一种适用于海洋核动力平台设备的缓冲基座的制作方法

本发明涉及缓冲装置，具体地指一种适用于海洋核动力平台设备的缓冲基座。

背景技术：

海洋核动力平台是船舶工程与小型核反应堆的有机结合，是海上的移动核电站，可以满足海上用电需求，比如海上石油开采、大功率船舶、岛屿开发、海水淡化等，为其提供清洁、高效的能源供给。虽然核能的应用能减轻环境污染，但是也存在着很大的安全隐患。与陆地核电站不同，船舶在风浪中航行时，由于船舶运动会产生很大的惯性力，将直接影响核动力平台核安全设备运行环境，严重地将导致环境污染。基于此，有必要研究一种缓冲基座，保证核安全设备在惯性力的作用下能够安全运行。

技术实现要素：

本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种适用于海洋核动力平台设备的缓冲基座，该缓冲基座能够减轻由于船舶运动产生的惯性力对核动力平台核安全设备产生的影响，吸收冲击带来的能量，保证核安全设备平稳的运行环境。

实现本发明目的采用的技术方案是一种适用于海洋核动力平台设备的缓冲基座，其包括缓冲模块，所述缓冲模块包括基座面板及其支撑结构、固定式刚性底座和缓冲机构，所述基座面板及其支撑结构包括基座面板、主支撑柱、多个t型材和底部圆形压板，所述t型材包括呈圆弧状的t型材面板和t型材腹板，所述t型材腹板的一端与t型材面板的中心连接构成t形结构，另一端与所述主支撑柱连接，所述多个t型材均匀对称地围绕主支撑柱呈周向排列；所述主支撑柱、t型材腹板和t型材面板的顶面均与基座面板连接；所述底部圆形压板为开有通孔的板，所述t型材的底面与底部圆形压板连接，所述主支撑柱通过通孔穿过底部圆形压板，其底面通过缓冲机构与固定式刚性底座连接。

在上述技术方案中，相邻两个t型材面板之间设有水平扇形板。

进一步地，上述缓冲基座还包括开有通孔的水平圆形底板，所述主支撑柱通过通孔穿过水平圆形底板，其底面通过第一缓冲弹簧与固定式刚性底座连接；所述水平圆形底板与底部圆形压板之间设有水平氟橡胶层，所述水平氟橡胶层由多个氟橡胶和垫片依次交替层叠而成。

在上述技术方案中，所述垫片的通孔直径小于氟橡胶通孔的直径，垫片的外圆直径大于氟橡胶的外圆直径。

进一步地，上述缓冲基座还包括第一围壁和竖直氟橡胶块，所述第一围壁围绕在支撑机构和缓冲机构的外部，第一围壁的外侧设有加强筋，第一围壁的内侧设置有用于固定竖直氟橡胶块的竖直方向卡扣和水平方向卡扣；所述竖直氟橡胶块设于t型材面板的外侧面与所述第一围壁的内侧面之间。

在上述技术方案中，所述固定式刚性底座包括水平底板结构，所述水平底板结构包括水平底板和水平顶板，所述水平底板和水平顶板之间设有纵横交错的筋板。

在上述技术方案中，所述水平圆形底板与水平底板之间设有圆弧形大肘板。

在上述技术方案中，所述主支撑柱的底面设有主支撑柱圆形压板，主支撑柱圆形压板通过缓冲弹簧连接在水平底板上；所述缓冲弹簧外部围绕有第二围壁，缓冲弹簧与第二围壁之间充满润滑油。

在上述技术方案中，所述第一围壁的底端与水平顶板之间为圆弧过渡连接。

进一步地，上述缓冲基座还包括辅助支撑柱，所述辅助支撑柱的顶面与基座面板连接，底面连接有辅助支撑柱圆形压板，辅助支撑柱圆形压板通过缓冲弹簧与水平顶板连接。

本发明具有以下优点：首先，本发明设有多层缓冲结构来降低惯性力对设备的影响，在竖直方向，通过主支撑柱及其底端的缓冲弹簧实现缓冲，同时，t型材通过底部圆形压板将力传递给水平氟橡胶层实现缓冲，此外，辅助支撑柱及其底端的缓冲弹簧也有助于实现缓冲；在水平方向，通过竖直氟橡胶块降低了水平惯性力对设备的影响；其次，本发明为设有缓冲模块的柔性基座，通过主支撑柱外连接的多根周向排列的t型材传递惯性力，然后通过底部圆形压板均匀地分散给缓冲机构，增大了作用面积，传力均匀，保证了设备平稳的运行环境，该结构性形式新颖，有别于现有普通的刚性基座。

附图说明

图1是本发明适用于海洋核动力平台设备的缓冲基座的主视图。

图2是本发明适用于海洋核动力平台设备的缓冲基座的立体图。

图3是本发明中单个缓冲机构的结构示意图。

图4是图3中b-b向剖示示意图。

图5是本发明中单个缓冲机构的纵剖面示意图。

图6是图5中a-a向剖示示意图。

图7是图5中b-b向剖示示意图。

图8是t型材与周围部件的局部连接示意图。

图9是本发明的辅助支撑柱的结构示意图。

图10是图9中c-c向剖示示意图。

图11是本发明的固定式刚性底座剖面示意图。

图12是图10中d-d向剖示示意图。

图中标号：1-缓冲模块，2-缓冲模块，3-缓冲模块，4-连接肘板，5-基座面板及其支撑结构，6-缓冲机构，7-固定式刚性底座，8-基座面板，9-螺栓孔，10-t型材，10.1-t型材腹板，10.2-t型材面板(10.2.1-t型材面板内侧，10.2.2-t型材面板外侧)，11-主支撑柱，12-辅助支撑柱，13-水平扇形板，14-底部圆形压板，15-竖直氟橡胶块，15.1-竖直氟橡胶块内侧，15.2-竖直氟橡胶块外侧，16-主支撑柱圆形压板，17-辅助支撑柱圆形压板，18-水平氟橡胶层，19-缓冲弹簧，20-氟橡胶，21-垫片，22-圆筒形围壁结构，23-水平底板结构，24-水平方向卡扣，25-竖直方向卡扣，26-第一围壁，26.1-第一围壁内侧，27-垂直加强筋，28-水平顶板，29-水平圆形底板，30-筋板，31-水平底板，32-圆弧形大肘板，33-第二围壁，34-润滑油。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1、2所示，本发明提供一种适用于海洋核动力平台设备的缓冲基座，包括缓冲模块，缓冲模块的数量根据实际需要选择，本实施例以三组缓冲模块为例进行说明，三组缓冲模块(1、2、3)共同承担惯性载荷，相邻缓冲模块之间通过连接肘板4进行连接，从而增强整个结构的强度，保证基座的安全性。每个缓冲模块主要由基座面板及其支撑结构5、固定式刚性底座7和缓冲机构6组成，如图3、4所示，下面对各个部件的结构及其位置和连接关系分别进行说明。

基座面板及其支撑结构5是整个缓冲基座的传力结构，功能是将核安全设备由于船舶运动产生的惯性力传递给缓冲机构6。基座面板及其支撑结构5构成统一的活动整体，基座面板及其支撑结构5包括基座面板8，基座面板8是一块连续板，连接三组缓冲模块(1、2、3)，基座面板8上开有螺栓孔9，方便核安全设备底座与整个基座连接，如图5-10所示，支撑结构包括多个t型材10、主支撑柱11、辅助支撑柱12、水平扇形板13、底部圆形压板14，其中，t型材10包括t型材面板10.2(呈圆弧状的顶部)和t型材腹板10.1，t型材腹板10.1的一端与t型材面板10.2的中心连接构成t形结构，另一端与主支撑柱11连接，多个t型材10均匀对称地围绕主支撑柱11呈周向排列，本实施例以八个t型材10为例进行说明，如图7所示，为了均匀地承担载荷，八个t型材10均匀对称地围绕主支撑柱11呈周向排列，相邻两个t型材腹板10.1中心线的角度为45度。t型材10(包括t型材腹板10.1和t型材面板10.2)和主支撑柱11的顶面均与基座面板8连接成一整体，承受来自核安全设备的惯性载荷，起传递载荷的作用。相邻两个t型材面板10.2之间设有水平扇形板13，水平扇形板13位于t型材10高度的一半，可以实现上下对称，在竖直方向补强支撑结构。水平扇形板13同样围绕主支撑柱11呈圆周排列，分别与主支撑柱11、t型材腹板10.1和t型材面板内侧10.2.1连接，用于增加整个支撑结构的刚度。底部圆形压板14为开有通孔的板，八个t型材10的底面与底部圆形压板14连接，主支撑柱11通过通孔穿过底部圆形压板14，主支撑柱11与通孔的连接处焊接，底部圆形压板14用于接收来自t型材10和主支撑柱11传递过来的惯性力。底部圆形压板14的半径大于中间水平扇形板13的半径，略小于t型材面板外侧10.2.2的圆弧半径。主支撑柱11底端面设有主支撑柱圆形压板16，主支撑柱圆形压板16的半径大于主支撑柱11的半径。辅助支撑柱12可以根据需要选择多个，对称地位于主支撑柱11的旁侧，其顶面与基座面板8连接，底端面设有辅助支撑柱圆形压板17，辅助支撑柱圆形压板的半径大于辅助支撑柱12的半径。

缓冲机构6是整个缓冲基座的核心部分，底部圆形压板14将惯性力均匀地分摊到缓冲机构6上，缓冲机构6吸收瞬间冲击带来的能量，减小惯性力对核安全设备的影响。缓冲机构6由竖直氟橡胶块15、水平氟橡胶层18和缓冲弹簧19组成，缓冲材料选用氟橡胶，氟橡胶具有卓越的耐热性、耐油性和耐腐蚀性，适用于缓冲过程由于摩擦所产生的高温环境。t型材面板10.2呈圆弧状，便于与竖直氟橡胶块15紧密贴合。竖直氟橡胶块15沿t型材10的外围呈周向均匀分布，竖直氟橡胶块内侧15.1和竖直氟橡胶块外侧15.2均为圆弧形曲面，竖直氟橡胶块内侧15.1的曲率与t型材面板外侧10.2.2的圆弧面曲率相同，以保证两者紧密贴合，为了保证良好的缓冲效果，竖直氟橡胶块15的范围要大于t型材面板10.2的范围。整个竖直氟橡胶块15作用有两个方面，其一吸收水平惯性力带来的冲击能量；其二，在竖直方向运动时，增加摩擦力，削弱竖直方向惯性力，延长缓冲时间。水平氟橡胶层18由氟橡胶20和垫片21组成，氟橡胶20和垫片21都呈环状，且中心孔的直径均大于主支撑柱11的直径，氟橡胶20中心孔的直径大于垫片21中心孔的直径。垫片21的直径略小于底部圆形压板14的直径，略大于氟橡胶20的直径。主支撑柱圆形压板16和辅助支撑柱圆形压板17与固定式刚性底座7之间分别设有缓冲弹簧19，缓冲弹簧19分别用于承受主支撑柱11和辅助支撑柱12带来的惯性力。

如图5、6、11和12所示，固定式刚性底座7是整个缓冲基座的支撑结构，由圆筒形围壁结构22和水平底板结构23组成，其中，圆筒形围壁结构22包括第一围壁26以及设于第一围壁外侧的加强筋27，第一围壁26为圆筒形结构，第一围壁内侧26.1的内径与竖直氟橡胶块外侧15.2曲面半径相同，两者贴合。在第一围壁内侧26.1设置竖直方向卡扣25和水平方向卡扣24，如图8所示，竖直方向卡扣25用于限制固定竖直氟橡胶块15在圆周方向的位移，水平方向卡扣24用于限制竖直氟橡胶块15在上下方向的位移，在缓冲过程中，两个卡扣能够起到固定竖直氟橡胶块15的作用。氟橡胶20最终坐落在第一围壁26内部的水平圆形底板29上，水平圆形底板29的中部开孔以便主支撑柱11穿过，水平圆形底板29的四周与第一围壁26连接。水平底板结构23包括水平底板31和水平顶板28，水平底板31和水平顶板28之间设有纵横交错的筋板30。在水平圆形底板29与水平底板31之间设置圆弧形大肘板32，圆弧形大肘板32支撑整个底板及上部结构。缓冲弹簧19固定在刚性底座7上，在缓冲弹簧19的四周设置有第二围壁33，第二围壁33的内径大于支撑柱最下端的主支撑柱圆形压板17以及辅助支撑柱圆形压板18的直径。在缓冲弹簧19与第二围壁33之间充满润滑油34，降低缓冲弹簧19的损耗。第一围壁26与水平顶板28之间采用圆弧过渡，降低焊接引起的应力集中。

海洋核动力平台设备安装在本发明缓冲基座的基座面板上，本发明缓冲基座实现对海洋核动力平台设备的缓冲，以及减轻惯性力的过程如下：

船舶在航行过程中，当产生竖直向下的惯性力时，基座面板及其支撑结构5向下运动，大部分惯性力通过基座面板8传递给t型材10和主支撑柱11，然后通过t型材底部的底部圆形压板14将惯性力均匀地传递给水平氟橡胶层18，水平氟橡胶层18中的氟橡胶20压缩，吸收惯性力带来的冲击能量。与此同时，主支撑柱圆形压板16压缩缓冲弹簧19，将冲击能量转化为弹簧的弹性势能，存储在弹簧单元中。整个过程中，竖直氟橡胶块15通过与t型材面板10.2摩擦，提供竖直向上的摩擦力，削弱惯性力的大小，延长缓冲时间。当产生水平方向的惯性力时，t型材面板10.2压缩竖直氟橡胶块15，固定式刚性底座的第一围壁26为其提供支撑，加强筋27补强第一围壁26。另外，小部分惯性力通过辅助支撑柱圆形压板17压缩缓冲弹簧19，进一步起到缓冲的作用。

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