EJ T 1108-2001 密封箱室设计原则.pdf
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1、ICS 13.340 F 79 J 中华人民共和国核行业标准FL 2150 EJ/T 1108-2001 密封箱室设计原则Design principles f。rcontainment enc i。sures(ISO 10648寸:1997,Containmentenclosures一Partl:Design principles,NEQ) 阳l!lH111112otu-11一15发布2002一02一01实施国防科学技术工业委员会发布EJ/T 1108-2001 目次前言”.III 1 范围2 规范性引用文件3 定义4 材料选择及其特性”“”25 塑料手套箱“”26 组装式手套箱”“”37
2、焊接金属手套箱8 屏脏手套箱”“129 屏蔽工作箱”“”1410热室”“”171 1各类密封箱室设计要素”18附录A(资料性附录密封箱室常用材料n附录B(资料性附录密封箱室用密封件26附录c(资料性附录部件齐全的手套箱举例”30附录D(资料性附录)热室箱体尺寸和相关机械手型号”“.31 EJ/T 1108-2001 前言本标准对应于ISO10648-1 : 1997密封箱室:第一部分设计原则(英文版,与ISO10648-1 的一致性程度为非等效。同时吸收了美国标准ANSI/ASTMC 852一77怀手套箱设计规范和德国标准DIN 25420第一部分棍凝土热室的建造:对遥控热室的要求,第二部分混
3、凝土热室的建造:对工艺和贮存热室的要求的部分内容。本标准编制时还保留了原箱室核行业标准中的部分内容和设计思想。本标准采用的编写原则与ISO10648-1一致,即提供密封箱室设计的一般原则,以便为设计者、制造厂及用户提供共同遵循的通用规范。这与原箱室核行业标准大多数以施工图形式加以规定的编写原则不同。本标准是密封箱室设计、装配和安装的指导性标准。它规定了不同种类的密封箱室,如塑料手套箱、组装式手套箱、焊接金属手套箱等箱室的结构及所用材料的一般要求。这些箱室可以用于独立操作,亦可设置屏蔽墙成为屏蔽手套箱。此外,还规定了几种密封箱室的标准尺寸。其它要求及一些重要的设计安全因素,如操作条件、内部气氛、
4、通风、照明、接地、抗震及人机工程学方面的考虑等未在本标准中详细规定。在应用本标准的设计原则时也应同时考虑到火灾、爆炸及激烈化学反应的风险。用以选择完善和连贯的结构方案而进行风险评估的系统程序不在本标准中探讨。风险评估时应考虑以下各不同阶段,包括密封箱室的设计、制造、施工、安装、运行、维修及退役,还应适当考虑放射性废物管理及处置。此项工作应由设计人员根据密封箱室的实际使用及操作条件在满足相关安全规范及管理法规的前提下完成。本标准的内容与ISO10648-1基本致。但结合我国实际有若干不同点,主要是:a) ISO 10648-1明确规定不考虑混凝土热室及铅屏敲热室,但本标准列入了相关内容。b) I
5、SO 10648-1中用较大篇幅描述材料性能及选择,本标准将其置于附录A中c) 本标准增补了各类密封箱室设计要素一章,重点介绍箱室设计中应考虑的安全因素和各类箱室的基本部件及其要求d) 本标准中对手套箱基本参数,如手套孔中心高、手套孔间距等仍采用了EJ/T79一75中适合我国情况的规定,但也保留了ISO10648l中的一部分参数以适应对外交流的需要。本标准发布后,将同新制定的其它箱室核行业标准起,代替老的套箱室核行业标准。本标准的附录A、附录B、附录C和附录D都是资料性附录。本标准由中国核工业集团公司提出。本标准由核工业标准化研究所归口。本标准起草单位:核工业第二研究设计院。本标准主要起草人:
6、杨宝光、许源振。I I I EJ/T 1108-2001 密封箱室设计原则1 范围本标准规定了手套箱、屏蔽手套箱、屏蔽工作箱及热室的应用、设计原则和部分标准尺寸。本标准适用于操作或处理放射性物品或有毒物品的密封箱室或峦封箱室钱,也适用于要求洁净或无菌气氛的箱室。在满足本标准规定的设计原则及其官相关安全标准和规范的前提下,也可根据特殊要求采用标准以外的结构和尺寸。2 规范性引用文件下列规范性文件中的有关条文通过本标准的引用而成为本标准的条文。下列注明日期或版次的引用文件,其后的任何修改单或修订版本都不适用于本标准,但提倡使用本标准的各方探讨使用其最新版本的可能性。下列未注明日期或版次的引用文件,
7、其最新版本适用于本标准。EJ /T 1096-1999 密封箱室密封性分级及其检验方法3 定义本标准采用下列定义。3. 1 箱室enc loslre将特定的操作空间和周围环境空间实施有效隔离的包容设备。通常情况下在周围环境中有操作和维修人员迸出或停留,3.2 密封箱室containment enclosure 满足特定密封要求的箱室,其结构及系统设置可避免包容在其内的物质泄漏至外部环境或防止外部环境的物质潘入其内,或同时防止双向海漏3.3 手套箱glove b。x通过安装在箱室壁上的手套对箱室内物料或产品进行操作的一种密封箱室。手套通常安装在手套接盘或密封环上,其间有可靠的密封以保证手套箱内部
8、环境与操作人员所在环境的隔离。有惰性气体保护的或通入高洁净度空气的手套箱有时也称超净手套箱3.4 屏蔽手套箱shielded glove box 箱体外加装生物屏蔽的手套箱,其内部处理的产品或物料具有的y放射性活度较高或有中子辐射,采用手套进行操作。操作面上的外屏蔽层厚度一般在75mm(Fe)以下,特殊条件下可采用IOOmm(Fe),但必须使用含铅手套并严格限制手进入箱内的时间。当箱内有中子辐射时,可在铸铁板内侧加装25mm以下的含棚聚乙稀板。3.5 屏蔽工作箱shielded box with tongs 操作面上的屏敲层厚度超过75mm(Fe)或不允许采用手套进行直接操作的密封箱室。其操作
9、r具为剑式机械手EJ/T 1108一20013. 6 热室hot eel I 外层设有重生物屏蔽的密封箱室称为热室,其内部处理或贮存的产品或物料具有强y放射性活度或中子辐射。屏蔽材料常用混凝土、铸铁或铅砖。常用主从机械手进行操作。用于处理比活度较低、湾染风险较小的物质的热室一般称为y热室。用于处理比活度高、一旦泄漏会造成严重污染扩散的物质的热室称为y热室。除提供生物屏蔽外,y热室还需提供严格有效的密封措施4 材料选择及其特性密封箱室结构材料选择时应考虑多种因素,如所在位置、功能、预期寿命、所处环境气氛、去污性能、市场及价格等。箱体材料、密封材料、屏蔽材料的选择及特性详见附录A。5 塑料手套箱这
10、类手套箱的箱体材料主要采用塑料,其结构尺寸、装配方法可有多种5. t 特点及应用一一密封性可按要求选取,达到1、2或3级,见盯IT1096; 一一由于材料具吸湿性,不宜用作超净手套箱:一一可用于操作带腐蚀性的化学物品:一一不推荐用于高比活度的粉末制品的处理,以防材料发生辐照损伤及表面静电:一一应充分考虑火灾风险:一一适用于预期寿命不长的手套箱。5.2 结构说明此类密封箱室可用普通聚氯乙烯(PVC)、透明聚氯乙烯(XS-6)、聚甲基两烯酸甲酶(俗称有机玻璃,P刷A)或聚碳酸醋制造。此类箱室箱体采用不透明聚氯乙烯制造时,应在每一操作面板上局部或整面板采用透明材料以利观察。箱体可用热压成型、焊接或粘
11、结,但无论采用何种结构,箱内所有拐角处均应做成圆弧平滑过波以方便去污箱体操作面全用透明材料制造时,在其不同高度上可设置多组手套以方便操作,、此时手套接盘最好用透明材料制造。2 操作面板及后板可采用活动联接,其间采用法兰平垫密封。夹紧可用螺栓压板,也可用弹簧夹子。箱体可直接放置在实验室平台上,也可用专用支架独立支承。这种塑料手套箱室的箱体的典型结构见图1。EJ/T 1108-2001 a) a)用PVC制乍b) 用有机玻璃制作孚套孔) hu 图1塑料手套箱箱体5. 3 J飞F寸图l所示塑料手套箱箱体尺寸见表lo表1塑料手套箱箱体尺寸m m 类卡长宽总氏内空间长底部k部高推荐的手套子L间P.L L
12、 曹咽H d I型1000 630 390 1000 460 H型1080 600 500 1000 450 III型1050 600 500 1000 420 W型1180 1080 730 600 1000 470 6 组装式手套箱6. 1 特点及应用此类箱室采用金属型钢为箱体框架,因而有较好的结构刚性,密封性可达到l级,既可用于负压操作,亦可用于正压操作。由于箱体六个面均有密封圈,当箱内处理物质丸高比活度的放射性粉末悬浮微粒、腐蚀性或活性物质时应用胶料填实内侧缝隙以保护密封圈。这类箱室具有模块式结构,因而具有如下优点:3 一各侧面都可作为操作面:一一可适应特殊工艺操作要求:EJ/T 11
13、08-2001 一一内部可包容大型设备或完成复杂操作:一一制造方便,可分散运输至现场组装:一一损坏或严重沾污的壁面可以方便地更换。6.2 结构说明6.2. 1 总体结构这类密封箱室以金属型钢为框架,各面箱壁在其上组装。其形状通常为平行六面体,可设一或二个垂直工作面,每面可根据需要设24个手套孔。面板与框架之间设有密封圈,可用压板或弹簧夹子实现连接井压紧密封圈。当使用压板时,应在面板与压紧螺杆端面间设一垫板。此类密封箱室外观图见图2。图2组装式手套箱外观图操作面为垂直面的组装式手套箱箱体型式见图3。_,11./ /,.I - /. ,1/. ;/ llU :i: l w a) 正视图b) 单面操
14、作侧视图图3组装式手套箱箱体型式4 -.J / /. ,/ 11 / /. ,/:/ -,: ,.f 什1a-If c) 双面扭;作i1U况国EJ/T 1108-2001 6. 2.2框架制作框架的金属型材可用不锈钢或碳铜涂保护层,型材可选用断面尺寸为40rlffi40mm之方形管。当箱体尺寸超过表2所列数值时,宜选用较大尺寸的型材。其结构及连接尺寸见国4。也可使用角铜为框架型材,结构见图5。采用这种型材时可方便地实现两个或多个箱体的连接。其连接型式见图60l一窗板;2一密封圈:3一角钢:4一专用框架:5一内卷边槽钢:6一T形螺栓:7一底板活动夹子密封圈侧板4040方型管材图4组装式手套箱面板
15、与框架的连接型式白- 圄5角钢框架与面板、底板的连接型式5 l一连接型材:2一密封阁:3一螺栓:4一角钢6. 2.3面板EJ/T 1108-2001 2 图6利用角铜连接两个或多个箱体的方法四个面板可全部采用透明材料(如有机玻璃、聚碳酸醋)制造,其厚度为8mmIOmm,尺寸较大时可适当加厚。也可仅在操作面板上使用透明材料,其余各面用普通聚氯乙烯或金属板。充惰性气体的箱室在正压下操作时,面板应采用高强度层压玻璃6.2. 4 底板底板可用较厚的塑料板。此时应在箱内型材与密封圈压紧面内侧用有机硅胶回填以防放射性污物聚集。其连接型式见图7。面板固7组装式塑料箱体底板与框架连接结构6 EJ/T 1108
16、一2001底板也可采用金属板与框架焊接。此时可将底板与框架下部的四根型钢预先焊接在一起,其联接型式见图8.有排液要求的箱室底板应有坡度坡向地漏,以利液体的收集或排出。固8姐装式箱体底板与框架焊接结构6.2.5 顶板对于利用房间照明的箱室,硕鼠应采用哥在杭玻璃或其它透明材料若顶板上需安装通风净化、照明和负压测量仪表等设备时应采用强廉艘耐的材料,例如在金属板上局部装设透明材料,或采用高强度的透明材料如聚碳酸酣6.3 尺寸组装式手套箱的尺寸见表2.表中所列尺寸代号见图3,箱体的长、宽和高尺寸系指各相对面板外侧面间的距离。裴2手套孔间距为450nm时组装式手套箱尺寸操作面设置每面主操作线上手套孔数箱体
17、尺寸(mm)长L 宽, 高H单面2 900 800 900 3 1350 800 900 4 1800 800 900 双面2 900 800 900 3 1350 1200 900 4 1800 1200 900 a 主操作线指距箱体底面200晒的水平线7 焊接金属手套箱此类手套箱采用不锈钢板或碳钢板焊接而成,在需照明或观察的部位开孔井安装玻璃或透明塑料。7 EJ/T 1108-2001 7. 1 特点及应用8 一一密封性可达到1级,见盯IT1096: 一一可适应超净手套箱的要求,可采用正压或负压操作:一一当采用不锈钢箱体时,可耐大多数腐蚀性介质,也耐各类有机榕剂:一一不易发生辐照损伤并抗老
18、化、预期寿命长;一一火灾风险小:一一材料强度高,刚性好,可设计成大尺寸箱体。a) 带垂直工作面可移动孚套箱b) 带金倾斜工作面台式手套箱c) 辛苦局部倾斜工作面字套箱图9金属焊接手套箱实例1. 2 结构说明7. 2. 1 型式EJ/T 1108-2001 此类手套箱可以单面操作、双面操作,亦可在侧壁上装设手套。操作面可以是垂直的,见图9a),也可是倾斜的,见图9b),也可将手套孔所在部位垂直,而装观察窗的部位做成斜面,见图9c)。7.2.2箱体箱体多用不锈钢板焊接而成,有时也可用碳钢板焊接后喷涂防腐涂层。钢板厚度一般为3mm.为了方便加工和去污,一般左右端盖一次成型并将内部做成圆角。为了增强底
19、板刚性,可在F方补焊一块6mm8mm厚的碳钢板,参见图10。不锈钢底板碳钢补强板图10不锈钢箱体底板结构7.2.3 透明板透明板常用钢化玻璃板或有机玻璃板。有两种固定方式:窗用胶带豆立法兰压阪。窗用胶带方式见图11中剖,法兰压板方式见图11中b)f)。7. 3 尺寸图12示出了焊接金属手套箱的结构,a)为全倾斜操作面,b)为局部倾斜操作面,其尺寸分另lj列于表3及表4o9 to l一螺栓(T形螺栓):2一弹簧垫圈:3一法兰$4一密封圈:5一窗玻璃16一框架:7一固定焊封袋的环槽:8一支板密封垫EJ/T 1108-2001 4 5 飞飞b) 3 f 4 6 0 / 纺7 4 6 3 c) 2 3
20、 d) 、,功忡,u6 4 /I ,”/ / ?/ II 5 -, / e) f) 自11透明板在箱体上的固定方式EJ/T 1108-2001 双面操作侧视图、1唱单面操作侧视图呵4、3正视图s / 6 1 全倾斜工作面a) 双面操作侧视图w. 单面操作侧视图W2 = !正视图I I ! I 4 w, WI L . 局部倾斜工作面) LU 焊接金属手套箱图12全倾斜操作面焊接金属手套箱尺寸操作面设置每面主操作线上孚套孔数箱体尺寸mL ff. L H 2 900 700 580 800 单面3 1350 700 580 800 4 1800 700 580 800 2 900 900 660 8
21、00 双面3 1350 900 660 800 4 1800 900 660 800 11 表3EJ/T 1108-2001 表4局部倾斜操作面埠接金属手套箱尺寸操作面设置每面主操作线上手套孔数箱体尺寸mm L 叭吨Hi. Hz 2 900 700 500 800 325 620 单面3 1350 700 500 325 620 800 4 1800 700 500 800 325 620 2 900 900 500 800 325 740 双面3 1350 900 500 800 325 740 4 1800 900 500 800 325 740 a Hi也可选700或900.8 屏蔽手套
22、箱屏蔽手套箱一般由整体焊接金属箱体外部加装自、Y或中子屏蔽层构成。其密封性白金属内箱体保证。8. 1 特点及应用一一密封性可达1级,见EJ/T1096。一一可进行化学或物理金相操作,一一有足够厚度的外部屏敲层保护操作人员免受外照射伤害。屏蔽层厚度根据辐射防护计算结果及工艺操作特点决定,一般不大于75mm(Fe)。一一需要时应使用含铅手套,不操作时手套处有手套孔盖保证y屏蔽的连续性。一一有较长的预期寿命。一一火灾风险小。一一若外屏蔽采用拼装结构,可设计大尺寸箱体。8.2 结构说明8. 2. 1 型式屏蔽手套箱的内密封箱体均采用金属整体焊接结构,材料一般选用不锈钢。由于观察用透明极需采用较大厚度的
23、铅玻璃,操作面形状一般做成图9c)的局部倾斜状以方便操作,见图13012 EJ/T 1108一2001s,. L-L s, -= 也4-l . .,.2. s. 500 (620) a) 二,图13扉蔽手套箱言 . I .,. . 之二”gb) 8.2.2 箱体箱体采用不锈钢整体焊接,在手套接盘、照明灯、窥视窗、转运门等开孔部位焊接时应注意减少焊接变形,常用的方法是在焊缝处使两焊接件厚度相等见图14.圄14手套接盘与箱体的焊接箱体设计时不考虑承受屏蔽层的载荷。8.2.3 屏蔽层屏蔽层加装在密封箱体外侧,通常由六块面板组装,各面板间常用螺栓连接。屏蔽层有两种布置方式za) 六块屏蔽板贴近箱体六面
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