能。因此，本實用新型的組合式輻射防護棚屋無論在美觀度、實用度、耐用度都比現(xiàn)有技術(shù)有了很大的提高。以上雖然描述了本實用新型的具體實施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本實用新型的保護范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本實用新型的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種組合式輻射防護棚屋，包括固定連接的墻體和屋頂，其特征在于， 所述墻體由若干塊墻板彼此連接而成，該墻板包括槽鋼骨架和覆蓋于該槽鋼骨架表面的鋼鉛夾芯板，所述槽鋼骨架與所述鋼鉛夾芯板通過焊接相連； 所述屋頂由若干塊支撐在所述墻體上的頂蓋板彼此連接而成，該頂蓋板包括槽鋼骨架和覆蓋于該槽鋼骨架表面的鋼鉛夾芯板，所述槽鋼骨架與所述鋼鉛夾芯板通過焊接相連。
2.如權(quán)利要求1所述的組合式輻射防護棚屋，其特征在于，所述頂蓋板上設(shè)有吊裝螺栓，所述吊裝螺栓上覆蓋有可拆卸的防護鉛帽。
3.如權(quán)利要求1所述的組合式輻射防護棚屋，其特征在于，相鄰墻板的連接處、相鄰頂蓋板的連接處、墻板與頂蓋板的連接處分別覆蓋有由鋼鉛夾芯板制成的封條。
4.如權(quán)利要求3所述的組合式輻射防護棚屋，其特征在于，所述封條與所述墻板或頂蓋板焊接相連。
5.如權(quán)利要求3所述的組合式輻射防護棚屋，其特征在于，所述封條為長條形或L形。
6.如權(quán)利要求1所述的組合式輻射防護棚屋，其特征在于，所述墻板與地面的連接處覆蓋有由鉛板制成的L形封條。
7.如權(quán)利要求1所述的組合式輻射防護棚屋，其特征在于，所述墻體上設(shè)有防護門，該防護門包括固定在墻板上的移門框，固定在地面上的移門槽，以及在所述移門框和移門槽中移動且由鋼鉛夾芯板制成的移門板。
8.如權(quán)利要求7所述的組合式輻射防護棚屋，其特征在于，所述防護門包括雙扇移門板，其中至少一扇為氣動移門板。
9.如權(quán)利要求8所述的組合式輻射防護棚屋，其特征在于，所述兩扇移門板之間、移門板與移門槽之間、移門板與移門框之間分別設(shè)有由鋼鉛夾芯板制成的防泄漏結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1所述的組合式輻射防護棚屋，其特征在于，所述墻板和所述頂蓋板上分別設(shè)有窗口。
11.如權(quán)利要求1所述的組合式輻射防護棚屋，其特征在于，包括并排設(shè)置的光學(xué)棚屋和實驗棚屋，所述光學(xué)棚屋和實驗棚屋的相對墻板上分別設(shè)有由真空管道連通的通光孔。
12.如權(quán)利要求11所述的組合式輻射防護棚屋，其特征在于，所述相對墻板的內(nèi)外兩側(cè)分別固定有帶有圓形孔的鋼鉛夾芯板，該圓形孔的直徑與所述真空管道的直徑相等。
13.如權(quán)利要求1、3、7、9或12所述的組合式輻射防護棚屋，其特征在于，所述鋼鉛夾芯板包括第一鋼板和第二鋼板，以及粘接在所述第一鋼板和第二鋼板之間的鉛板。
14.如權(quán)利要求13所述的組合式輻射防護棚屋，其特征在于，所述第二鋼板的邊緣分別朝向所述第一鋼板彎折至與第一鋼板平齊，并與第一鋼板焊接相連。
專利摘要本實用新型提供了一種組合式輻射防護棚屋，包括固定連接的墻體和屋頂，所述墻體由若干塊墻板彼此連接而成，該墻板包括槽鋼骨架和覆蓋于該槽鋼骨架表面的鋼鉛夾芯板，所述槽鋼骨架與所述鋼鉛夾芯板通過焊接相連；所述屋頂由若干塊支撐在所述墻體上的頂蓋板彼此連接而成，該頂蓋板包括槽鋼骨架和覆蓋于該槽鋼骨架表面的鋼鉛夾芯板，所述槽鋼骨架與所述鋼鉛夾芯板通過焊接相連。采用本實用新型的組合式輻射防護棚屋，整體外形協(xié)調(diào)，美觀大方，堅固耐用，安全和可靠性更高。
文檔編號E04B1/92GK202990147SQ20122023583
公開日2013年6月12日 申請日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者朱衛(wèi)華, 楊東, 黃正國, 劉小棟, 烏振亮 申請人:中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所