【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利属于电离辐射的屏蔽和防护，具体为一种适用于核设施的水屏蔽装置、该水屏蔽装置的安装方法和基于该水屏蔽装置的部件辐射的屏蔽方法，用于对核设施的辐射进行屏蔽和防护。
技术介绍
1、随着核能技术的快速发展和广泛应用，辐射源产生日益增加的电磁辐照能量，对人类和设备构件产生辐照损伤，影响人类健康和设备的稳定运行。x/γ射线辐射不仅在核工业领域普遍存在，同时在核医疗、科研同步辐射加速器、航空、国防及无损检测等工业领域方面应用受到广泛的关注。x/γ辐射源射线辐射在为工业添砖加瓦的同时，也为现场工作人员带来身心健康危害，因此需要对x/γ辐射源射线辐射进行一定屏蔽，以减少对人员和设备的损伤。
2、传统屏蔽材料包括铅、含金属氧化物的重混凝土等。但是铅的力学性能差、耐蚀性差，不能单独作为结构件，通常都是悬挂铅板或在夹层中填充铅块，而且重金属铅对人体的危害大，还容易造成环境的重金属污染。重混凝土具有一定的强度和耐用性，但其屏蔽能力相对较弱。
3、日本学者研究发现，钨对γ射线的屏蔽效果优于铅，是最具应用前景的替代铅的辐射屏蔽材料。陈辛通过铅及钨镍合金对不同γ射线的吸收变化规律的对比，钨镍合金对γ射线的吸收远高于传统的屏蔽材料铅，同样的屏蔽效果，钨镍合金厚度仅为是铅的2/3，在有些情况下，如60co的1332kev时，钨-镍合金的半吸收厚度d1/2比铅的半吸收厚度d1/2的一半还要小。但是由于钨硬度高、熔点高，块体材料难加工成型，目前现有的制备方法是将钨粉、铅粉等屏蔽材料加入环氧树脂、聚氨酯等有机粘合剂中，在设备或构件表
4、国外研究发现可以采用水等液体进行屏蔽，水屏蔽装置的优势在于，价格便宜，便于快速安装、转运、存储，使用时仅需在低剂量环境中装填水等液体，使用完成后，将屏蔽装置内水释放，减少存储体积，便于存贮。同时水屏蔽装置后续处理更加简单，表面沾污后，仅需将水囊处理，极大减少了放射性废物产量。
5、因此，铅、钨、混凝土等方式能够有效更加屏蔽，但是存在价格昂贵，后续处理困难，安装、转运困难等缺点。尤其当表面沾污后，大量屏蔽材料只能报废，厚重的金属材料本身又增加了电厂废物处理难度。因此，需要开发一种价格便宜、安装简便、后续处理简单的新型屏蔽方式。
技术实现思路
1、有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种水屏蔽装置，用于对核设施的辐射进行屏蔽和防护，安装和拆卸方便，移动便携。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
3、一种水屏蔽装置，包括一个或多个屏蔽环，待屏蔽部件位于所述屏蔽环的环形空间内，每个所述屏蔽环包括多个相互连接的屏蔽单元，每个所述屏蔽单元包括屏蔽水囊和支撑框架，所述屏蔽水囊包括主体、设置在所述主体上的进水口、出水口和排气口，所述主体内部具有用于容纳屏蔽介质的空间；所述支撑框架包括顶板、底板、位于所述顶板和底板之间的立板以及用于连接单个屏蔽环内相邻屏蔽单元的连接机构，所述支撑框架同一侧的立板之间设置有挡板，所述底板、顶板、立板和挡板形成用于容纳所述屏蔽水囊的容纳腔。水指代一种屏蔽介质，也可以将水替换为其他的液体或气体屏蔽介质。
4、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述水屏蔽装置包括多个套设屏蔽环，相邻所述屏蔽环中的屏蔽单元之间相互连接。即在屏蔽单元的厚度方向上存在内外的多个屏蔽单元，以加强屏蔽效果。
5、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述水屏蔽装置包括多个屏蔽环，相邻所述屏蔽环中的屏蔽单元之间错开设置，可以进一步加强屏蔽效果，避免单个屏蔽环中相邻的屏蔽单元之间的辐射泄漏。
6、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述屏蔽水囊的空间内注满屏蔽介质后，所述主体的长度大于所述容纳腔的长度，以使得单个屏蔽环内相邻屏蔽单元的屏蔽水囊相互接触。
7、根据本专利技术的一些优选实施方面，单个屏蔽环内相邻屏蔽单元之间的夹角为0-180°。优选地，单个屏蔽环内相邻屏蔽单元之间的夹角为0-90°；更优选的，单个屏蔽环内相邻屏蔽单元之间的夹角为0-45°；进一步优选的，单个屏蔽环内相邻屏蔽单元之间的夹角为0-30°；最优选的，单个屏蔽环内相邻屏蔽单元之间的夹角为0-15°。由于单个的屏蔽环需要围成环形空间，需要使得单个屏蔽环内相邻的屏蔽单元之间具有一定的夹角，同时，需要保证相邻的屏蔽单元中的屏蔽水囊之间相互接触，避免发生环形空间的不连续造成辐射的泄漏。采用多个内外套设的屏蔽环，在增加屏蔽效果的同时，也是能够有效防止出现此类情况。
8、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述连接机构包括用于连接单个屏蔽环内相邻屏蔽单元的第一连接组件；所述第一连接组件包括相互转动连接的第一部和第二部，所述第一部设置在单个屏蔽环内相邻两个屏蔽单元的其中一个上，所述第二部设置在单个屏蔽环内相邻两个屏蔽单元的剩余一个上。即第一连接组件用于在屏蔽单元的长度方向上连接单个屏蔽环内相邻的屏蔽单元。
9、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述第一部或第二部的其中一个固定设置一个屏蔽单元上，所述第一部或第二部的剩余一个上设置有贯穿孔，另一个所述屏蔽单元的支撑框架上设置有贯穿所述贯穿孔的插入件，所述插入件插入所述贯穿孔内以用于将所述第二部固定在屏蔽单元的支撑框架上。插入件包括固定轴和旋转轴，旋转轴的一端转动设置在所述固定轴上；插入前，固定轴和旋转轴的轴心线重合，插入件整体插入贯穿孔之后，将旋转轴旋转，使得旋转轴的轴心线与固定轴的轴心线垂直，完成固定。第一部或第二部上设置有多个贯穿孔，对应的屏蔽单元的支撑框架上设置有多个插入件。
10、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述连接机构包括用于连接相邻所述屏蔽环中的屏蔽单元之间的第二连接组件；所述第二连接组件包括设置在其中一个屏蔽单元上的钩板、设置在另一屏蔽单元上固定板、转动设置在所述固定板上的转动板以及连接所述钩板和转动板的连接杆，所述连接杆的一端转动设置在所述转动板上，所述连接杆的另一端钩住所述钩板。即第二连接组件用于在屏蔽单元的厚度方向上连接相邻屏蔽环上的相邻屏蔽单元，并可以使得相邻屏蔽环上的相邻屏蔽单元之间错开设置。
11、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述屏蔽水囊的力学性能为拉伸强度：14-16mpa，拉断伸长率：500-600％，撕裂强度：45-60kn/m，硬度：70-75邵a。
12、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述屏蔽水囊由屏蔽材料组合物制备得到，按质量百分比计，所述屏蔽材料组合物包括：70～90％高分子橡胶材料、5～25％高氢屏蔽树脂以及5～15％屏蔽金属粉末组成。
13、根据本专利技术的一些优选实施方面，高分子橡胶材料优选为天然橡胶、硅橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶；所述高氢屏蔽树脂为甲基丙烯酸羟乙脂；所述屏蔽金属粉末为纳米粉末，具体为钨粉、钨硼合金粉、钨钽合金粉中的一种或几种。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水屏蔽装置，其特征在于，包括一个或多个屏蔽环，待屏蔽部件位于所述屏蔽环的环形空间内，每个所述屏蔽环包括多个相互连接的屏蔽单元，每个所述屏蔽单元包括屏蔽水囊和支撑框架，所述屏蔽水囊包括主体、设置在所述主体上的进水口和出水口，所述主体内部具有用于容纳屏蔽介质的空间；所述支撑框架包括顶板、底板、位于所述顶板和底板之间的立板以及用于连接相邻屏蔽单元的连接机构，所述支撑框架同一侧的立板之间设置有挡板，所述底板、顶板、立板和挡板形成用于容纳所述屏蔽水囊的容纳腔。
2.根据权利要求1所述的水屏蔽装置，其特征在于，所述水屏蔽装置包括多个屏蔽环，相邻所述屏蔽环中的屏蔽单元之间相互连接。
3.根据权利要求1或2所述的水屏蔽装置，其特征在于，所述水屏蔽装置包括多个屏蔽环，相邻所述屏蔽环中的屏蔽单元之间错开设置。
4.根据权利要求1所述的水屏蔽装置，其特征在于，所述主体的长度大于所述容纳腔的长度，以用于使得单个屏蔽环内相邻屏蔽单元的屏蔽水囊相互接触。
5.根据权利要求1所述的水屏蔽装置，其特征在于，单个屏蔽环内相邻屏蔽单元之间的夹角为0-180°。
6.根据权利要求1所述的水屏蔽装置，其特征在于，所述连接机构包括用于连接单个屏蔽环内相邻屏蔽单元的第一连接组件；所述第一连接组件包括相互转动连接的第一部和第二部，所述第一部设置在单个屏蔽环内相邻两个屏蔽单元的其中一个上，所述第二部设置在单个屏蔽环内相邻两个屏蔽单元的剩余一个上。
7.根据权利要求6所述的水屏蔽装置，其特征在于，所述第一部或第二部的其中一个固定设置一个屏蔽单元上，所述第一部或第二部的剩余一个上设置有贯穿孔，另一个所述屏蔽单元的支撑框架上设置有贯穿所述贯穿孔的插入件，所述插入件插入所述贯穿孔内以用于将所述第二部固定在屏蔽单元的支撑框架上。
8.根据权利要求6所述的水屏蔽装置，其特征在于，所述连接机构包括用于连接相邻所述屏蔽环中的屏蔽单元之间的第二连接组件；所述第二连接组件包括设置在其中一个屏蔽单元上的钩板、设置在另一屏蔽单元上固定板、转动设置在所述固定板上的转动板以及连接所述钩板和转动板的连接杆，所述连接杆的一端转动设置在所述转动板上，所述连接杆的另一端用于钩住所述钩板。
9.根据权利要求1所述的水屏蔽装置，其特征在于，所述屏蔽水囊的力学性能为拉伸强度：14-16MPa，拉断伸长率：500-600％，撕裂强度：45-60kN/m，硬度：70-75邵A。
10.根据权利要求1所述的水屏蔽装置，其特征在于，所述屏蔽水囊由屏蔽材料组合物制备得到，按质量百分比计，所述屏蔽材料组合物包括：70～90％高分子橡胶材料、5～25％高氢屏蔽树脂以及5～15％屏蔽金属粉末组成。
11.根据权利要求10所述的水屏蔽装置，其特征在于，所述高氢屏蔽树脂为甲基丙烯酸羟乙脂；所述屏蔽金属粉末为钨粉、钨硼合金粉、钨钽合金粉中的一种或几种。
12.根据权利要求10所述的水屏蔽装置，其特征在于，所述屏蔽水囊上设置有一体成型的固定环；所述顶板和/或底板上设置有用于固定所述固定环的固定件。
13.根据权利要求12所述的水屏蔽装置，其特征在于，所述屏蔽水囊为一体成型工艺制备得到。
14.根据权利要求1所述的水屏蔽装置，其特征在于，所述进水口设置在所述主体的顶部，所述出水口设置在所述主体的底部，所述顶板和底板分别对应所述进水口和出水口开设有配合孔。
15.一种如权利要求1-14任意一项所述的水屏蔽装置的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：
16.一种采用如权利要求1-14任意一项所述的水屏蔽装置进行部件辐射的屏蔽方法，其特征在于，包括如下步骤：
17.根据权利要求16所述的屏蔽方法，其特征在于，所述设计屏蔽单元包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种水屏蔽装置，其特征在于，包括一个或多个屏蔽环，待屏蔽部件位于所述屏蔽环的环形空间内，每个所述屏蔽环包括多个相互连接的屏蔽单元，每个所述屏蔽单元包括屏蔽水囊和支撑框架，所述屏蔽水囊包括主体、设置在所述主体上的进水口和出水口，所述主体内部具有用于容纳屏蔽介质的空间；所述支撑框架包括顶板、底板、位于所述顶板和底板之间的立板以及用于连接相邻屏蔽单元的连接机构，所述支撑框架同一侧的立板之间设置有挡板，所述底板、顶板、立板和挡板形成用于容纳所述屏蔽水囊的容纳腔。
2.根据权利要求1所述的水屏蔽装置，其特征在于，所述水屏蔽装置包括多个屏蔽环，相邻所述屏蔽环中的屏蔽单元之间相互连接。
3.根据权利要求1或2所述的水屏蔽装置，其特征在于，所述水屏蔽装置包括多个屏蔽环，相邻所述屏蔽环中的屏蔽单元之间错开设置。
4.根据权利要求1所述的水屏蔽装置，其特征在于，所述主体的长度大于所述容纳腔的长度，以用于使得单个屏蔽环内相邻屏蔽单元的屏蔽水囊相互接触。
5.根据权利要求1所述的水屏蔽装置，其特征在于，单个屏蔽环内相邻屏蔽单元之间的夹角为0-180°。
6.根据权利要求1所述的水屏蔽装置，其特征在于，所述连接机构包括用于连接单个屏蔽环内相邻屏蔽单元的第一连接组件；所述第一连接组件包括相互转动连接的第一部和第二部，所述第一部设置在单个屏蔽环内相邻两个屏蔽单元的其中一个上，所述第二部设置在单个屏蔽环内相邻两个屏蔽单元的剩余一个上。
7.根据权利要求6所述的水屏蔽装置，其特征在于，所述第一部或第二部的其中一个固定设置一个屏蔽单元上，所述第一部或第二部的剩余一个上设置有贯穿孔，另一个所述屏蔽单元的支撑框架上设置有贯穿所述贯穿孔的插入件，所述插入件插入所述贯穿孔内以用于将所述第二部固定在屏蔽单元的支撑框架上。
8.根据权利要求6所述的水屏蔽装置，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘成威，邹扬，魏少翀，陈国星，史一岭，陆海峰，陆壮，叶林，尹嵩，
申请(专利权)人：苏州热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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