RU2055256C1

RU2055256C1 - Superoutsize multilayer high pressure vessel

Info

Publication number: RU2055256C1
Authority: RU
Inventors: В.Г. Глазов; С.И. Асадский
Original assignee: Опытное Конструкторское Бюро "Гидропресс"
Priority date: 1992-01-16
Filing date: 1992-01-16
Publication date: 1996-02-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: shell is made of multilayer sections. Terminal members are connected by welds. Edges for circular and longitudinal joints are made as central packet with superposition of exterior and interior layers shifted relative to packet face ends and connected between themselves by multilayer insertions. The insertions are mounted from exterior and interior sides of shell. The exterior surface of circular joints on exterior side of shell locking the insertion is equipped with rings mounted rigidly and symmetrically relative to insertion edges. The exterior surface of insertions of shell longitudinal axes is equipped with ribs set up rigidly and symmetrically relative to insertion edges. EFFECT: facilitated manufacture. 5 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к многослойным сосудам высокого давления и может быть использовано при изготовлении сверхнегебаритных корпусов ядерных реакторов большой мощности и крупногабаритных сосудов в химической и нефтехимической промышленности. The invention relates to multilayer pressure vessels and can be used in the manufacture of oversized hulls of large-capacity nuclear reactors and large vessels in the chemical and petrochemical industries.

Известен сосуд высокого давления, содеpжащий многослойные обечайки и кольцевые элементы. На соединяемых участках многослойных обечаек и концевых элементов выполнены ступенчатые проточки, в каждой из которых размещены вставки, соединенные при помощи сварных швов. Known pressure vessel containing multilayer shells and ring elements. On the connected sections of the multilayer shells and end elements, stepped grooves are made, in each of which inserts are placed, connected by welds.

Недостатком такой конструкции является низкая надежность сварных швов из-за того, что при большой толщине стенок обечаек производится односторонняя сварка, которая приводит к большим термическим поводкам и напряжениям в районе сварных швов приварки многослойных вставок. The disadvantage of this design is the low reliability of the welds due to the fact that with a large thickness of the walls of the shells, one-sided welding is performed, which leads to large thermal leads and stresses in the region of the welds of the welding of multilayer inserts.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сверхнегабаритный многослойный сосуд высокого давления, содержащий обечайку, выполненную из многослойных секций, и концевые элементы, соединенные сварными швами. Closest to the invention in technical essence and the achieved result is an oversized multilayer pressure vessel containing a shell made of multilayer sections and end elements connected by welds.

Недостатком известной конструкции также является низкая надежность односторонних сварных соединений многослойных секций. A disadvantage of the known design is also the low reliability of single-sided welded joints of multilayer sections.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и многослойного сосуда высокого давления. The technical result of the invention is to increase the reliability and multilayer pressure vessel.

Для этого в сверхнегабаритном многослойном сосуде высокого давления, содержащем обечайку, выполненную из многослойных секций, и концевые элементы, соединенные сварными швами, кромки под кольцевые и продольные швы выполнены в виде центрального пакета с наложением наружных и внутренних слоев, смещенных относительно торцов пакета и соединенных между собой посредством многослойных вставок, установленных с наружной и внутренней стороны обечайки, наружная поверхность замыкающих вставку кольцевых швов на наружной стороне обечайки снабжена кольцами, установленными жестко и симметрично относительно краев вставок, а наружная поверхность вставок продольных швов обечайки снабжена ребрами, установленными жестко и симметрично относительно краев вставок. For this, in an oversized multilayer pressure vessel containing a shell made of multilayer sections, and end elements connected by welds, the edges for circumferential and longitudinal seams are made in the form of a central package with superimposed outer and inner layers offset from the ends of the package and connected between by means of multilayer inserts installed on the outer and inner sides of the shell, the outer surface of the annular seams closing the insert on the outer side of the shell is provided rings mounted rigidly and symmetrically with respect to the edges of the inserts and the outer surface of the sleeve inserts longitudinal seam is provided with ribs, and is rigidly mounted symmetrically with respect to the edges of the inserts.

Кольца и ребра могут быть установлены с внутренней стороны обечайки на вставках. Rings and ribs can be mounted on the inside of the shell on the inserts.

Кольца могут быть выполнены из нескольких жестко соединенных между собой частей. Rings can be made of several rigidly interconnected parts.

Кольца и ребра могут быть жестко соединены в местах соприкосновения между собой. Rings and ribs can be rigidly connected at points of contact.

Поверхность вставoк кольцевых швов обечайки может быть снабжена несколькими кольцами, установленными с зазором между собой. The surface of the inserts of the annular seams of the shell may be provided with several rings installed with a gap between each other.

Поверхность вставок продольных швов обечайки может быть снабжена несколькими ребрами, установленными с зазором между собой. The surface of the inserts of the longitudinal seams of the shell may be provided with several ribs installed with a gap between each other.

На фиг. 1 изображен предлагаемый сверхнегабаритный сосуд высокого давления; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 вариант установки двух колец с наружной стороны обечайки и кольца с внутренней стороны обечайки; на фиг.5 подготовка кромок секции под сварку. In FIG. 1 shows the proposed oversized pressure vessel; figure 2 section aa in figure 1; figure 3 section BB in figure 1; in FIG. 4, the installation of two rings on the outside of the shell and rings on the inside of the shell; figure 5 preparation of the edges of the section for welding.

Сверхнегабаритный многослойный сосуд высокого давления содержит многослойную цилиндрическую обечайку 1 с патрубками 2 и кольцевые элементы 3 (днища). Обечайка 1 выполнена из нескольких секций 4. Каждая секция 4 выполнена в виде центрального пакета 5, составленного из слоев 6, которые соединены между собой при помощи наплавки 7. В наплавке 7 выполнены фаски 8 под стыковую сварку. В остальных наружных и внутренних слоях 6 секции 4 выполнены проточки 9, а слои 6 закреплены в них при помощи сварных швов 10. Секции 4 соединены между собой стыковыми сварными швами 11, а далее приваркой многослойных вставок 12, установленных с наружной и внутренней стороны обечайки 1 при помощи сварных швов 13. Кольцевые швы 14 обечайки 1 с наружной и внутренней стороны снабжены кольцами 15, приваренными к вставкам 12 сварными швами 16, а продольные швы 17 обечайки 1 снабжены ребрами 18, приваренными к вставкам 12 сварными швами 19. An oversized multilayer pressure vessel contains a multilayer cylindrical shell 1 with nozzles 2 and ring elements 3 (bottoms). The shell 1 is made of several sections 4. Each section 4 is made in the form of a Central package 5, composed of layers 6, which are interconnected by surfacing 7. In surfacing 7 made bevels 8 for butt welding. In the remaining outer and inner layers 6 of section 4, grooves 9 are made, and the layers 6 are fixed in them with welds 10. Sections 4 are interconnected by butt welds 11, and then by welding of multilayer inserts 12 installed on the outer and inner sides of the shell 1 using welds 13. The annular seams 14 of the shell 1 on the outer and inner sides are provided with rings 15 welded to the inserts 12 with welds 16, and the longitudinal seams 17 of the shell 1 are provided with ribs 18 welded to the inserts 12 with welds 19.

Изготовление и сборка сосуда производится следующим образом. The manufacture and assembly of the vessel is as follows.

Каждая обечайка 1 сверхнегабаритного размера делится на несколько секций 4, исходя из возможности изготовления и транспортирования к месту монтажа. Each oversized shell 1 is divided into several sections 4, based on the possibility of manufacturing and transportation to the installation site.

При изготовлении секций 4 возможны различные способы выполнения, например, вальцовых секций на вальцах, гибки на гидравлических прессах или штамповки как целиком, так и отдельными слоями с последующей калибровкой. In the manufacture of sections 4, various methods of performing, for example, roller sections on rollers, bending on hydraulic presses or stamping, either in whole or in separate layers, followed by calibration, are possible.

Собранная секция 4 из слоев 6 сжимается между собой при помощи приспособлений и обрабатывается по торцам таким образом, чтобы получить на ней центральный пакет 5 и проточки 9, смещенные относительно торцов пакета на величину не менее ширины сварного шва 13. Слои 6 центрального пакета 5 скрепляют между собой при помощи наплавки 7, а в проточках 9 слои 6 по торцам приваривают сварными швами 10. Далее в наплавке 7 выполняют фаски 8 под стыковую сварку, а торцы слоев в проточках 9 и торцы многослойных вставок 12 для удобства сварки и лучшего провара разделывают между собой под сварку со сносом кромок. The assembled section 4 of the layers 6 is compressed with each other by means of devices and processed at the ends in such a way as to obtain on it a central package 5 and grooves 9 displaced relative to the ends of the package by an amount not less than the width of the weld 13. The layers 6 of the central package 5 are fastened between by welding 7, and in the grooves 9, the layers 6 at the ends are welded with welds 10. Then, in the surfacing 7, bevels 8 are made for butt welding, and the ends of the layers in the grooves 9 and the ends of the multilayer inserts 12 for easier welding and better penetration yvayut between a welding edge of the demolition.

Производится контрольная сборка обечайки 1 и маркировка секций перед отправкой их на место монтажа. The control shell 1 is assembled and sections are marked before sending them to the installation site.

На месте монтажа секции 4 закрепляются при помощи приспособлений между собой и производится их сварка при помощи сварных швов 11, а далее поочередная установка многослойных вставок 12 и их приварка швами 13. At the installation site, sections 4 are fixed by means of devices between themselves and they are welded using welds 11, and then the installation of multilayer inserts 12 and their welding by seams 13.

Далее, на наружной поверхности вставок 12 кольцевых швов 14 обечайки 1 устанавливаются кольца 15 (симметрично краям вставки 12) и привариваются сварными швами 16, а на продольных швах 17 обечайки 1 и на поверхности вставок 12 устанавливаются ребра 18, которые привариваются сварными швами 19. Further, on the outer surface of the inserts 12 of the annular seams 14 of the shell 1, rings 15 are installed (symmetrically to the edges of the insert 12) and are welded by welds 16, and ribs 18 are installed on the longitudinal seams 17 of the shell 1 and on the surface of the inserts 12, which are welded by welds 19.

Установка колец 15 и ребер 18 производится с целью повышения надежности сварных швов обечайки 1 за счет того, что при установке и приварке вставок 12 на монтаже возможно получение неплотного прилегания слоев вставок. Это приводит к тому, что при нагружении сосуда в слоях вставок 12 возникают изгибающие напряжения, которые могут привести к разрушению сварных швов 13 и 17 и самих вставок 12. Приварка колец 15 и ребер 18 уменьшает изгибающие моменты и увеличивает момент инерции сварных швов 13 и 17 обечайки 1, повышая тем самым ее надежность. The installation of the rings 15 and ribs 18 is carried out in order to increase the reliability of the welds of the shell 1 due to the fact that when installing and welding the inserts 12 at the assembly, it is possible to obtain a loose fit of the layers of the inserts. This leads to the fact that when loading the vessel in the layers of the inserts 12 there are bending stresses that can lead to the destruction of the welds 13 and 17 and the inserts 12. Welding the rings 15 and ribs 18 reduces bending moments and increases the moment of inertia of the welds 13 and 17 shell 1, thereby increasing its reliability.

В изобретении предлагаются варианты установки нескольких колец 15 и ребер 18 как с наружной, так и с внутренней стороны обечайки 1. The invention provides mounting options for several rings 15 and ribs 18 from both the outer and inner sides of the shell 1.

Кроме того, установка ребер и колец, а также сварка их между собой повышает устойчивость сосуда и надежность от сейсмических или динамических воздействий на него. In addition, the installation of ribs and rings, as well as welding them together, increases the stability of the vessel and reliability from seismic or dynamic effects on it.

Claims

1. ULTRA-SINGLE MULTI-LAYERED HIGH PRESSURE VESSEL containing a shell made of multilayer sections and end elements connected by welds, characterized in that the edges under the circular and longitudinal seams are made in the form of a central package with the outer and inner layers offset from the ends of the package and interconnected by means of multilayer inserts installed on the outer and inner sides of the shell, the outer surface of the annular seams closing the insert on the outer side of the shell and provided with rings mounted rigidly and symmetrically with respect to the edges of the inserts, and the outer surface of the inserts of the longitudinal seams of the shell is provided with ribs mounted rigidly and symmetrically with respect to the edges of the inserts.

2. The vessel under item 1, characterized in that the rings and ribs are installed on the inner side of the shell on the inserts.

3. The vessel according to claim 1, characterized in that the rings are made of several parts rigidly interconnected.

4. The vessel according to claim 1, characterized in that the rings and ribs are rigidly connected at points of contact with each other.

5. The vessel according to claim 1, characterized in that the surface of the inserts of the annular seams of the shell is provided with several rings installed with a gap between each other.

6. The vessel according to claim 1, characterized in that the surface of the inserts of the longitudinal seams of the shell is provided with several ribs installed with a gap between each other.