一种核动力船装卸料箱用导轨及其安装方法与流程

1.本发明属于船舶设计领域，具体涉及一种核动力船装卸料箱用导轨及其安装方法。

背景技术：

2.核动力船舶运营一定期限后，就需要更换燃料。其换料操作较为复杂，且有极高的安全要求(如防止换料时辐射物泄漏要求，安全壳结构安全性要求等)。因此目前装卸料技术采用打开船舶装卸料通道，将装卸料箱吊运落位于安全壳顶板，再开盖进行装卸料操作。
3.但装卸料箱往往具有较大自重，而船舶装卸料通道考虑到使用需求，往往只略大于装卸料箱的尺寸，吊运时极易碰撞船体结构(尤其是海上吊运作业)，导致结构破坏，因此对装卸料箱吊运精度提出了很高的要求。
4.同时吊运作业无法做到绝对安全，如考虑吊运脱钩、吊机倒塌等极低概率事件，则装卸料箱存在从上空砸向安全壳顶部导致安全壳结构破坏或导致其他船体结构破坏的风险。
5.而且船舶甲板和装卸料箱底板无法保证绝对平整，也就意味着装卸料箱直接安装于船舶甲板，在打开装卸料舱盖后，无法确保辐射物不通过缝隙泄漏。
6.因此，如何在现有吊运技术和精度的基础上，确保吊运作业不碰撞船体结构，并最大程度限制装卸料箱坠落对安全壳结构的影响，和保证装卸料作业放射性物质屏蔽都是装卸料作业关键技术之一。

技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种核动力船装卸料箱用导轨及其安装方法，使船舶可适应不同尺寸装卸料箱进行装卸料操作，避免发生吊运晃动碰撞破坏船体结构。
8.本发明的技术方案如下：一种核动力船装卸料箱用导轨，包括换料导轨，所述的换料导轨包括多个装卸料箱角隅导轨。
9.包括中间导轨。
10.所述的换料导轨的上端设有喇叭口。
11.所述的喇叭口成5～15
°
倾斜。
12.所述的换料导轨和喇叭口均连接有导轨支座。
13.所述的导轨支座焊接在永久复板上，永久复板预置在船体结构表面。
14.所述的永久复板所在区域应预设永久支座反顶加强。
15.所述的换料导轨下部设置缓冲垫。
16.所述的角隅导轨的外形匹配设装卸料箱的外形。
17.一种核动力船装卸料箱用导轨安装方法，包括如下步骤：
18.步骤1：在船舶建造阶段，预先估计装卸料范围，对可以支撑导轨的区域进行加强，并设置永久复板作为导轨支座的焊接底板；
19.步骤2：在装卸料作业前，根据基地提供的装卸料箱的实际形状和尺寸，进行导轨的布置，并设计导轨支座；
20.步骤3：将设计好的各导轨支座和换料导轨焊接于各永久复板上；
21.步骤4：制作与装卸料箱完全相同尺寸的模拟箱；
22.步骤5：使用模拟箱进行吊装试验，确保换料导轨的布置准确；
23.步骤6：将装卸料箱吊至喇叭口限定区域内；
24.步骤7：将装卸料箱吊入换料导轨限定区域内；
25.步骤8：装卸料箱落到指定位置后，予以固定；
26.步骤9：装卸料作业完成后，拆除换料导轨及导轨支座；
27.步骤10：将永久复板打磨平整，并涂装油漆防止腐蚀。
28.本发明的有益效果在于：1)本发明通过设置装卸料箱导轨，避免了箱体吊运晃动撞击船体结构；2)本发明通过设置预留垫板、筋板、衬板等为导轨的安装提供支撑和便利，并使安装作业不至破坏船体构件本身；3)本发明的导轨设计具有极高灵活度，可适应不同尺寸的装卸料箱体，使本船可适应随着年代变化技术革新后不同尺寸的装卸料箱体设计；4)本发明提供的缓冲垫安装方案可有效解决坠落冲击对安全壳的不良影响，以及甲板及箱体底板平整度问题，确保作业处于密闭环境。
附图说明
29.图1为换料箱吊运晃动示意图；
30.图2为换料箱吊运坠落示意图；
31.图3-1为本发明所提供的一种核动力船装卸料箱用导轨其中方形箱导轨布置图；
32.图3-2为本发明所提供的一种核动力船装卸料箱用导轨其中近圆形箱导轨布置图；
33.图4为导轨节点俯视图；
34.图5为复板安装示意图；
35.图6为有舱口围支座节点；
36.图7为无舱口围支座节点；
37.图8为有舱壁中间甲板支座节点；
38.图9为无舱壁中间甲板支座节点；
39.图10为导轨末端支座节点；
40.图11为无限制坠落受力图；
41.图12为有导轨坠落受力图；
42.图13为缓冲垫布放示意图；
43.图14为有缓冲垫坠落受力图；
44.图15为直接安装辐射泄漏示意图；
45.图16为缓冲垫改善辐射泄漏图。
46.图中：0反应堆舱，1船体结构，2装卸料箱，11安全壳顶甲板，14永久复板，15支座反顶加强，21吊索，31换料导轨，33喇叭口，34导轨支座，35 中间导轨，41安全壳顶甲板承受点载荷。
具体实施方式
47.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
48.如图1所示，本发明所涉区域主要为反应堆舱0，船体结构1，装卸料箱2，在吊运装卸料箱2时，不可避免会产生横向的晃动；由于通常装卸料通道仅仅略大于装卸料箱尺寸，因此晃动的箱体很可能碰撞到船体结构1；重量超过百吨的装卸料箱晃动的惯性力极可能造成船体结构的变形或破坏。
49.如图2所示，同时吊运作业无法100％避免脱钩或吊索21断裂等问题，导致装卸料箱坠落至安全壳顶甲板11，由能量守恒定律可知，该事故将产生极大的冲击力，极可能导致安全壳顶甲板11破坏，进而导致放射性物质泄漏等问题。
50.为避免或减小上述事故的严重影响，如图3所述，一种核动力船装卸料箱用导轨，包括换料导轨31，所述的换料导轨31包括4个装卸料箱角隅导轨，如图3-1所示，如装卸料箱2某边长度过大，可适当增加中间导轨35，如图3-2 所示，如装卸料箱2为近圆形，角隅导轨设置成圆弧性导轨，换料导轨31所限定区域总尺寸应略大于装卸料箱2的总尺寸20mm，以确保装卸料箱2能顺利通过导轨吊入或吊出；如装卸料箱2为长10000mm，宽10000mm，增导轨限定区域为长10020mm，宽10020mm，其他形式的装卸料箱，导轨限定区域尺寸据此类推。
51.如图6和7所示，换料导轨31的上端设有喇叭口33，喇叭口成5～15
°
倾斜，长度不小于100mm，喇叭口33的作用是便于吊运作业，确保装卸料箱2能顺利卡入换料导轨31内。换料导轨31和喇叭口33均连接有导轨支座34，用于固定换料导轨31并提供充分的支撑力；喇叭口33的导轨支座34形式如图6，图7 所示(其中图6为有舱口围13的节点，图7为露天甲板10上无舱口围的节点)；中间甲板的导轨支座34形式如图8，9所示；换料导轨31末端(即临近安全壳顶甲板11处)的导轨支座形式如图10所示，换料导轨31末端不必与安全壳顶甲板11直接连接。
52.导轨支座34为导轨提供充分的支撑力，并限制其位移；其为在装卸料作业前，根据装卸料箱的实际尺寸确定支座的尺寸和形式，焊接于船体结构1(包括甲板、舱壁、围板、筋板等)上；由于在装卸料完成后该支座结构及导轨都将拆除，为避免拆除造成船体结构1的破坏，在船体结构1表面预置永久复板14 用于支撑和焊接导轨支座34，永久复板如图5所示。永久复板14所在区域应预设永久支座反顶加强15，以供导轨支座34设计参考。
53.无导轨时，坠落事故工况会造成安全壳顶甲板承受点载荷41，如图11所示；有导轨时，装卸料箱坠落方式得到限定；但由于安全壳顶甲板11通常为钢板，并由肋板等支撑，其无法保证绝对平整，会呈现波浪状的公差，因此，安全壳顶甲板11仍然无法均匀受力，如图12所示；为最大程度降低安全壳顶甲板11 破坏风险，如图13所示，换料导轨31下部可设置缓冲垫32(缓冲垫材质可为橡胶等高弹性聚合物材料，厚度不小于甲板平整度的5倍)，在设置缓冲垫32 后，安全壳顶甲板11所承受的载荷趋近于均布载荷42，如图14所示。
54.同时由于安全壳顶甲板11以及装卸料箱2底板无法保证绝对平整，两者之间的接触面存在间隙，在装卸料作业，换料通道打开时，放射性物质将从间隙中泄漏至外部环境，如图15，泄漏路径43所示。
55.在设置缓冲垫后，被装卸料箱2压紧的缓冲垫将填充装卸料箱2与安全壳顶甲板11之间的缝隙，隔绝放射物泄漏。
56.一种核动力船装卸料箱用导轨安装方法，包括如下步骤：
57.步骤1：在船舶建造阶段，预先估计装卸料范围，对可以支撑导轨的区域进行加强(如结构尺寸加大、设置支座反顶支撑15)，并设置永久复板14作为导轨支座34的焊接底板，用于为后续的支座设计和安装提供依据。
58.步骤2：在装卸料作业前，根据基地提供的装卸料箱2的实际形状和尺寸，进行导轨31的布置，并设计导轨支座34；
59.步骤3：将设计好的各导轨支座34和换料导轨31焊接于各永久复板14上。
60.步骤4：制作与装卸料箱2完全相同尺寸的模拟箱(模拟箱可以为木质箱体)。
61.步骤5：使用模拟箱进行吊装试验，确保换料导轨31的布置准确。
62.步骤6：将装卸料箱2吊至喇叭口33限定区域内。
63.步骤7：将装卸料箱2吊入换料导轨31限定区域内。
64.步骤8：装卸料箱2落到指定位置后，采取必要手段予以固定(不限于绑扎、锚定等手段)。
65.步骤9：装卸料作业完成后，拆除换料导轨31及导轨支座34；
66.步骤10：将永久复板14打磨平整，并涂装油漆防止腐蚀。

技术特征：

1.一种核动力船装卸料箱用导轨，其特征在于：包括换料导轨，所述的换料导轨包括多个装卸料箱角隅导轨。2.如权利要求1所述的一种核动力船装卸料箱用导轨，其特征在于：包括中间导轨。3.如权利要求1所述的一种核动力船装卸料箱用导轨，其特征在于：所述的换料导轨的上端设有喇叭口。4.如权利要求3所述的一种核动力船装卸料箱用导轨，其特征在于：所述的喇叭口成5～15
°
倾斜。5.如权利要求3所述的一种核动力船装卸料箱用导轨，其特征在于：所述的换料导轨和喇叭口均连接有导轨支座。6.如权利要求5所述的一种核动力船装卸料箱用导轨，其特征在于：所述的导轨支座焊接在永久复板上，永久复板预置在船体结构表面。7.如权利要求5所述的一种核动力船装卸料箱用导轨，其特征在于：所述的永久复板所在区域应预设永久支座反顶加强。8.如权利要求1所述的一种核动力船装卸料箱用导轨，其特征在于：所述的换料导轨下部设置缓冲垫。9.如权利要求1所述的一种核动力船装卸料箱用导轨，其特征在于：所述的角隅导轨的外形匹配设装卸料箱的外形。10.一种核动力船装卸料箱用导轨安装方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：在船舶建造阶段，预先估计装卸料范围，对可以支撑导轨的区域进行加强，并设置永久复板作为导轨支座的焊接底板；步骤2：在装卸料作业前，根据基地提供的装卸料箱的实际形状和尺寸，进行导轨的布置，并设计导轨支座；步骤3：将设计好的各导轨支座和换料导轨焊接于各永久复板上；步骤4：制作与装卸料箱完全相同尺寸的模拟箱；步骤5：使用模拟箱进行吊装试验，确保换料导轨的布置准确；步骤6：将装卸料箱吊至喇叭口限定区域内；步骤7：将装卸料箱吊入换料导轨限定区域内；步骤8：装卸料箱落到指定位置后，予以固定；步骤9：装卸料作业完成后，拆除换料导轨及导轨支座；步骤10：将永久复板打磨平整，并涂装油漆防止腐蚀。

技术总结

本发明属于船舶设计领域，具体涉及一种核动力船装卸料箱用导轨及其安装方法。包括换料导轨，所述的换料导轨包括多个装卸料箱角隅导轨。本发明的有益效果在于：1)本发明通过设置装卸料箱导轨，避免了箱体吊运晃动撞击船体结构；2)本发明通过设置预留垫板、筋板、衬板等为导轨的安装提供支撑和便利，并使安装作业不至破坏船体构件本身；3)本发明的导轨设计具有极高灵活度，可适应不同尺寸的装卸料箱体，使本船可适应随着年代变化技术革新后不同尺寸的装卸料箱体设计；4)本发明提供的缓冲垫安装方案可有效解决坠落冲击对安全壳的不良影响，以及甲板及箱体底板平整度问题，确保作业处于密闭环境。闭环境。闭环境。