一种防火型设备闸门以及核电站

技术领域

本发明属于核电设备技术领域，具体涉及一种防火型设备闸门以及核电站。

背景技术

随着三代核电技术的改进和四代核电技术的发展，核电厂的压水反应堆堆型正向着大功率发展。安全壳是构成压水反应堆最外围的建筑，作为防止放射性物质泄漏的最后一道实体屏障。设备闸门是安全壳压力边界的一部分，是核电站最后一道安全屏障的重要组成部分，还在核电厂建造安装和停堆换料期间，作为反应堆厂房内大型设备的进出通道。

然而在目前的项目中，快堆堆型没有专设的安全壳系统以及对应的设备闸门，快堆堆型的安全壳设计过程中需要充分考虑假想堆芯解体事故引发的一回路钠泄漏发生钠火而产生的压力和温度载荷。可见，安全壳以及设备闸门针对此点需要具备一定的防火功能。而传统的压水堆堆型的安全壳系统不具备防火功能，在以往项目中，没有针对此点专设的安全壳系统，在主设备通道没有设置专门的防火设备闸门，无法满足快堆堆型的防火需求。

且安全壳一般用于设备闸门活动的孔洞尺寸一定(通常是上穿+35m楼板的孔洞，孔洞尺寸为6200mmx360mm)，为了加装防火层势必会加厚设备闸门的厚度，导致无法安装设备闸门。而想保持整个设备闸门的厚度不变又需要减薄设备闸门的原有厚度，削弱了设备闸门本身的强度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种防火型设备闸门，该设备闸门结构简单合理、强度高且具有防火能力，还提供一种核电站。

本发明提供的一种防火型设备闸门，包括门板本体，所述门板本体包括密封板、加强筋和防火芯板，所述密封板的迎火侧表面上均匀排布多条所述加强筋，所述加强筋的内部设有中空区域，所述防火芯板铺设在相邻加强筋之间的区域上以及填充在各加强筋的中空区域内。

优选的，所述门板本体还包括支撑件，所述支撑件安装在加强筋上，所述支撑件呈片状，从加强筋的侧面中部沿平行于密封板的方向伸出，相邻加强筋之间的所述防火芯板放置在支撑件上，由所述支撑件托起，使防火芯板与密封板之间形成用于限制热传导的空气隔层。

优选的，所述门板本体还包括防火面板和盖面板，所述防火面板铺设在相邻加强筋之间的区域上，位于防火芯板的迎火侧，用于限制防火芯板移动；所述盖面板铺设在防火面板以及各加强筋的迎火侧，作为门板本体的迎火侧包覆层。

优选的，防火型设备闸门还包括门框，所述门板本体中的密封板的背火侧压紧于所述门框的受压面上，所述门框的受压面上开设多条凹槽，所述凹槽内嵌设有密封条，所述密封条的厚度大于所述凹槽的深度，密封条内设有避让孔，用于使密封条受压后向内压缩。

优选的，所述密封条的避让孔中还设有防火膨胀填料，密封条上还开设有连通外部与避让孔内部的开口，所述防火膨胀填料用于在预定温度下膨胀并从开口涌出以密封门框和门板本体。

优选的，防火型设备闸门还包括锁紧装置，所述锁紧装置设置于门板本体和门框外侧的墙体之间，用于将门板本体活动压紧在门框上。

优选的，所述锁紧装置包括锁条、传动件和驱动件，所述锁条布置在门板本体的边缘处，所述门板本体的边缘与锁条的端部均设有相互契合的导向斜面，所述驱动件用于驱动传动件动作，以带动锁条沿导向斜面移动至门板本体的迎火侧并压紧，从而将门板本体向门框压紧。

所述锁紧装置包括锁条、传动件和驱动件，所述锁条布置在门板本体的边缘处，门框外侧墙体上与该边缘相对的位置处设有挡条，挡条上以及锁条的端部均设有相互契合的导向斜面，所述驱动件和传动件安装在门板本体的边缘处，传动件连接在驱动件的驱动端和锁条之间，所述驱动件用于驱动传动件动作，以带动锁条沿导向斜面移动至挡条内侧，并通过挡条提供的支撑力将门板本体向门框压紧。

优选的，所述传动件为螺旋升降机，所述锁条为与螺旋升降机的螺套适配的螺杆。

优选的，所述门框的每侧均对应设有多个锁紧装置，同一侧的各个锁紧装置均安装在一块底板上，所述门框外侧的墙体上设有预埋件，所述底板可拆卸连接在预埋件上。

本发明还提供一种核电站，包括快中子反应堆，还包括设置在快中子反应堆外部的安全壳，以及上述的防火型设备闸门，所述防火型设备闸门设置在安全壳的主设备通道处。

本发明提供一种防火型设备闸门，该设备闸门的门板本体包括密封板、加强筋和防火芯板。密封板的迎火侧表面上均匀排布多条加强筋，加强筋既保证了门板本体的整体强度，又不会增厚门板本体的厚度，同时还不会完全覆盖迎火侧表面，而是留出了诸多空隙，让用于防火的防火芯板有可以铺设的区域，同时加强筋本身的内部也设有中空区域，该区域也可以作为防火芯板的放置区域。各个加强筋之间的防火芯板与各加强筋内部的防火芯板形成了位于门板本体迎火侧的防火层，保证了设备闸门的防火性能，通过合理的布局结构，在既保证门板本体强度的情况下，又保证了门板本体的安装性，还满足了安全壳的防火需求。

附图说明

图1是本发明实施例1中防火型设备闸门的门板本体的结构示意图；

图2是本发明实施例1中防火型设备闸门的门板本体的截面结构示意图；

图3是本发明实施例1中防火型设备闸门的门框的截面结构示意图；

图4是本发明实施例1中防火型设备闸门的上侧及左右侧锁紧装置的结构示意图；

图5是本发明实施例1中防火型设备闸门的锁条端部的结构示意图；

图6a～图6c是本发明实施例1中防火型设备闸门锁紧装置的锁紧过程示意图；

图7是本发明实施例1中防火型设备闸门的下侧锁紧装置的结构示意图；

图8是本发明实施例1中防火型设备闸门的锁紧装置的分布位置示意图。

图中：1、门板本体；11、密封板；12、加强筋；13、防火芯板；14、支撑件；15、空气隔层；16、防火面板；17、盖面板；2、门框；21、凹槽；22、密封条；23、防火膨胀填料；24、挡条；3、锁紧装置；31、锁条；32、传动件；321、连接座；322、导向座；33、驱动件；34、底板；35、预埋件。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例的防火型设备闸门，包括门板本体1，门板本体1包括密封板11、加强筋12和防火芯板13，密封板11的迎火侧表面上均匀排布多条加强筋12，加强筋12的内部设有中空区域，防火芯板13铺设在相邻加强筋12之间的区域上以及填充在各加强筋12的中空区域内。

本实施例中，加强筋12既保证了门板本体1的整体强度，又不会增厚门板本体1的厚度，同时还不会完全覆盖迎火侧表面，而是留出了诸多空隙，让用于防火的防火芯板13有可以铺设的区域，同时加强筋12本身的内部也设有中空区域，该区域也可以作为防火芯板13的放置区域。各个加强筋12之间的防火芯板13与各加强筋内12部的防火芯板13形成了位于门板本体1迎火侧的防火层，保证了设备闸门的防火性能，通过合理的布局结构，在既保证门板本体1强度的情况下，又保证了门板本体1的安装性，还满足了安全壳的防火需求。

本实施例中，密封板11为整块板状结构，保证门板本体1的整体性，密封板11外形尺寸为7208mm(高)x5420mm(宽)，采用SA-516Gr70钢板制成，厚度为50mm。加强筋12可以选用规格为J150x100x8的结构方钢，中部自带空置的方形中空区域，加强筋12在布置时，先在密封板11的四侧边缘布置，以加强整体结构强度，之后再在密封板11的四侧边缘内部进行横纵交叉均匀排布，控制密封板11的受压变形。

防火芯板13采用的是以氯化镁、氧化镁为基料，以抗碱玻璃织布为增强，以优质植物纤维增韧求轻，辅以改性剂改性的材料制成，属于目前已有的A1级不燃材料。根据样本中该产品素板隔热(140℃)45mm可达2小时，耐火试验时，最高温度不超过180℃，平均不超过140℃，防火隔热不可燃，已经达到安全壳防火闸门的防火需求，且轻质高强，能有效减轻门板重量。

本实施例中，门板本体1还包括支撑件14，支撑件14安装在加强筋12上，支撑件14呈片状，从加强筋12的侧面中部沿平行于密封板11的方向伸出，相邻加强筋12之间的防火芯板13放置在支撑件14上，由支撑件14托起，使防火芯板13与密封板11之间形成用于限制热传导的空气隔层15，该空气隔层15可以有效限制热传导，减小了密封板11的直接受火面积，起到了有效的阻燃绝热作用。

本实施例中，支撑件14可以选用L型截面的龙骨，选材方便，龙骨的一侧作为连接部连接加强筋12，另一侧作为支撑部起到支撑作用。

本实施例中，门板本体1还包括防火面板16和盖面板17，防火面板16铺设在相邻加强筋12之间的区域上，位于防火芯板13的迎火侧，用于限制防火芯板13移动；盖面板17铺设在防火面板16以及各加强筋12的迎火侧，作为门板本体1的迎火侧包覆层。

本实施例中，防火面板16也同属于目前已有的A1级不燃材料制成，以氧化镁胶凝材料为主体、玻璃纤维布为增强材料、有机纤维为填充物复合而成的立体力学结构，保温隔热不可燃，具有轻质高强可塑性强、抗震能力强等特性，可以作为防火芯板13的包覆材料，防止其晃动。

本实施例中，盖面板17的厚度为3mm，防火芯板13的厚度为40mm，防火面板16的厚度为9mm，形成的空气隔层15厚度为51mm，门板本体1的整体厚度为153mm，能够满足安装要求。

本实施例中，如图3所示，防火型设备闸门还包括门框2，门板本体1中的密封板11的背火侧压紧于门框2的受压面上，门框2的受压面上开设多条凹槽21，凹槽21内嵌设有密封条22，多条密封条22可以实现更好的密封效果，且密封条22的厚度大于凹槽21的深度，即密封条22的前部微微探出凹槽21，确保密封条22可以和门板本体1保持接触，密封条22内设有避让孔，用于使密封条22受压后向内压缩，因此可以克服门框和门板不平的影响，实现承压边界的密封性。

由于华龙一号核电厂的安全壳密封材料参数可以覆盖CFR600型的要求(温度、压力和辐照)，因此密封材料性能不需要鉴定即可使用。故本实施例中，密封条22选用EPDM橡胶材料，在配合避让孔的情况下，可以存在4mm的压缩量。

本实施例中，密封条22的避让孔中还设有防火膨胀填料23，密封条22上还开设有连通外部与避让孔内部的开口，防火膨胀填料23用于在预定温度下膨胀并从开口涌出以密封门框2和门板本体1。当遇到常规火灾或钠火事故时，达到防火膨胀填料23的工作温度时，防火膨胀填料23迅速预热膨胀，填充密封门框2和门板本体1之间的整个沟槽，形成新的密封面，在双重保护下确保不出现蹿火和泄漏。

本实施例中，防火型设备闸门还包括锁紧装置3，锁紧装置3设置于门板本体1和门框2外侧的墙体之间，用于将门板本体1活动压紧在门框2上。锁紧装置3包括锁条31、传动件32和驱动件33，在门板本体1的上方以及左右两侧，锁紧装置3安装在墙体上，如图4所示，锁条31布置在门板本体1的边缘处，门板本体1的边缘与锁条31的端部均设有相互契合的导向斜面，驱动件33用于驱动传动件32动作，以带动锁条31沿导向斜面移动至门板本体1的迎火侧并压紧，从而将门板本体1向门框2压紧。

本实施例中，在门板本体1的下方，锁紧装置3安装在门板本体1上，如图7所示，锁条31布置在门板本体1的边缘处，门框2外侧墙体上与该边缘相对的位置处设有挡条24，挡条24上以及锁条31的端部均设有相互契合的导向斜面，驱动件33和传动件32安装在门板本体1的边缘处，传动件32连接在驱动件33的驱动端和锁条31之间，驱动件33用于驱动传动件32动作，以带动锁条31沿导向斜面移动至挡条24内侧，并通过挡条24提供的支撑力将门板本体1向门框2压紧。

即，本实施例中，门板本体1的上侧以及左右两侧是通过锁紧装置3的锁条31直接压紧的。而由于门洞下侧直接是地面，再设一个供锁紧装置3安装的墙面不方便设备进出，因此锁紧装置3安装在门板本体1上，是通过锁条31抵住挡条24从而反向支撑压紧的。

本实施例中，密封板11的面积略大于加强筋12的布置区域，使密封板11的四侧边缘超出加强筋12的布置区域，门板本体1的导向斜面就设置在密封板11的迎火侧表面边缘上，锁条31通过压紧密封板11实现压紧门板本体1。

如图5和图6a所示，锁条31的端部和密封板11的边缘上的导向斜面均为15°，锁条31端部的最边缘处还设有一段20°的斜面，其倾斜程度略大于导向斜面，方便锁条31端部与密封板11对接。

如图6b所示，门板本体1就位到门框2时，锁条31直线前进，20°的斜面接触密封板11边缘时，随着锁条31往前推进，实现对密封板11的初步压紧；锁条31继续往前推进，直至沿着15°的导向斜面对密封板11施加到预定的建立初始密封的预紧力为止，如图6c所示。锁条31推进过程中，任何时候都可以停机检查门板的压紧情况，如压紧位置不准确可以将锁条31退回，调整门板状态，当对正后，继续压紧。

本实施例中，传动件32为螺旋升降机，包含有连接座321以及导向座322，螺旋部分连接在连接座321上，锁条31为与螺旋升降机的螺套适配的螺杆,当螺旋升降机内部的螺套部分受驱动件33的驱动回转时，锁条31便会由导向座322导向，之后由螺旋作用向前推进。

本实施例中，经过对载荷(压力、地震等)的初步分析计算，尽可能减少锁紧点的数量，确定采用16个锁紧点。如图8所示，根据门洞周边空间进行布置，分别是左右侧各有五个锁紧点，上部有三个锁紧点，下部三个锁紧点设置在门板本体1上，采用对称布置的方式。如图所示。

上部三个锁紧点由于门板本体1需要吊装钢丝绳而无法实现连接杆同轴驱动，因此三个锁紧点各设一个电机作为驱动件33。左右两侧使用各采用一个电机作为驱动件33同时驱动五个传动件32，下部使用一个电机同时驱动三个传动件32，通过连接杆可以实现同轴的驱动。共十六个锁紧点只使用六个电机，节省了电机的使用，减少了损坏和出错的概率，也为后续锁紧操作和控制系统设计简化了控制方式和逻辑。

本实施例中，门框2的每侧均对应设有多个锁紧装置3，同一侧的各个锁紧装置3均通过连接座321安装在一块底板34上，门框2外侧的墙体上设有预埋件35，底板34可拆卸连接在预埋件35上。这种集成化设计，占用空间小，把底板34从预埋件35上拆卸下来后，可以整体取出。为了实现互换性，本实施例中均采用同一规格的螺旋升降机，可以在应急条件下迅速寻找替代产品。

实施例2

本实施例的核电站，包括快中子反应堆，以及设置在快中子反应堆外部的安全壳，还包括实施例1中的防火型设备闸门，防火型设备闸门设置在安全壳的主设备通道处，有效提高了安全壳整体的防火性能，满足快堆堆型需要的防火需求。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。