人员闸门（精选四篇）
人员闸门 篇1
一、结构简述
人员闸门主要由门框、门板、锁紧机构和铰链机构等组成。人员闸门的门框由通道钢板、密封钢板和槽钢焊接而成。门框预埋在土建结构中, 土建预埋插筋与门框上槽钢和通道钢板焊接。人员闸门的门板用钢板和槽钢制作。门板通过铰链机构与门框连接在一起, 门板以铰链轴为中心旋转开启, 铰链轴支架通过M16 螺栓固定于门板。锁紧机构四周各对称分布四个锁紧支架, 锁紧支架通过M16 螺栓与门板连接, 旋转手轮带动锁紧栓平移, 实现门的密封锁紧。
二、材料特性
人员闸门主体材料选用20 和Q235 - B, 锁紧机构材料主要选用022Cr17Ni12Mo2, 材料的主要参数参考文献[1~4]。
三、载荷和规范要求
( 一) 载荷。自重: 设备自重 ( DW) 为1, 800kg。重力加速度为9. 81m/s2。压力: 设计压力及事故工况下的压力 ( DP) 为15k Pa。地震载荷:根据安装位置, 选取某工程NX厂房+5.000m标高、阻尼比为2%的SL-1与SL-2楼层反应谱。
( 二) 应满足的规范。该设备的安全等级为SC, 质保等级为QA2。抗震类别1I类, 即要求设备在SL - 2 地震作用下保持完整性。
1. 人员闸门应满足的规范。本文根据GB / T 16702 -1996规范[5]的C3300对人员闸门承压部件结构应力进行评定, 且因试验压力小于设计压力的1.5倍, 可不对试验压力下的应力进行评定。表1列出准则和相应的应力限值。其中σm为总体薄膜应力、σm (σl) +σb为薄膜和弯曲应力、S为基本许用应力。
2. 板壳型支承件的应力评定限值。根据GB - T16702 规范H3320, 板壳型支撑件的应力限值见表2。
四、应力分析及结果评定
( 一) 应力分析。选用shell63 单元对模型进行网格划分, 整个模型共22, 740 个单元。在预埋于土建结构中的门框的槽钢处施加UX = UY = UZ = RX = RY = RZ = 0 的约束条件。门框与门板连接的螺栓处采用耦合进行模拟。锁紧机构、铰链机构、手轮等非结构构件根据其实际位置和质量采用MASS21 单元模拟。简化后模型的总质量为1, 770kg。
( 二) 计算结果及评定。
1.人员闸门应力评定。在计算地震作用时, 需先对结构进行模态分析进而进行地震载荷下的分析。根据模态分析结果, 此结构的第一阶固有频率为93.075Hz, 大于零周期加速度33Hz, 故可采用等效静力法计算地震作用。
经计算, 门框在正常、异常和事故工况下的最大薄膜应力和最大薄膜加弯曲应力分别为1.68和7.29MPa, 2.81和9.83MPa, 3.97和13.73MPa;门板则分别为1.14和2.73MPa, 4.24和9.80MPa, 8.25和18.70Mpa。锁紧支架在异常和事故工况下的最大薄膜应力和最大薄膜加弯曲应力分别为2.12和11.34MPa, 4.03和15.61MPa;铰链轴支架则分别为12.93和16.38MPa, 16.81和21.25Mpa。
评定结果表明, 最大应力出现在铰链轴支架的筋板处, 应力比为0.14。各组件应力均满足规范要求。
2.焊缝应力评定。结构中焊缝大部分为全焊透焊缝, 部分为角焊缝。角焊缝有效高度不小于连接件厚度的0.7倍。根据应力评定结果, 应力比均小于0.7, 所以焊缝满足强度要求, 不再做单独校核。
五、结语
通过建立人员闸门的整体有限元模型, 应用ANSYS程序对人员闸门进行力学分析, 人员闸门的门框、门板、焊缝及其连接件在所承受载荷条件下, 应力均满足GB-T 16702规范的相关要求。
参考文献
[1]全国钢标准化技术委员会.GB/T 706-2008热轧型钢[S].北京:中国标准出版社, 2009
[2]全国钢标准化技术委员会.GB/T 699-1999优质碳素结构钢[S].北京:中国标准出版社, 2000
[3]全国钢标准化技术委员会.GB/T 700-2006碳素结构钢[S].北京:中国标准出版社, 2007
[4]全国钢标准化技术委员会.GB/T 1220-2007不锈钢棒[S].北京:中国标准出版社, 2007
核电站人员闸门用O形密封圈研究 篇2
安全壳人员闸门属于核电站安全壳系统, 作为安全壳压力边界的组成部分, 在反应堆正常运行工况及异常运行工况期间, 能保证结构完整性和密封性;在事故工况时能确保安全壳压力边界该部位的密封性。安全壳人员闸门是安全壳的一部分, 与安全壳同时作为放射性物质泄漏的屏障, 也是安全壳在事故工况下的最后一道安全屏障。安全壳人员闸门的密封性主要通过双道O形密封圈来实现的。
本文以人员闸门O形密封圈为研究对象, 并对其进行寿命期内可能遇到的各种工况老化模拟试验, 根据试验后的性能参数对比, 确定最合适的密封圈材料。
1 密封圈性能要求
本文以某核电机组人员闸门为研究对象, 其在寿命期内环境参数要求如表1、表2所示。
LOCA工况如图1所示。
结合目前工程上常用胶种, 初步选取纯三元乙丙橡胶、稀土改性三元乙丙橡胶、硅氧烷改性三元乙丙橡胶、硅氧烷稀土改性三元乙丙橡胶、硅橡胶、稀土改性硅橡胶、中苯基硅橡胶、稀土改性丁苯橡胶及稀土改性天然橡胶作为备选材料, 进行后续试验, 共计66种配方。
2 模拟老化试验
2.1 辐照老化试验
根据表2中人员闸门O形密封圈的耐辐照要求, 将初步筛选的66种配方材料送入辐照站进行辐照老化试验。
经过试验, 橡胶分子基团中凡氢含量与轻水中氢含量相当的材料耐辐照均优。硅橡胶及苯基硅橡胶经辐照后龟裂变脆, 部分硅橡胶及稀土改性硅橡胶已发生脆裂现象;其余不同种类硅橡胶均有不同程度发脆或龟裂现象;三元乙丙橡胶等部分橡胶表面未发生变化。辐照后不同种类O形圈材料检测其物理性能保持率, 得到结果见图2。
说明:A为稀土改性三元乙丙橡胶;B为硅氧烷稀土改性三元乙丙橡胶;C为纯三元乙丙橡胶;D为硅氧烷改性三元乙丙橡胶;E为中苯基橡胶;F为稀土改性丁苯橡胶;G为稀土改性天然橡胶。
对照上面辐照后结果, 大部分稀土改性三元乙丙橡胶及稀土改性丁苯橡胶的2项性能 (拉伸强度、拉断伸长率) 均在80%以上。根据Arrhenius公式 (GB/T 20028-2005) 规定, 橡胶老化后物理性能变化50%为临界值 (即大于50%为可用状态) ;大于80%为理想状态。但考虑到丁苯橡胶的耐氧老化性能很差, 因此人员闸门O形密封圈的理想材料确定为稀土改性三元乙丙橡胶, 并取其中性能最好配方的稀土改性三元乙丙橡胶暂定为O形密封圈材料做后续试验。
2.2 热老化试验
根据表1人员闸门O形密封圈的温度要求, 将稀土改性三元乙丙橡胶在热老化炉内进行热老化试验后, 通过性能参数对比, 经过热老化后的稀土改性三元乙丙橡胶的主要物理性能 (拉伸强度、拉断伸长率) 都比老化前有所增加。热老化后稀土改性三元乙丙橡胶的物理性能保持率见表3。
试验结果表明, 热老化后, 稀土改性三元乙丙橡胶的拉伸强度和拉断伸长率都有较大幅度的提高。老化试验的过程, 既是一个受热老化的过程, 也是一个继续硫化的过程, 即橡胶大分子继续交联的过程。当拉断强度和拉断伸长率都是正值时, 一般认为在硫化橡胶时没有达到正硫点, 若继续硫化, 则老化试验前的拉伸强度和拉断伸长率会有所增加。但无论是欠硫还是达到了正硫点, 试验结果都说明三元乙丙橡胶的耐热老化性能是非常优良的。
2.3 LOCA工况老化
将长度按比例缩小的密封圈安装在试验工装内, 模拟人员闸门在关闭时, 密封圈被压缩的实际情况。将装有密封圈的工装放入LOCA炉内进行老化试验, LOCA工况老化持续1a, 炉内的温度及压力变化与图1中的曲线吻合。LOCA试验工装简图如图3, 主要LOCA设备如图4所示。
LOCA工况老化试验后, 对试验件进行物理性能检测, 检测结果见表4。
试验结果表明, 在如此严苛的环境条件下, 稀土改性三元乙丙橡胶的性能除了硬度稍有增加外, 其余主要力学性能均有小幅增加, 满足人员闸门密封性能需求。
3 结论
人员闸门 篇3
福岛核电事故发生以来, 国内外对核电技术提出了更高的要求。AP1000核电技术是目前国际上最为先进的三代核电技术之一, 也是我国以后核电所采用的主要技术之一。设备闸门和维修闸门作为进出核岛的唯一通道, 其重要性不言而喻。本文以浙江三门核电设备闸门和维修闸门起升装置为例, 介绍此种起升装置的主要设计要点。
1 设备的主要参数
起重量为12.2 t (最大危险载荷 (MCL) , 即临界载荷按12.2 t) 。起升高度为5.4 m, 主起升速度为0~0.64 m/min。电源为三相交流, 400 V, 50 Hz。设备重量为3965 kg (设备限重) 。与建筑物间隙 (CMAA70) :最高点的垂直间隙不小于3 in (76mm) , 最低物体水平间隙不小于2 in (51mm) ;设计寿命为60 a, 允许电气元件和某些易损机械零部件按要求更换。
2 设备的分级
设备分级:C (承载部件) , D (其余部件) 。设备安全分级:SC-3级 (承载部件) , 非核级 (其余部件) 。抗震类别:Ⅰ (承载部件) , Ⅱ (其余部件) 。D-RAP等级:NA。设备工作级别:CMAA C级。
3 设备的主要构成
如图1所示, 该设备主要有起升机构、小车钢结构和电气设备等组成。
3.1 起升机构
起升机构部分包含电动机、减速器、制动器、力矩限制器、卷筒组、滑轮组、平衡臂、吊钩叉、钢丝绳、手动驱动装置等组成。
起升机构采用单卷筒缠绕系统, 设有多重保护装置, 其具有单一保护功能, 符合NUREG-0554规定, 并且满足ASME NOG-1, 章节5121的要求。其具体功能如下:
1.手动驱动机构2.电动机3.限位开关4.力矩限制器5.减速机6.工作制动器7.钢丝绳8.吊钩叉9.滑轮系统10.安全制动器11.组合编码器12.卷筒组13.小车架14.电气柜
1) 电动机。电动机采用鼠笼式变频电机, F级绝缘, 内含加热器、超速开关、编码器、温度传感器, 可满载连续运行30 min。
2) 制动系统。在减速机高速轴端安装有一个工作制动器;在卷筒端安装有一个安全制动器。正常工作时, 安全制动器略延时于工作制动器动作, 延时时间由电气设定, 这样既能有效地保证制动载荷, 又能减少因制动过猛而产生强烈的冲击。当出现下列任意状况之一时, 工作制动器和安全制动器将同时动作:传动链失效或不连续, 钢丝绳断裂或失衡, 起升系统超载或超速, 重锤限位开关或断轴监测开关动作等。
制动器具有闸瓦间隙自动补偿装置和松闸指示开关, 还具有手动释放手柄和联锁开关。制动器均采用电力控制的电磁盘式制动器。
3) 钢丝绳卷绕系统。采用具有单一保护功能的交叉缠绕, 满足ASME NOG-1, 章节5420 (a) , 5421.1 (a) , 以及5423.1 (a) 的要求。两根钢丝绳的一端分别固定在卷筒的两端, 另一端分别固定在平衡臂的两端。采用交叉缠绕的形式, 保证单根绳断裂之后另一根绳能够独自承担全部的起升载荷并不发生偏斜。
钢丝绳满足最大临界载荷下安全系数不小于10, 事故状态下安全系数不小于2.5。
4) 手动驱动装置。起升机构设有手动驱动装置, 在断电事故下, 将载荷安全地提升和下放。在手动驱动装置存放架上安装有一个限位开关, 实现手、电的联锁保护。手动驱动装置可保证在制动器闸瓦全部打开时, 能支持住载荷, 防止失控。
5) 卷筒组。卷筒组的设计满足CMAA 70章4.6节中的要求, 减速器和卷筒组之间通过卷筒联轴器相连, 具有很好的调心能力。卷筒采用焊接卷筒, 钢丝绳相对于卷筒或滑轮的最大偏角不超过3.5°。
在卷筒两端安装有带有内半圆形的防止零部件故障和轴断裂的断轴支撑装置, 把事故状态时的下沉限制在较小的尺寸内, 避免卷筒从控制系统和制动系统中脱开。在卷筒上安装有杠杆式钢丝绳叠绕报警装置, 满足ASME NOG-1章节6446.1。
3.2 小车钢结构
小车侧面设有栏杆, 栏杆下设有100mm高的围板。小车架采用结构钢制造, 主要受力件材质选用ASTM A516GR70。小车架起升机构基座进行焊接后的整体机加工确保电动机、制动器和减速器的传动安装精度。
该起升装置的结构材料选用符合AMSE NOG-1中表4211-1的要求, 承重材料符合AMSE NOG-1中4212章节的断裂韧性标准, 主要受力构件采用ASTM A516 GR70钢板, 其他非承载受力件采用ASTM A36。
主要承载零件如轴、销轴、滑轮等, 其材料均作冲击韧性试验和无损检测。除非西屋特别批准, 否则该起升装置的零部件中不能含有铝及其化合物、锌、水银、特氟龙 (PTFE) 、卤化物 (氯化物或者氟化物) 、聚氯乙烯 (PVC) 绝缘或者外露的矿物绝缘。
紧固材料均应满足AMSE NOG-1中4220章节的要求。
4 设备的其它安全保护装置
为保证闸门起升装置安全、平稳的工作, 机构设置了多种安全保护装置:1) 起升系统卷筒轴上设置有一套旋转行程限位开关, 用来监察吊钩行程的上、下停止位置。当吊钩在上升或下降到达行程减速、停止位置和超行程时能输出信号以便控制起升电动机减速和停止, 切断电动机的控制电源。2) 起升系统在吊钩行程的上极限位置设有一个重锤限位开关, 用于吊钩在上升到达行程极限位置时切断电动机的动力电源。3) 设有监测钢丝绳叠绕的限位开关, 以检测钢丝绳在卷筒上的错绕现象发生。钢丝绳发生叠绕时, 发出报警信号, 并切断起升机构电源。4) 设有监察平衡臂工作状况的限位开关, 当故障发生时, 限位开关动作, 以启动故障保护系统。5) 在起升系统的电动机上设有超速保护装置, 保证在发生事故时, 能制止吊钩的下滑。6) 起升系统的电动机设有温度检测装置, 避免电动机过热。7) 在起升系统的卷筒下面均设有断轴保护装置, 防止卷筒组在断轴情况下跌落而产生更大的冲击, 并设有监测开关。8) 设置传动链检测装置, 起升机构在电机与卷筒轴分别设置编码器以探测电机与卷筒之间传动链的完整性。当起升传动链损坏时, 控制系统根据两个编码器的异常信号做出判断, 以切断电源。
各安全保护装置对各个部件的工作状态进行实时监控, 起升机构内的任何主要部件发生故障, 安全装置均能提供报警信号。该机构所用的安全装置工作原理简单、拆装方便, 易于生产制造和日常维护。
5 结论
本文以浙江三门核电设备闸门和维修闸门起升装置为例, 介绍了核电站内该中起重设备的主要组成、功能特点及各部分的设计要点, 对国内同类产品的设计具有一定的参考价值。
参考文献
[1]Rules for Construction of Overhead and Gantry Cranes (Top Running Bridge, Multiple Girder) :ASME NOG-1-2004[S].
[2]核电厂专用起重机设计准则:EJT 801-1993[S].
[3]起重机设计规范:GB/T3811-2008[S].
管好总闸门 篇4
为了实现医疗保险基金收支平衡、略有结余，确保制度稳健运行和可持续发展，我国在医疗保险的制度安排和政策设计上，首先把门诊与住院分开，明确统筹基金和个人账户基金各自的功能和支付范围。在统筹基金支付方面，设置了诸如“起付线”、不同报销比例、“封顶线”等“闸门”。在经办管理上，设置了“三个目录”、“两个定点”和医疗费用结算支付办法(习惯上称为“三二一”)进行管理，等等。实践证明，这些“闸门”的设置是必要的、有效的。在一系列“闸门”中，医疗保险费用的支付制度便是“总闸门”。
国际的经验和我们的实践都一再表明，管住管好这个“总闸门”，就能掌握主动权，就能较好地掌控基金的流向、流速和流量，就能较好地发挥对医疗服务提供方的监督管理和制约作用，就能在一定程度上抑制价格虚高，就能促进医疗、医药单位自觉加强管理、降低成本、提高效率，就能使参保者获得性价比较高的医疗服务。
从我国十几年医疗保险制度改革的实践来看，要管好费用支付制度这个“总闸门”，有四个环节必须予以强化和把握：一是在制度政策上，要坚持“保基本，强基层”，统筹兼顾医、患、保三方利益。二是要让医疗保险经办机构参与讨论医疗、医药价格问题，使之形成合理的价格形成机制，不能让医疗保险经办机构只“埋单”，不问(无权过问)其提供的服务质量和价格。三是建立健全医疗保险经办机构(当然要有相关的专业人士为基础、后盾)与医疗服务提供方的谈判机制，在不断“博弈”中，寻求到一个三方共赢的利益结合点。四是医疗保险经办机构要在继续扩大、巩固参保覆盖面、加强基金征缴、强化管理、改善服务的同时，进一步深化自身改革、真正走法人化、专业化、职业化的路子，以增强管好“总闸门”的内生动力、团购能力和谈判能力以及对医疗服务提供方的监督管理与制约能力，促其主动改进管理、降低成本、提高效率。