文档介绍：用水闸门结构设计研究
摘要：为了适应三代核电站技术及更先进堆型的核电站发展需要，设计了能够承受水冲击压力为1MPa的水闸门，对水闸门的总体结构、门框结构、门扇结构、铰链结构和启闭锁紧机构进行了详细设计，确保水闸门能将换料水池一分为二并实现密封，保证构件池可以维持满水状态以屏蔽上部堆内构件及堆内核测仪表的放射性剂量。
关键词：核电站；水闸门；结构设计
核能是一种通过裂变产生的清洁高效能源，具有很高的安全性和经济性。百万级核电站多采用非能动型压水堆核电站，能够保证核电站的可靠性[1-4]。水核电站安全壳厂房的换料水池分为构件池与反应堆水池两部分。构件池中安装有堆内构件存放架，反应堆水池安装有反应堆压力容器。参考国内其他核电站的运行经验，反应堆卸料和装料期间，需要在水位低于压力容器法兰面条件下进行部分检修工作。水闸门的功能是将换料水池一分为二并实现密封，保证构件池可以维持满水状态以屏蔽上部堆内构件及堆内核测仪表的放射性剂量[5-6]。
1设计要求
大型安全屏蔽门设计要求包括机械运行性能和压力要求，具体要求为：（1）水闸门规格为2145mm（长）×1170mm（宽）×120mm（厚）；（2）水闸门主要材料为Q235-B和45钢；（3）启闭锁紧机构能够平稳运行；（4）能够承受1MPa水冲击压力。
2水闸门总体结构设计
如图1所示，核电站用水闸门主要有3个部分组成，分别是门框、门扇和启闭锁紧机构。该水闸门采用外开式打开方式，水闸门为常开状态，但是在紧急状况下，要迅速关闭水闸门起到防水效果。门上通过上下2个铰链安装在门框上，水闸门的启闭与锁紧均通过连杆机构实现，且为纯机械式。启闭锁紧机构安装在门扇上，采用多连杆方式进行传动，连杆头部安装有与门框销孔配合的锁销，二者相互配合实现锁紧。。水闸门的主体结构为门框和门扇。门框的材料为Q235-B，其结构形式为常见的长方形，如图2（a）所示。门框安装在墙体内部，上门框通过3个螺钉固定，左右门框分别通过5个螺钉固定，且门框与墙体接触处进行二次浇注以保证门框在受到压力时不会脱落。门框规格为2145mm（长）×1170mm（宽）×120mm（厚）。门框通过4根矩形钢焊接而成，门框4个侧面成45°，比传统焊接成90°的形式更加牢靠。在门框的左右两侧分别开有3个销孔用来和锁销配合，且3个销孔均布在门框上，左右销孔对称分布。门框的一侧安装有上下2个铰链，用于连接门扇。门扇框架是屏蔽门结构中最重要的结构。水闸门门扇一共分为2层，一层为钢板，一层为由矩形钢焊接而成的骨架结构，且框架结构与钢板连接为一体。门扇的选用形式，，经常采用平面状；～3MPa时，经常采用扁壳状或球壳状。由于水闸门承受的水压较小，，因此为了降低水闸门总重、材料费用和门扇的厚度，采用平板结构而非球壳结构。钢板材料为45钢，厚度为60mm；骨架材料为Q235-B，厚度为60mm。骨架由7根横向矩形钢和6根竖向矩形钢焊接而成，如图2（b）所示。采用矩形钢焊接而成的门扇框架在保证门扇的抗弯强度的基础上同样可以减轻门扇的质量，降低材料费用。此外，为了提高水闸门的使用寿命，需要对门扇进行防腐处理，通常采