专利名称：组合式辐射防护棚屋的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种组合式辐射防护棚屋。
背景技术：
上海光源(SSRF)是先进的第三代中能同步辐射光源，设计能量3.5GeV，流强300mA,储存环周长432米,是一个大科学装置平台，建成后将在实验大厅内陆续建造几十条光束线站，可供几百名科学家同时进行科学实验。但是在同步辐射装置中，存在很多的辐射源，产生大量的辐射危险，特别是在实验大厅的光束线站，大量的科研人员在光束线站进行科学实验。因此，实验大厅光束线站的辐射防护将直接关系到科研人员的人身安全和实验仪器的设备安全，光束线站的辐射防护极
其重要。光束线站辐射防护所涉及到的辐射源，主要分为以下几种:(I)加速器储存环电子束在注入或输运过程中被储存环真空盒中残余气体散射所产生的初级气体轫致辐射；(2)初级轫致辐射被光束线部件散射所产生的次级轫致辐射；(3)初级轫致辐射和次级轫致辐射所引发的中子辐射；(4)从储存环插入件和弯铁引出的同步辐射光以及同步辐射光在光束线部件上的散射。对于光束线站的组合式辐射防护棚屋(以下简称棚屋)而言，残余气体轫致辐射、同步辐射以及它们所产生的次级辐射是最主要的辐射源，棚屋的主要作用就是阻挡和屏蔽被各光束线部件散射所产生的各种辐射，起辐射防护的作用。因此，棚屋是光束线站辐射防护最重要的工具和手段之一，直接关系到科研人员的人身安全和实验仪器的设备安全。现有同步辐射装置中的辐射防护棚屋，存在以下几个技术问题:(I)防护强度问题:上海光源是三代光源，能量高、流强大、储存环周长长，沿光束线引出的辐射剂量比其它同类装置要高的多，因此棚屋承受的辐射剂量大，防护要求高。(2)结构强度问题:由于棚屋防护要求高，所需采用的屏蔽铅板厚，棚屋墙板的重量较重；通常棚屋内还需安装负载为I吨的手动吊车用于棚屋内设备的吊装，因而，对棚屋墙体的结构承重提出了更高的要求。(3)加工与安装问题:目前同类装置中的线站棚屋，棚屋长度一般在4一5米以内，而上海光源光束线站要求单个棚屋的长度从几米到十几米，甚至超过20米，因此导致大尺寸棚屋的加工与安装困难。(4)外形美观问题:目前同类装置中的线站棚屋，由于没有采取标准化、模块化结构设计技术，不同的厂家设计、加工的棚屋外观都不同，无法保证外形协调、美观大方。
实用新型内容本实用新型解决的技术问题是提供一种组合式辐射防护棚屋，防护强度高，结构强度大，易于加工与安装，外形协调美观。本实用新型采用下述技术方案来解决上述技术问题:一种组合式辐射防护棚屋，包括固定连接的墙体和屋顶，所述墙体由若干块墙板彼此连接而成，该墙板包括槽钢骨架和覆盖于该槽钢骨架表面的钢铅夹芯板，所述槽钢骨架与所述钢铅夹芯板通过焊接相连；所述屋顶由若干块支撑在所述墙体上的顶盖板彼此连接而成，该顶盖板包括槽钢骨架和覆盖于该槽钢骨架表面的钢铅夹芯板，所述槽钢骨架与所述钢铅夹芯板通过焊接相连。所述顶盖板上设有吊装螺栓，所述吊装螺栓上覆盖有可拆卸的防护铅帽。相邻墙板的连接处、相邻顶盖板的连接处、墙板与顶盖板的连接处分别覆盖有由钢铅夹芯板制成的封条。所述封条与所述墙板或顶盖板焊接相连。所述封条为长条形或L形。所述墙板与地面的连接处覆盖有由掺杂锑的铅板制成的L形封条。所述墙体上设有防护门，该防护门包括固定在墙板上的移门框，固定在地面上的移门槽，以及在所述移门框和移门槽中移动且由钢铅夹芯板制成的移门板。所述防护门包括双扇移门板，其中至少一扇为气动移门板。所述两扇移门板之间、移门板与移门槽之间、移门板与移门框之间分别设有迷宫形防泄漏结构。所述墙板和所述顶盖板上分别设有迷宫形窗口。所述组合式辐射防护棚屋，包括并排设置的光学棚屋和实验棚屋，所述光学棚屋和实验棚屋的相对墙板上分别设有由真空管道连通的通光孔。所述相对墙板的内外两侧分别固定有带有半圆形孔的掺杂锑的铅板，该半圆形孔的直径与所述真空管道的直径相等。所述钢铅夹芯板包括第一钢板和第二钢板，以及粘接在所述第一钢板和第二钢板之间的掺杂锑的铅板。所述第二钢板的边缘分别朝向所述第一钢板弯折至与第一钢板平齐，并与第一钢板焊接相连。本实用新型的组合式辐射防护棚屋，采用若干块彼此连接的墙板构成墙体，采用若干块支撑在墙体上且彼此连接的顶盖板构成屋顶，相邻墙板之间、相邻顶盖板之间、墙板与顶盖板之间、墙板与地面之间等连接处设置防泄漏结构，经过离线辐射泄漏测试和在线辐射泄漏测试、以及使用过程中的实时监测结果显示，该组合式防护棚屋的辐射泄漏控制在规定的安全范围内，并且该棚屋整体外形协调、美观大方，坚固耐用、安全和可靠性更高。
图1为本实用新型的组合式辐射防护棚屋的结构示意图；图2为本实用新型的组合式辐射防护棚屋的墙板的结构示意图；图3为本实用新型的组合式辐射防护棚屋的顶盖板的结构示意图；图4为本实用新型的组合式辐射防护棚屋的顶盖板和铅帽的示意图；图5为本实用新型的组合式辐射防护棚屋的防护门的结构示意图；[0037]图6 (a)-图6 (b)为本实用新型的组合式辐射防护棚屋的U形窗口的结构示意图；图7 (a)-图7 (c)为本实用新型的组合式辐射防护棚屋的相邻墙板之间的防泄漏结构示意图；图8为本实用新型的组合式辐射防护棚屋的相邻顶盖板之间的防泄漏结构的结构示意图；图9为本实用新型的组合式辐射防护棚屋的墙板与顶盖板之间的防泄漏结构的结构示意图；图10为本实用新型的组合式辐射防护棚屋的墙板与地面之间的防泄漏结构示意图；图11 (a) 一图11 (c)为本实用新型的组合式辐射防护棚屋的防护门中的防泄漏结构示意图；图12 Ca) 一图12 (b)为本实用新型的组合式辐射防护棚屋的通光孔的防泄漏结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图给出本实用新型的具体实施方式
，以详细说明本实用新型的技术方案。如图1所示，本实用新型的组合式辐射防护棚屋包括固定连接的墙体和屋顶，所述墙体由若干块墙板彼此连接而成，所述屋顶由若干块支撑在所述墙体上的顶盖板彼此连接而成。优选地，墙板与墙板之间、顶盖板与顶盖板之间、墙板与顶盖板之间、墙板与地面之间都采用螺栓连接和固定，墙板和顶盖板的宽度通常均为lm。进一步地，墙体上设有防护门3，以满足人员和仪器设备进出棚屋的需求；墙板和顶盖板上设有多个迷宫形窗口 8，以满足各种管线、电缆的出入需求，并作为棚屋的通风换气口。此外，由于棚屋是组装式的，棚屋完成安装后，在棚屋的相邻墙板之间、相邻顶盖板之间、墙板与顶盖板之间、墙板与地面之间等连接处存在各种连接缝隙，必须设置防泄漏结构，以防止棚屋内的辐射剂量泄漏，危害实验人员的人身安全。以下分别对本实用新型组合式辐射防护棚屋的主要结构具体阐述。(一)墙板如图2所示，墙板4包括焊接相连的槽钢骨架44与钢铅夹芯板。该钢铅夹芯板包括6mm厚内层钢板41、4mm厚外层钢板42以及粘接在内层钢板41和外层钢板42之间的铅板43。优选地，外层钢板42的边缘分别朝向内层钢板41弯折至与内层钢板41平齐，并与内层钢板41焊接相连，从而将铅板43封锁密闭于内层钢板41和外层钢板42之间，确保大尺寸的钢铅夹芯板具有足够的强度。墙板4的槽钢骨架44采用8#槽钢制成，其规格尺寸为80CmX43CmX5Cm。槽钢骨架44与内层钢板41焊接，然后用膨胀螺栓固定在地面上。C型钢45焊接在外层钢板42上，用于安装水气电等公用设施的支架。(二)顶盖板如图3所示，与墙板类似地，顶盖板7包括焊接相连的槽钢骨架74与钢铅夹芯板。该钢铅夹芯板包括6_厚内层钢板71、4_厚外层钢板72以及粘接在内层钢板71和外层钢板72之间的铅板73。优选地，外层钢板72的边缘分别朝向内层钢板71弯折至与内层钢板71平齐，并与内层钢板71焊接相连，从而将铅板73封锁密闭于内层钢板71和外层钢板72之间，确保大尺寸的钢铅夹芯板具有足够的强度。顶盖板7的槽钢骨架74采用16#槽钢制成，其规格尺寸为160cmX65cmX8.5cm。为了方便顶盖板的吊装，在每一块顶盖板上设置四个吊装螺栓75。棚屋组装时，通过专用配备的吊钩旋到吊装螺栓75上进行吊运；组装完成后，旋下吊钩，将如图4所示的可拆卸防护铅帽76覆盖到吊装螺栓上，满足辐射防护的要求。(三)防护门如图5所示，防护门3包括固定在墙板上的移门框31，固定在地面上的移门槽32，以及在所述移门框和移门槽中移动且由钢铅夹芯板制成的移门板36、37。为减少防护门关闭时辐射剂量的泄漏，采用上挂方式的双扇移门板结构，其中一扇为手动移门板36，另一扇为气动移门板37。这是由于移门板重量很大，如果米用双手动移门板，不易开启闭合；如果采用双气动移门结构，成本提高较大，并且在使用过程中，通常只需开启一扇移门板即可操作，只有在搬运大型设备时才需同时开启两扇移门板。另外，采用圆棒导轨33作为移门板36、37的滑动导轨，采用无杆气缸34作为气动移门板37的驱动装置，设置多个移门板位置行程开关35，分别检测移门板的开关位置，为同步辐射装置的辐射防护连锁控制系统提供棚屋防护门的开关位置信号。(四)迷宫形窗口为了满足辐射防护的需要，光束线站设备所需的动力电、冷却水、压缩空气、液氮及控制信号电缆等管线，都要从棚屋墙板和顶盖板上的谜宫形窗口 8出入，这些谜宫形窗口也作为棚屋内新风的进气口。谜宫形窗口通常为U形窗口或者S形窗口。如图6 (a)、图6 (b)所示，U形窗口包括底座81和分别位于底座81两侧的端盖83，底座81和端盖83的一侧通过铰链82相连使得端盖83可以分别朝向底座81两侧开启，另一侧采用螺栓85连接，可锁紧以防止误操作。底座和端盖的材料均为钢铅夹芯板，采用粘接、焊接等工艺进行加工。(五)防泄漏结构( I)相邻墙板之间的防泄漏结构在构成墙板和顶盖板的钢铅夹芯板中，外层钢板带有弯折边，从而导致相邻墙板之间、相邻顶盖板之间、墙板与顶盖板之间、墙板与地面之间均存在屏蔽材料仅为钢板而非铅板的连接缝隙，由于钢板的防护效果没有铅板好，所以需要另外覆盖一层包含铅板的封条以满足辐射防护的要求。相邻墙板连接处的封条如由图7 Ca) 一图7 (C)所示，这些封条由钢铅夹芯板制成以增加强度，其中:如图7 (a)所示，并排设置以构成墙面的相邻墙板连接处覆盖有长条形封条61，该封条61与墙板4焊接相连；如图7 (b)所示，为了保证棚屋的结构强度，在部分墙板中，钢铅夹芯板的内外两侧皆有槽钢骨架与其焊接相连，这样并排设置的相邻墙板连接处覆盖有焊接于方钢67上的长条形封条62，方钢67与槽钢骨架通过螺栓固定相连，从而将封条62固定在相邻墙板4之间；如图7 (c)所示，垂直设置以构成墙角的相邻墙板连接处覆盖有L形封条63，该封条63与墙板4焊接相连。(2)相邻顶盖板之间的防泄漏结构如图8所示，并排设置的相邻顶盖板连接处覆盖有长条形封条64，该封条由钢铅夹芯板制成且与顶盖板7焊接相连。(3)墙板与顶盖板之间的防泄漏结构如图9所示，墙板与顶盖板连接处覆盖有L形封条65，该封条由钢铅夹芯板制成且分别与墙板4、顶盖板7焊接相连。(4)墙板与地面之间的防泄漏结构如图10所示，墙板与地面连接处覆盖有L形封条66，该封条由铅板制成以便于成型，并且该封条直接垫在墙板4下方而不需焊接。(5)防护门中的防泄漏结构棚屋防护门在关闭时行成三种辐射泄漏安装缝隙，只能从机械结构上采取办法，防止辐射泄漏。第一种是移门板36或37与移门槽32之间的迷宫形防泄漏结构，如图11(a)所示；第二种是防护门关闭时，两扇移门板36、37之间的迷宫形防泄漏结构，如图11(b)所示；第三种是移门板36或37与移门框31之间的迷宫形防泄漏结构，如图11(c)所示。上述三种迷宫形防泄漏结构均由钢铅夹芯板制成。(6)通光孔的防泄漏结构如图1所示，本实用新型组合式辐射防护棚屋包括并排设置在实验大厅中的光学棚屋I和实验棚屋2，光学棚屋I和实验棚屋2的相对墙板上分别设有由真空管道(未示出)连通的通光孔5。在棚屋内完成光束线站设备安装后，必须对穿过棚屋通光孔的真空管道进行局部辐射防护处理，防止辐射剂量从棚屋内泄漏到实验大厅内，或者从光学棚屋I泄漏到实验棚屋2。通光孔的防泄漏结构如图12 (a)、12 (b)所示，在通光孔5所在的墙板4内外两侧分别焊接C型钢52，并将带有圆形孔57的钢铅夹芯板51通过螺栓和弹簧螺母54固定安装在C型钢52上，该圆形孔57的直径与真空管道的直径相等。优选地，该带有圆形孔的钢铅夹芯板51由一对分别带有半圆形孔的钢铅夹芯板拼接而成，且为了最大限度地降低辐射泄漏，在通光孔所在的墙板内外两侧分别安装的两对钢铅夹芯板的接缝56相互垂直。此外，防护棚屋的主要防护材料为铅板，高纯度的铅板很软，而密度又很大，在垂直放置的情况下容易产生变形，时间长了容易造成辐射剂量泄漏。本实用新型采用掺杂1%锑的铅板，可有效增加铅板的硬度，防止铅板变形。通常，面积较大钢铅夹芯板中，钢板与铅板之间固定采用贯穿螺钉固定，虽然强度牢固，但为了防止辐射泄漏，在螺钉孔的地方用铅帽屏蔽，将在钢铅夹芯板的外表面突出许多铅帽，使得钢铅夹芯板表面高低不平，影响外观。而本实用新型的组合式辐射防护棚屋，墙板、顶盖板及部分封条采用的钢铅夹芯板中，钢板与铅板之间采用胶水进行粘结；而钢铅夹芯板与槽钢骨架之间，墙板、顶盖板与封条之间均采用焊接工艺，保证了结构的牢固，极大地提升了棚屋的整体性能。因此，本实用新型的组合式辐射防护棚屋无论在美观度、实用度、耐用度都比现有技术有了很大的提高。以上虽然描述了本实用新型的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种组合式辐射防护棚屋，包括固定连接的墙体和屋顶，其特征在于， 所述墙体由若干块墙板彼此连接而成，该墙板包括槽钢骨架和覆盖于该槽钢骨架表面的钢铅夹芯板，所述槽钢骨架与所述钢铅夹芯板通过焊接相连； 所述屋顶由若干块支撑在所述墙体上的顶盖板彼此连接而成，该顶盖板包括槽钢骨架和覆盖于该槽钢骨架表面的钢铅夹芯板，所述槽钢骨架与所述钢铅夹芯板通过焊接相连。
2.如权利要求1所述的组合式辐射防护棚屋，其特征在于，所述顶盖板上设有吊装螺栓，所述吊装螺栓上覆盖有可拆卸的防护铅帽。
3.如权利要求1所述的组合式辐射防护棚屋，其特征在于，相邻墙板的连接处、相邻顶盖板的连接处、墙板与顶盖板的连接处分别覆盖有由钢铅夹芯板制成的封条。
4.如权利要求3所述的组合式辐射防护棚屋，其特征在于，所述封条与所述墙板或顶盖板焊接相连。
5.如权利要求3所述的组合式辐射防护棚屋，其特征在于，所述封条为长条形或L形。
6.如权利要求1所述的组合式辐射防护棚屋，其特征在于，所述墙板与地面的连接处覆盖有由铅板制成的L形封条。
7.如权利要求1所述的组合式辐射防护棚屋，其特征在于，所述墙体上设有防护门，该防护门包括固定在墙板上的移门框，固定在地面上的移门槽，以及在所述移门框和移门槽中移动且由钢铅夹芯板制成的移门板。
8.如权利要求7所述的组合式辐射防护棚屋，其特征在于，所述防护门包括双扇移门板，其中至少一扇为气动移门板。
9.如权利要求8所述的组合式辐射防护棚屋，其特征在于，所述两扇移门板之间、移门板与移门槽之间、移门板与移门框之间分别设有由钢铅夹芯板制成的防泄漏结构。
10.如权利要求1所述的组合式辐射防护棚屋，其特征在于，所述墙板和所述顶盖板上分别设有窗口。
11.如权利要求1所述的组合式辐射防护棚屋，其特征在于，包括并排设置的光学棚屋和实验棚屋，所述光学棚屋和实验棚屋的相对墙板上分别设有由真空管道连通的通光孔。
12.如权利要求11所述的组合式辐射防护棚屋，其特征在于，所述相对墙板的内外两侧分别固定有带有圆形孔的钢铅夹芯板，该圆形孔的直径与所述真空管道的直径相等。
13.如权利要求1、3、7、9或12所述的组合式辐射防护棚屋，其特征在于，所述钢铅夹芯板包括第一钢板和第二钢板，以及粘接在所述第一钢板和第二钢板之间的铅板。
14.如权利要求13所述的组合式辐射防护棚屋，其特征在于，所述第二钢板的边缘分别朝向所述第一钢板弯折至与第一钢板平齐，并与第一钢板焊接相连。
专利摘要本实用新型提供了一种组合式辐射防护棚屋，包括固定连接的墙体和屋顶，所述墙体由若干块墙板彼此连接而成，该墙板包括槽钢骨架和覆盖于该槽钢骨架表面的钢铅夹芯板，所述槽钢骨架与所述钢铅夹芯板通过焊接相连；所述屋顶由若干块支撑在所述墙体上的顶盖板彼此连接而成，该顶盖板包括槽钢骨架和覆盖于该槽钢骨架表面的钢铅夹芯板，所述槽钢骨架与所述钢铅夹芯板通过焊接相连。采用本实用新型的组合式辐射防护棚屋，整体外形协调，美观大方，坚固耐用，安全和可靠性更高。
文档编号E04B1/92GK202990147SQ20122023583
公开日2013年6月12日 申请日期2012年5月22日 优先权日2012年5月22日
发明者朱卫华, 杨东, 黄正国, 刘小栋, 乌振亮 申请人:中国科学院上海应用物理研究所